CN116104414A - 一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置。通过高低错落设置的传动装置，使得相邻的钻头在偏心转动时不会互相干涉。通过高低错落设置的传动装置，使相邻的钻头在互不干涉的情况下，具有交叉重叠的钻进区域，能够有效处理相邻钻头之间的欠挖。欠挖即相邻钻头对硬岩进行钻进挖掘时存在挖掘不充分的区域。莱洛钻头采用异型结构设计，边缘部分镂空，同时相邻钻头基座的高度也互不相同，通过配合高低错落设置的传动装置，从而保证相邻钻头在转动时截齿与截齿座不会与钻头基体干涉。相邻传动装置底部的莱洛钻头旋向相反，使得相邻的莱洛钻头在钻进时产生的切削力能够相互抵消，进而减小钻进时整个成孔装置的晃动。

Description

一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置

技术领域

本发明涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置。

背景技术

高速公路、铁路以及隧道等在建设过程中，为了防止两边的山坡出现滑坡的情况，必须进行抗滑桩施工，从而保证两侧山体的稳定性，而当前有以矩形抗滑桩应用最多。目前矩形抗滑桩施工模式基本都是旋挖引孔后再进行俢孔，现有的俢孔装置基本都是自制的简易设备，只能勉强应用于土层或者软岩的地质工况，当遇到硬岩时，采取的依然是人工挖孔的模式。为了能够解决这种问题，需要提供一种硬岩矩形抗滑桩机械成孔装置，满足硬岩桩孔修形的要求，同时能够更好的控制超欠挖，以满足施工安全、施工周期以及施工成本的要求。

现阶段市场上已经有部分的矩形抗滑桩成孔装置，但其结构大多较为简单，驱动方式主要依靠旋挖钻杆的动力，并且采用的修形方式类似铣轮或者凿岩冲击，只能适用于土层或者硬度在10MPa左右的软岩，对于硬度超过50MPa的硬岩则是完全不适用的，并且超欠挖处理的不好。

如专利申请CN 111535740 A所公开的一次性成孔的方桩旋挖装置，钻杆相对取土方桶转动，钻杆通过传动轴带动莱洛三角板在取土方桶内旋转，莱洛三角板通过齿刀轴联动旋挖钻头进行旋转开挖形成圆角方桩，取土方桶切入到土里形成直角方桩，可快速一次成孔、工序简洁、施工方便、安全高效且施工成本低。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种一次性成孔的方桩旋挖装置，包括钻杆，还包括：

取土方桶，所述取土方桶为底部开口、顶部闭合的桶体，所述钻杆一端贯穿所述取土方桶的顶壁且向桶内延伸，所述钻杆与所述取土方桶转动连接，所述取土方桶底部的外壁与内壁呈一倾斜向上的切壁；

传动轴，所述传动轴位于所述取土方桶内，所述传动轴一端与所述钻杆连接；莱洛三角板，所述莱洛三角板位于所述传动轴下方且位于所述取土方桶内，所述莱洛三角板的上表面连接至所述传动轴的另一端，所述莱洛三角板的中心轴与所述钻杆中心轴通过传动轴偏心连接，所述钻杆通过传动轴偏心使得所述莱洛三角板端角沿所述取土方桶内壁上圆角方形轨迹贴合旋转；齿刀轴，所述齿刀轴位于所述取土方桶内，所述齿刀轴一端固定在所述莱洛三角板的下表面，所述齿刀轴另一端延伸出所述取土方桶，所述齿刀轴的端角与所述莱洛三角板的端角相对应；旋挖钻头，所述旋挖钻头设于所述齿刀轴的自由端上，所述旋转钻头的端角与所述齿刀轴的端角相对应，所述旋转钻头的下表面设有切土刀头，所述切土刀头呈中心向三个端角轴线分布。优选的，所述传动轴包括从上往下依次连接的第一轴杆、第二轴杆和第三轴杆，所述第一轴杆一端固定在所述钻杆上，所述第一轴杆另一端竖直向下延伸，所述第二轴杆固定在第一轴杆上且倾斜向下延伸，所述第三轴杆一端固定在第二轴杆上且竖直向下延伸，

所述第三轴杆另一端固定在所述莱洛三角板的上表面且位于所述莱洛三角板的中心轴上。所述第三轴杆上还套接一圆盘，所述圆盘内切所述取土方桶的内壁，所述取土方桶内壁四个端角上设有三角盖板，所述三角盖板位于所述圆盘上方，所述圆盘与所述三角盖板形成滑动密封。所述传动轴包括第四轴杆和轴套，所述第四轴杆一端固定在所述莱洛三角板的上表面且位于所述莱洛三角板的中心轴上，所述第四轴杆另一端竖直向上延伸通过所述轴套与所述钻杆连接。所述第四轴杆上还套接一圆盘，所述圆盘内切所述取土方桶的内壁，所述取土方桶内壁四个端角上设有三角盖板，所述三角盖板位于所述圆盘上方，所述圆盘与所述三角盖板形成滑动密封。所述取土方桶的顶壁设有通孔，所述通孔内设有滚动轴承，所述钻杆穿过所述滚动轴承且向桶内延伸，所述钻杆与所述滚动轴承转动连接。所述齿刀轴延伸出所述取土方桶的长度为10-20㎝。所述旋挖钻头与所述齿刀轴之间为可拆卸连接。所述旋挖钻头与所述齿刀轴之间为卡接或螺纹连接。该发明只适用与土质的工况，并且工序相当复杂，而且对于大截面的矩形桩孔难以应用。

