CN217380393U - 用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其包括装置支架，以及安装于装置支架上的导向定位装置、安装于导向定位装置上的掘进装置以及与导向定位装置连接的提升装置；导向定位装置包括延伸至钻孔内的导轨，用于驱动导轨沿钻孔进给的导轨进给机构；掘进装置经定位基座安装于导轨上；所述掘进装置包括与定位基座连接的掘进基座，依次安装于掘进基座下方的径向扩孔机构，用于钻孔的钻孔机构。本实用新型利用导向定位装置，使导轨随掘进装置进给，结构紧凑，适合在山地、丘陵地带输电线路基础桩孔施工。

Description

用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备

技术领域

本实用新型属于土建基础施工桩孔旋挖工程领域，涉及用于输电线路塔基桩孔施工的便携式旋挖设备，可用于输电线路塔基和风电塔基基础施工的桩孔开挖作业。

背景技术

随着基础建设脚步的不断加快，机械化施工已在各领域得到广泛应用。由于施工环境复杂，塔基分散，交通不便等诸多原因，在输电线路建设领域开展机械化施工受到较大局限。传统施工方式存在施工效率低，劳动强度大等问题，已经难以适应输电线路建设的快速发展。近年来国家电网公司一直致力于，全过程机械化施工的研究工作，塔基建设作为输电线路的重要组成部分，机械化施工尤为重要。塔基基础施工主要有以下特点：

1)高压输电线路多经过山区、河谷、地形复杂，塔基基础位置都很偏僻，不利于大型机械化设备进场；

2)输电线路距离长，沿线的地质复杂多变，塔基地质条件复杂多变，且存在不可预见性，这就要求机械设备具备复杂地层的施工能力；

3)每个塔基基础一般由4个桩孔构成，塔基之间距离较远，且施工区域极为分散，机械设备频繁移位，难以发挥高效施工的优势。

目前输电线路塔基基础施工多采用冲击钻机、反循环钻机进行施工，在进场前将设备拆解，运输至施工地点进行组装，施工过程中机械化程度低，需要大量的人力，且设备成桩质量差，施工效率低。

旋挖钻机具有模块化、操作便捷、适应性强、安全可靠、节约高效的特点。旋挖钻机主要由行走装置、变幅机构、驾驶室、回转平台、动力系统、卷扬机构、配重、液压系统、电气系统、钻桅、钻杆钻具等组成。旋挖钻机成孔更为简便，施工现场不需要太多的人员配合，还可以省去二次冲孔的步骤，产生的泥浆可以循环利用，只需要在整基基础灌注桩施工完毕后统一运走排放到指定地点即可，相比较传统的钻孔灌注桩而言，无论是人工、机械还是施工工艺上都更为节约高效。

盾构隧道掘进机(简称盾构机)，是一种隧道掘进的专用工程机械，在轨道交通、水利工程、公路铁路、地下综合管廊等领域隧道施工中应用较广。从原理上主要分为泥水式盾构机和土压平衡式两种类型。泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离器，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。用盾构法的机械进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力，施工速度快，一次成洞，不受气候影响，开挖时可控制地面沉降，减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

然而，对于山地、丘陵地带输电线路基础桩孔施工，运输通道狭小，施工设备需要人扛马驮才能运到施工现场。现有的旋挖钻机和隧道掘进盾构机体积过于庞大，无法满足山地作业，小型化，便携化的需求。

因此，尽快开发出适合山地、丘陵地带输电线路基础桩孔开挖作业的小型便携式工程机械，实现代替人工完成桩孔开挖作业的便携式小型旋挖设备是本领域所要面临的关键技术。

实用新型内容

针对目前缺少适合山地、丘陵地带输电线路旋挖设备的技术现状，本实用新型旨在提供一种用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现。

本实用新型提供的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其包括装置支架，以及安装于装置支架上的导向定位装置、安装于导向定位装置上的掘进装置以及与导向定位装置连接的提升装置；

所述导向定位装置包括延伸至钻孔内的导轨组件，用于驱动导轨组件沿钻孔进给的导轨进给机构；

所述掘进装置经定位基座安装于导轨组件上；所述掘进装置包括与定位基座连接的掘进基座，依次安装于掘进基座下方的径向扩孔机构，用于钻孔的钻孔机构。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述导轨组件由多根竖直方向的导轨顺次拼接而成；所述导轨组件通过支撑框架固定于地面上；所述导轨组件从支撑框架顶部穿过，位于导轨组件顶端的导轨与装置支架顶部连接。在优选实现方式中，所述导轨组件数量为两组以上，且沿支撑框架周向均匀分布。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述导轨进给机构包括沿支撑框架均匀布置的导轨进给气缸，以及与进给气缸活塞杆垂直连接的导轨导向部，所述导轨导向部与导轨滑动连接。进一步的，所述导轨导向部端部延伸至支撑框架侧壁穿入，向与导轨连接的连接板施力，驱动导轨沿钻孔向下移动。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述定位基座沿周向设置有与导轨组件数量匹配、且与导轨组件滑动连接的抱紧机构。进一步地，所述抱紧机构可以为固定于定位基座一侧的直线轴承，各直线轴承经沿定位基座径向的支撑杆固连在一起并置于定位基座中。所述定位基座与掘进基座之间设置有轴向抵顶进给气缸，作用于掘进装置推动钻孔机构进给和调整钻挖方向。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述径向扩孔机构数量为两个以上，且沿钻孔周向均匀分布；所述径向扩孔机构包括沿钻孔径向布置的驱动气缸和扩孔刀头，所述扩孔刀头一端与驱动气缸活塞杆固定连接，由驱动气缸带动扩孔刀头沿钻孔径向伸缩。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述钻孔机构包括与掘进基座连接用于容纳渣土的料筒，安装于掘进基座内的旋转驱动器，与旋转驱动器输出端连接、且从料筒穿出的钻杆，以及固定于