如专利申请CN 113323577 A所公开的一种旋挖方桩钻具，包括中轴总成、配重装置、桶身和齿板总成，配重装置和桶身套装于中轴总成上，齿板总成安装于桶身四周；中轴总成包括方头和中心管，方头位于中心管上端，配重装置包括配重块和上滑块安装板，桶身包括面板、侧板和立板。其关键技术是在中心管上方头与配重装置之间套装总压板，在总压板与配重块之间安装弹簧，在总压板下端面及配重块上端面分布限位板，在限位板之间安装连杆，配重块下端面设置上支撑板，上支撑板下端面设置上滑块组，桶身的面板下方安装侧板和立板形成一个箱体，面板上端面分布有下支撑板，下支撑板上端面设置下滑块组，面板中部设置导向筒和安装斗，侧板和立板下端设置套管；齿板总成包括齿板轴、齿板和钻进齿，齿板轴位于开口套管内，齿板轴上安装齿板，齿板上均布有钻进齿。所述方头通过方头连接板加强，方头对角方向上设置有方头筋板。所述中心管下端插接在桶身的导向筒中，在中心管外壁位于导向筒下端套装限位环，限位环与中心管下端配合固定。所述中心管下端安装凸圆摩擦块，安装斗的底部设置凹圆槽。所述安装斗的底部设有油槽。在弹簧上端安装弹簧压板，总压板上安装加压螺杆。在中心管中部套装耐磨板安装盘，耐磨板安装盘下方安装耐磨板。所述齿板表面设置限位条。所述侧板与立板下端对角方向上设置角齿板。所述桶身内分布有纵筋板与横筋板。该发明采用冲击的方式对于部分软岩桩孔修形能够起到一定的效果，但施工时间长，并且长时间的冲击容易导致桩孔的稳定性变差，对于硬岩冲击的形式不使用，无法起到破岩修形的效果。

专利文件CN 209457865 U一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，包括转动件一、随所述转动件一进行转动的若干转动件二，所述转动件一、转动件二的转轴相互平行，所述转动件一驱动主钻头进行转动，每个转动件二驱动一个副钻头进行转动，所有副钻头均位于主钻头的上方；所述副钻头在主钻头转动平面内的投影，与主钻头局部重合；还包括位于所述副钻头上方的方形刮削件。针对现有技术中旋挖机无法直接成型方孔，导致方桩施工效率低、不安全的问题，本实用新型首先提出一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，转动件一同时带动若干个转动件二进行转动，转动件一驱动主钻头进行转动，每个转动件二驱动一个副钻头进行转动，由于副钻头均位于主钻头的上方，因此在钻孔施工时，必然是主钻头首先接触土层形成对应的主孔，之后副钻头才随着不断下降接触到土层，由于副钻头在主钻头转动平面内的投影与主钻头局部重合，因此若干的副钻头必然从外部对主钻头所形成的主孔进行扩大，将其边缘扩开成若干圆弧状的结构，随着主孔深度不断加深，副钻头上方的方形刮削件也接触到土层，方形刮削件不转动直接向下移动，其外壁对预先形成的通孔的圆弧状外侧进行刮削与修正，将多余土质向下刮落从而形成完整的方形结构。本实用新型结构简单，通过旋挖机即可实现方形成孔，解决了目前土木工程领域现浇方桩只能通过人工成孔的问题，实现了快速成孔，缩短工期的目的，可在路基高危边坡设置抗滑桩、建筑工程桩基地基、桥台桩基等工况下实现快速施工，大大减短工程工期、降低成本、降低了工人的劳动强度并规避了人工挖方孔的作业风险。所述转动件一、转动件二均位于方形刮削件的上方。确保主钻头、副钻头、方形刮削件自下而上依次排布构成钻头组件依次接触土层，使得方孔逐渐成型，避免转动件一、转动件二对方孔成型过程造成干扰。所述转动件一为主齿轮，所述转动件二为与所述主齿轮相啮合的副齿轮，所述主齿轮、副齿轮均通过贯穿方形刮削件的连杆与对应的主钻头、副钻头相连，方形刮削件不随所述连杆进行转动。通过齿轮啮合的方式能够确保转动件一与转动件二之间的传动稳定，连杆穿过方形刮削件随转动件一、转动件二进行转动，带动对应的主钻头、副钻头即可。其中，方形刮削件不随所述连杆进行转动，即是方形刮削件不在周向上进行转动，只随旋挖装置整体进行上下的移动。所述方形刮削件上设置用于所述连杆穿过的通孔，连杆外套设轴承，所述轴承固定在通孔内壁。通过轴承的设置来确保连杆的稳定转动，同时实现方形刮削件不转动的效果，具体的连杆与轴承内圈相连，方形刮削件与轴承外圈相连即可。除此之外，本领域技术人员根据现有技术所能够直接实现的其他连接方式也能够替换本方案。所述副钻头共四个，四个副钻头的中心共面，且四个副钻头的中心为长方形的四个顶点。即是四个副钻头相对于主钻头的高度距离完全相等，当主钻头竖直向下开孔时，四个副钻头能够同时接触水平的土层，同时开始工作。四个副钻头的中心为长方形的四个顶点，能够使得四个副钻头所形成的孔呈四方分布，从而为方形刮削件提供近似方形的预成型孔，以此极大的减少需要方形刮削件进行刮削的土体厚度，降低方形刮削件的工作负荷，提高本装置的使用寿命。所述主钻头的中心在四个副钻头的中心所处平面内的投影，与四个副钻头的中心所围绕形成的长方形的中心重合。即是四个副钻头所形成的近似方形的预成型孔相较于主钻头的中心正好在外侧按照方形排布，使得每个副钻头都只需钻开局部土体与主钻头的钻开孔连通即可，避免各副钻头之间负荷不均、土层对不同方位的副钻头所施加的反作用力不同进而导致钻孔方向自动倾斜的问题，使得本装置能够防斜打直，降低井眼歪斜的风险。当钻孔方向竖直时，所述主钻头、副钻头在水平面内的投影均位于方形刮削件的投影范围内部。本方案能够确保方形刮削件最终刮削后，成型的孔洞完全呈方形，没有一点多余部分的孔洞出现，避免后续浇筑时水泥浆的浪费。所述方形刮削件在水平面内的投影也呈方形，任意一个副钻头在水平面内的投影均与方形刮削件方形投影的相邻两边同时相切。本方案能够使得需要方形刮削件进行刮削的土体都属于相邻两个副钻头所形成的孔洞之间的多余部分，该部分土体位于边角位置，已经被主钻头和副钻头所松动，属于容易被刮落的部分，因此本方案方形刮削件的负荷低，方孔成型效率极高。该发明同样只能应用于土层的地质工况，并且桩孔成形后存在非常多的欠挖，钢筋笼的尺寸无法满足抗滑桩施工的要求。

因此，根据这种市场现状，需要专门研究一种适用于硬岩并且能够很好的控制超欠挖的一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，能够改变当前硬岩矩形桩孔成孔没有专业机械化设备的现状，解决了现有矩形抗滑桩成孔装置容易超欠挖的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，所述硬岩矩形抗滑桩成孔装置包括：

底座，用于连接上级设备；

支撑装置，包括若干个撑靴，所述撑靴可伸缩地设置在所述底座上；

若干个传动装置，对应每个传动装置的底部设有莱洛钻头；若干个所述传动装置围绕底座上下错落布置，以使所述莱洛钻头在偏心转动时互不干涉；所述相邻的莱洛钻头旋转方向相反；

电控柜系统，电控柜系统固定在所述底座上。

所述传动装置围绕所述底座呈矩形阵列布置，所述传动装置包括：2个第一传动装置、若干个第二传动装置、若干第三传动装置，2个第四传动装置；

所述第一传动装置位于矩形阵列的两个相对的拐角处，所述第四传动装置位于矩形阵列其余的两个相对的拐角处；所述第二传动装置和第三传动装置沿着矩形阵列的四个边间隔排布；

所述第二传动装置和第四传动装置沿着竖直方向上的设置高度高于所述第一传动装置和第三传动装置，以使相邻的所述传动装置围绕底座上下错落布置。

所述第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置、第四传动装置均包括：电机、减速机、支撑框架、万向轴；

所述万向轴设置在所述支撑框架的内部，莱洛钻头连接在所述万向轴的底部，所述万向轴连接所述减速机；

所述支撑框架的顶部设有法兰连接座，所述减速机通过所述法兰连接座固定在所述支撑框架的顶部，所述电机连接在所述减速机的顶部；

所述所支撑框架的侧面均布置有立板，所述支撑框架上布置有多个螺栓孔和销轴孔，通过螺栓、定位销将立板和底座固定连接。

所述法兰连接座的侧壁上设有若干个挡块，所述挡块与所述底座抵接，或者所述挡块与相邻的传动装置抵接。

所述支撑框架的前端设有支撑框架开口，所述支撑框架开口上对应设有封板，所述封板用于封闭所述支撑框架；所述封板上的内侧设有喷头，所述喷头通过连接外部水路能够实现对所述支撑框架的内部进行喷雾。

所述第一传动装置和第四传动装置的所述法兰连接座的顶部向底座倾斜，以使所述法兰连接座上部的电机、减速机向底座倾斜。

所述第二传动装置和第三传动装置的所述法兰连接座顶部为水平面。

所述底座包括：底座主体和若干个支座，若干个所述支座沿水平方向设置在所述底座主体上；

所述支座的侧壁上设有若干个底座立板；所述支撑框架的中部侧壁上设有若干个贴板，所述贴板与所述底座立板固定连接。

所述电控柜系统包括：电控柜和电控柜支架；

所述电控柜支架沿水平方向固定在所述底座上，所述电控柜设置在所述电控柜支架的顶部，所述电控柜的底部设有电控柜垫板，所述电控柜垫板和所述电控柜支架之间设有减震器，所述减震器用于对所述电控柜减震。

所述莱洛钻头包括：钻头基体、若干个截齿座和截齿；

所述钻头基体包括：三角筒和三角座，所述三角座设置在所述三角筒的底部，所述截齿座设置在所述三角座的底部，所述截齿对应设置在所述截齿座上；

所述三角筒的拐角处侧壁上对应设置有耐磨条。

所述莱洛钻头按照旋转方向分为顺莱洛钻头和逆莱洛钻头；

其中，所述第一传动装置和第三传动装置采用顺莱洛钻头，第二传动装置和第四传动装置采用逆莱洛钻头；

所述顺莱洛钻头和逆莱洛钻头的三角筒的高度相同，所述逆莱洛钻头的三角座的高度高于所述顺莱洛钻头的三角座。

所述撑靴位于相邻的传动装置之间，所述撑靴包括：第一撑靴和第二撑靴，每两个所述第一撑靴相对设置，所述第二撑靴垂直设置在两个所述第一撑靴的连接处。

所述第一撑靴包括：限位板、立柱、第一滑移架、第一油缸和第一内套筒；

所述底座的底部设有撑靴固定底板，所述限位板固定连接在所述撑靴固定底板上，立柱的顶部与所述限位板固定连接，所述立柱与所述第一滑移架垂直设置，所述立柱与所述第一滑移架的一端可滑动连接；

所述第一油缸设置在所述第一滑移架内部，所述第一油缸的伸出端连接所述第一内套筒，以使所述第一内套筒可伸缩设置在所述第一滑移架内。

所述第二撑靴包括：托板、撑杆、第二滑移架、第二油缸和第二内套筒；

所述撑杆通过所述托板固定连接在所述第一滑移架上，所述第二滑移架固定连接在所述撑杆上，所述第二油缸设置在所述第二滑移架的内部，所述第二油缸的伸出端连接所述第二内套筒，以使所述第二内套筒可伸缩设置在所述第二滑移架内。

所述第一内套筒和所述第二内套筒的外侧端部设有橡胶缓冲座。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，通过高低错落设置的传动装置，使得相邻的钻头在偏心转动时不会互相干涉。

通过高低错落设置的传动装置，使相邻的钻头在互不干涉的情况下，具有交叉重叠的钻进区域，能够有效处理相邻钻头之间的欠挖。欠挖即相邻钻头对硬岩进行钻进挖掘时存在挖掘不充分的区域。

莱洛钻头采用异型结构设计，边缘部分镂空，同时相邻钻头基座的高度也互不相同，通过配合高低错落设置的传动装置，从而保证相邻钻头在转动时截齿与截齿座不会与钻头基体干涉。

相邻传动装置底部的莱洛钻头旋向相反，使得相邻的莱洛钻头在钻进时产生的切削力能够相互抵消，进而减小钻进时整个成孔装置的晃动。

成孔装置在向下钻进时，通过多个撑靴组合形成多个支撑端，可从多个方向对设备进行支撑，减少设备在破岩时的振动，提高设备运行稳定性，并减少设备因晃动而导致的超欠挖，减小对设备的损伤，保证桩孔破岩修形效果。

附图说明

图1为本发明的硬岩矩形抗滑桩成孔装置的立体图；

图2为本发明的传动装置的结构示意图；

图3为本发明的第一传动装置局部结构正视图；

图4为本发明的第一传动装置局部结构立体图；

图5为本发明的第二传动装置局部结构正视图；

图6为本发明的第三传动装置局部结构立体图；

图7为本发明的第四传动装置局部结构正视图；

图8为本发明的第四传动装置局部结构立体图；

图9为本发明的底座和电控系统的结构立体图；

图10为本发明的电控柜支架的结构立体图；

图11为本发明的底座的仰视图；

图12为本发明的支撑装置的结构立体图；

图13为本发明的顺莱洛钻头的结构立体图；图14为本发明的逆莱洛钻头的结构立体图。

【附图标记说明】

1：第一传动装置；

2：第二传动装置；

3：第三传动装置；

4：第四传动装置；

5：电控系统；

6：底座；

7：第一撑靴；

8：第二撑靴；

9：莱洛钻头；

10：喷头；

11：电机；

12：减速机；

13：万向轴；

14：支撑框架；

15：法兰连接座；

16：立板；

17：挡块；

18：封板；

51：电控柜；

52：电控柜垫板；

53：减震器；

54：电控柜支架；

61：底座主体；

62：支座；

63：底座立板；

64：撑靴固定底板；

71限位板；

72立柱；

73第一滑移架；

74第一油缸；

75橡胶缓冲座；

76第一内套筒；

81托板；

82撑杆；

83第二滑移架；

84第二油缸；

85第二内套筒；

91：三角筒；

92：三角座；

93：耐磨条；

94：压板；

95：截齿座；

96：截齿。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-14所示，本发明提供了一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，配合旋挖钻机的输出端使用，硬岩矩形抗滑桩成孔装置包括：底座6、支撑装置、若干个传动装置和电控柜系统5。底座6用于连接上级设备，对应每个传动装置的底部设有莱洛钻头9，若干个传动装置围绕底座6上下错落布置，以使莱洛钻头9在偏心转动时互不干涉，相邻的莱洛钻头9旋转方向相反，支撑装置可伸缩设置在相邻的传动装置之间，以对成孔装置进行支撑。

底座6包括：底座主体61和若干个支座62，若干个支座62沿水平方向设置在底座主体61上。支座62沿水平方向的侧壁上设有若干个底座立板63，底座立板63设有用于安装螺栓或者定位销的通孔，以通过底座立板63与传动装置固定连接。底座主体61的底部还设有用于连接支撑装置的撑靴固定底板64。

传动装置用于驱动莱洛钻头9，若干个传动装置围绕底座主体61呈矩形阵列布置，传动装置包括：2个第一传动装置1、若干个第二传动装置2、若干第三传动装置3和2个第四传动装置4。

其中，第一传动装置1位于矩形阵列的两个相对的拐角处，第四传动装置4位于矩形阵列其余的两个相对的拐角处。第二传动装置2和第三传动装置3沿着矩形阵列的四个边间隔排布。

本实施例共设置了16个传动装置，即第一传动装置1位于矩形阵列的两个相对的拐角处，第四传动装置4位于矩形阵列其余的两个相对的拐角处，使用螺栓和定位销的方式进行固定。第二传动装置2和第三传动装置3间隔安装在底座6的其它十二个位置上，均使用螺栓固定。

第二传动装置2和第四传动装置4沿着竖直方向上的设置高度高于第一传动装置1和第三传动装置3，以使相邻的传动装置围绕底座6上下错落布置，过高低错落设置的传动装置，使相邻的钻头在互不干涉的情况下，具有交叉重叠的钻进区域，能够有效处理相邻钻头之间的欠挖现象。

第一传动装置1、第二传动装置2、第三传动装置3、第四传动装置4均包括：电机11、减速机12、支撑框架14和万向轴13。

万向轴13设置在支撑框架14的内部，莱洛钻头9连接在万向轴13的底部，万向轴13连接减速机12。支撑框架14的顶部设有法兰连接座15，减速机12通过法兰连接座15固定在支撑框架14的顶部，电机11连接在减速机12的顶部。通过电机11和减速机12驱动万向轴13带动莱洛钻头9旋转，实现对桩孔内壁的挖钻。

支撑框架14的侧面均布置有立板16，支撑框架14上布置有多个螺栓孔和销轴孔，通过螺栓、定位销将立板16和底座6的支座62固定连接。支撑框架14的中部侧壁上设有若干个贴板，贴板与底座立板63固定连接。

法兰连接座15的侧壁上设有若干个挡块17，挡块17与底座6抵接，或者挡块17与相邻的传动装置抵接，通过挡块17的设置可以减少传动装置与底座6之间的振动，增强结构稳定性。法兰连接座15的侧壁上也可设置若干个立板16，用于固定连接相邻的传动装置或者底座6。

本实施例的第三传动装置3在法兰连接座15背面布置有挡块17，挡块17能够抵在底座6上。第一传动装置1的法兰连接座15的两个侧面都布置有挡块17，挡块17能够抵在底座6上。

本实施例的第一传动装置1在支撑框架14中间侧面布置有贴板，能够和底座6上的底座立板63连接。第四传动装置4在支撑框架14上下侧面都布置有贴板，能够和底座6上的底座立板63连接。

支撑框架14的前端设有支撑框架开口，支撑框架开口上对应设有封板18，封板18用于封闭支撑框架14。

封板18上的内侧设有喷头10，喷头10通过连接外部水路能够实现对支撑框架14的内部进行喷雾，减少钻头钻进过程中的温度，并抑制灰尘。

第一传动装置1和第四传动装置4的法兰连接座15的顶部向底座6倾斜，以使法兰连接座15上部的电机11、减速机12向底座6倾斜，增大了电机11和减速机12与桩孔内壁距离，避免了成孔装置在钻进的过程中和桩孔内壁出现碰撞的情况。第二传动装置2和第三传动装置3的法兰连接座15顶部为水平面。

优选的，法兰连接座15的顶面朝向底座6倾斜2.5°，使相邻的传动装置不会过度挤压。

莱洛钻头9包括：钻头基体、若干个截齿座95和截齿96。

钻头基体包括：三角筒91和三角座92，三角筒91的顶部与支撑框架14固定连接，三角座92设置在三角筒91的底部，截齿座95设置在三角座92的底部，截齿96对应设置在截齿座95上，截齿座95通过传动装置驱动带动截齿96旋转。

三角筒91的拐角处侧壁上对应设置有耐磨条93，三角筒91的顶部设有若干个用于固定耐磨条93的压板94，通过耐磨条93的设置可避免相邻的莱洛钻头9造成摩擦损耗。

莱洛钻头9按照旋转方向分为顺莱洛钻头和逆莱洛钻头。其中，第一传动装置1和第三传动装置3采用顺莱洛钻头，第二传动装置2和第四传动装置4采用逆莱洛钻头。相邻的莱洛钻头9的旋转方向不同，使得相邻的莱洛钻头9在钻进时产生的切削力能够相互抵消，进而减小钻进时整个成孔装置的晃动。

顺莱洛钻头和逆莱洛钻头的三角筒91高度相同，逆莱洛钻头的三角座92的高度高于顺莱洛钻头的三角座92，以保证位于底座6上方的截齿96不会与布置在底座6下方的三角座92干涉。

电控柜系统5固定在底座主体61上，电控柜系统5包括：电控柜51和电控柜支架54。

电控柜支架54沿水平方向固定在底座6上，电控柜51设置在电控柜支架54的顶部，电控柜51的底部设有电控柜垫板52，电控柜51通过电控柜支架54和电控柜垫板52进行支撑。电控柜垫板52和电控柜支架54之间设有减震器53，从而减少成孔装置工作时的振动对电控柜51内电气元件的影响。

电机11与电控柜51接线，电控柜51与供电电源通过电缆进行连接，通过采用高压供电，从而能够大幅减少电机11供电电缆数量，提高设备使用的便捷性。

支撑装置包括：若干个撑靴，撑靴可伸缩地设置在底座6上，底座6的底部设有撑靴固定底板64，撑靴固定底板64用于连接撑靴。撑靴包括：第一撑靴7和第二撑靴8，每两个第一撑靴7相对设置，第二撑靴8垂直设置在两个第一撑靴7的连接处。

第一撑靴7包括：限位板71、立柱72、第一滑移架73、第一油缸74和第一内套筒76。

限位板71固定连接在撑靴固定底板64上，立柱72的顶部与限位板71固定连接，立柱72与第一滑移架73垂直设置，立柱72与第一滑移架73的一端可滑动连接。

第一油缸74设置在第一滑移架73内部，第一油缸74的伸出端连接第一内套筒76，以使所第一内套筒76可伸缩设置在第一滑移架73内。

第二撑靴8包括：托板81、撑杆82、第二滑移架83、第二油缸84和第二内套筒85。

撑杆82通过托板81固定连接在第一滑移架73上，第二滑移架83固定连接在撑杆82上，通过撑杆82与托板81的结合设置，使第二撑靴8可与相对设置的第一撑靴7形成T型结构，在不影响原有支撑效果的基础上，实现第三方向上的支撑。

第二油缸84设置在第二滑移架83的内部，第二油缸84的伸出端连接第二内套筒85，以使第二内套筒85可伸缩设置在第二滑移架83内。

通过第一撑靴7和第二撑靴8的结合设置，使撑靴可以通过多个方向与桩孔内壁接触，对成孔装置的多个方向进行支撑，可以更好的稳定设备，减少设备在破岩时的晃动，从而减小超挖量，保证桩孔破岩修形效果。

优选的，第一内套筒76和第二内套筒85的外侧端部设有橡胶缓冲座75，以增强撑靴与桩孔内壁之间的摩擦力，避免支撑装置滑落。

本发明提供了一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，在使用时，需要配合旋挖钻机，将旋挖钻机的钻杆和底座6上的接头进行对接，旋挖钻机用于带动硬岩矩形抗滑桩成孔装置上升或者下降。

硬岩矩形抗滑桩成孔装置在正式工作前，首先需要旋挖钻机搭配筒钻完成引孔，之后将筒钻换成硬岩矩形抗滑桩成孔装置，将硬岩矩形抗滑桩成孔装置放入桩孔内，之后硬岩矩形抗滑桩成孔装置的撑靴沿着硬岩矩形抗滑桩成孔装置的四个方向伸出并撑紧桩孔内壁，之后接通硬岩矩形抗滑桩成孔装置的电源，16个电机11驱动对应的莱洛钻头9进行转动，通过控制旋挖钻进慢慢下放成孔装置，使得莱洛钻头9能够慢慢的进行破岩修形，因为相邻的莱洛钻头9之间在转动过程中有重叠区域，因此能够减少整个成孔装置对桩孔的欠挖。因为撑靴是步进式的，撑靴在竖直方向上有一定的移动行程，因此当旋挖钻机提着成孔装置下放接近撑靴竖直方向的移动行程时，需要停止向下钻进，将撑靴收起后在重力作用下撑靴会下落到底部，再次将撑靴伸开撑紧桩孔内壁，设备继续向下钻进。重复这个流程直到钻进到预定深度后，操作旋挖钻进将成孔装置提出，完成矩形桩孔成孔。

本发明提供了一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，通过高低错落设置的传动装置，使得相邻的钻头在偏心转动时不会互相干涉。

通过高低错落设置的传动装置，使相邻的钻头在互不干涉的情况下，具有交叉重叠的钻进区域，能够有效处理相邻钻头之间的欠挖现象。欠挖即相邻钻头对硬岩进行钻进挖掘时存在挖掘不充分的区域。

莱洛钻头10采用异型结构设计，边缘部分镂空，同时相邻钻头基座的高度也互不相同，通过配合高低错落设置的传动装置，从而保证相邻钻头在转动时截齿96与截齿座95不会与钻头基体干涉。

相邻传动装置底部的莱洛钻头10旋向相反，使得相邻的莱洛钻头10在钻进时产生的切削力能够相互抵消，进而减小钻进时整个成孔装置的晃动。

莱洛钻头9上焊接高强度的截齿座95，并在截齿座95上安装大直径的截齿96，配合大功率的传动装置，满足硬岩钻进要求，使成孔装置的适用性更广泛。

传动装置呈矩形阵列布置，位于四个拐角处的传动装置的支撑框架14采用具有倾斜面的法兰连接座15，不会与其他传动装置干涉，同时增大了电机11和减速机12与桩孔内壁距离，避免了成孔装置在钻进的过程中和桩孔内壁出现碰撞的情况。

传动装置采用螺栓和定位销的紧固方式固定在底座6上，传动装置支撑框架14侧面焊接立板16和底座6进行螺栓连接，并且对于低的传动装置还在支撑框架14上布置有挡块17，通过采用多种固定方式确保传动装置连接的稳定性；对于四个拐角处的传动装置，还在支撑框架14侧面焊接贴板和底座6连接，保证角落传动装置连接稳定性。

所有传动装置的支撑框架14上都安装有喷头10，通过连接水路能够在支撑框架14内喷雾，减少钻头钻进过程中的温度，并抑制灰尘。

成孔装置在向下钻进时，通过多个撑靴组合形成多个支撑端，可从多个方向对设备进行支撑，减少设备在破岩时的振动，提高设备运行稳定性，并减少设备因晃动而导致的超欠挖，减小对设备的损伤，保证桩孔破岩修形效果。

在成孔装置上布置有两个电控柜51，电机11与电控柜51接线，电控柜51与供电电源通过电缆进行连接，通过采用高压供电，从而能够大幅减少电机11供电电缆数量，提高设备使用的便捷性。

电控柜51通过电控柜支架54和电控柜垫板52进行支撑，电控柜支架54和电控柜垫板52间安装有减震器53，从而减少成孔装置工作时的振动对电控柜51内电气元件的影响。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，所述硬岩矩形抗滑桩成孔装置包括：

底座(6)，用于连接上级设备；

支撑装置，包括若干个撑靴，所述撑靴可伸缩地设置在所述底座(6)上；

若干个传动装置，对应每个传动装置的底部设有莱洛钻头(9)；若干个所述传动装置围绕底座(6)上下错落布置，以使所述莱洛钻头(9)在偏心转动时互不干涉；所述相邻的莱洛钻头(9)旋转方向相反；

电控柜系统(5)，电控柜系统(5)固定在所述底座(6)上。

2.根据权利要求1所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述传动装置围绕所述底座(6)呈矩形阵列布置，所述传动装置包括：2个第一传动装置(1)、若干个第二传动装置(2)、若干第三传动装置(3)，2个第四传动装置(4)；

所述第一传动装置(1)位于矩形阵列的两个相对的拐角处，所述第四传动装置(4)位于矩形阵列其余的两个相对的拐角处；所述第二传动装置(2)和第三传动装置(3)沿着矩形阵列的四个边间隔排布；

所述第二传动装置(2)和第四传动装置(4)沿着竖直方向上的设置高度高于所述第一传动装置(1)和第三传动装置(3)，以使相邻的所述传动装置围绕底座(6)上下错落布置。

3.根据权利要求2所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，所述第一传动装置(1)、第二传动装置(2)、第三传动装置(3)、第四传动装置(4)均包括：电机(11)、减速机(12)、支撑框架(14)、万向轴(13)；

所述万向轴(13)设置在所述支撑框架(14)的内部，莱洛钻头(9)连接在所述万向轴(13)的底部，所述万向轴(13)连接所述减速机(12)；

所述支撑框架(14)的顶部设有法兰连接座(15)，所述减速机(12)通过所述法兰连接座(15)固定在所述支撑框架(14)的顶部，所述电机(11)连接在所述减速机(12)的顶部；

所述所支撑框架(14)的侧面均布置有立板(16)，所述支撑框架(14)上布置有多个螺栓孔和销轴孔，通过螺栓、定位销将立板(16)和底座(6)固定连接。

4.根据权利要求3所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述法兰连接座(15)的侧壁上设有若干个挡块(17)，所述挡块(17)与所述底座(6)抵接，或者所述挡块(17)与相邻的传动装置抵接。

5.根据权利要求3所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，所述支撑框架(14)的前端设有支撑框架开口，所述支撑框架开口上对应设有封板(18)，所述封板(18)用于封闭所述支撑框架(14)；所述封板(18)上的内侧设有喷头(10)，所述喷头(10)通过连接外部水路能够实现对所述支撑框架(14)的内部进行喷雾。

6.根据权利要求3所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，所述第一传动装置(1)和第四传动装置(4)的所述法兰连接座(15)的顶部向底座(6)倾斜，以使所述法兰连接座(15)上部的电机(11)、减速机(12)向底座(6)倾斜。

7.根据权利要求3所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述第二传动装(2)置和第三传动装置(3)的所述法兰连接座(15)顶部为水平面。

8.根据权利要求3所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，所述底座(6)包括：底座主体(61)和若干个支座(62)，若干个所述支座(62)沿水平方向设置在所述底座主体(61)上；

所述支座(62)的侧壁上设有若干个底座立板(63)；所述支撑框架(14)的中部侧壁上设有若干个贴板，所述贴板与所述底座立板(63)固定连接。

9.根据权利要求1所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述电控柜系统(5)包括：电控柜(51)和电控柜支架(54)；

所述电控柜支架(54)沿水平方向固定在所述底座(6)上，所述电控柜(51)设置在所述电控柜支架(54)的顶部，所述电控柜(51)的底部设有电控柜垫板(52)，所述电控柜垫板(52)和所述电控柜支架(54)之间设有减震器(53)，所述减震器(53)用于对所述电控柜(51)减震。

10.根据权利要求1所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述莱洛钻头(9)包括：钻头基体、若干个截齿座(95)和截齿(96)；

所述钻头基体包括：三角筒(91)和三角座(92)，所述三角座(92)设置在所述三角筒(91)的底部，所述截齿座(95)设置在所述三角座(92)的底部，所述截齿(96)对应设置在所述截齿座(95)上；

所述三角筒(91)的拐角处侧壁上对应设置有耐磨条(93)。

11.根据权利要求10所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述莱洛钻头(9)按照旋转方向分为顺莱洛钻头和逆莱洛钻头；

其中，所述第一传动装置(1)和第三传动装置(3)采用顺莱洛钻头，第二传动装置(2)和第四传动装置(4)采用逆莱洛钻头；

所述顺莱洛钻头和逆莱洛钻头的三角筒(91)的高度相同，所述逆莱洛钻头的三角座(92)的高度高于所述顺莱洛钻头的三角座(92)。

12.根据权利要求1所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述撑靴位于相邻的传动装置之间，所述撑靴包括：第一撑靴(7)和第二撑靴(8)，每两个所述第一撑靴(7)相对设置，所述第二撑靴(8)垂直设置在两个所述第一撑靴(7)的连接处。

13.根据权利要求12所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述第一撑靴(7)包括：限位板(71)、立柱(72)、第一滑移架(73)、第一油缸(74)和第一内套筒(76)；

所述底座(6)的底部设有撑靴固定底板(64)，所述限位板(71)固定连接在所述撑靴固定底板(64)上，立柱(72)的顶部与所述限位板(71)固定连接，所述立柱(72)与所述第一滑移架(73)垂直设置，所述立柱(72)与所述第一滑移架(73)的一端可滑动连接；

所述第一油缸(74)设置在所述第一滑移架(73)内部，所述第一油缸(74)的伸出端连接所述第一内套筒(76)，以使所述第一内套筒(76)可伸缩设置在所述第一滑移架(73)内。

14.根据权利要求13所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述第二撑靴(8)包括：托板(81)、撑杆(82)、第二滑移架(83)、第二油缸(84)和第二内套筒(85)；

所述撑杆(82)通过所述托板(81)固定连接在所述第一滑移架(73)上，所述第二滑移架(83)固定连接在所述撑杆(82)上，所述第二油缸(84)设置在所述第二滑移架(83)的内部，所述第二油缸(84)的伸出端连接所述第二内套筒(85)，以使所述第二内套筒(85)可伸缩设置在所述第二滑移架(83)内。

15.根据权利要求14所述的硬岩矩形抗滑桩成孔装置，其特征在于，

所述第一内套筒(76)和所述第二内套筒(85)的外侧端部设有橡胶缓冲座(75)。

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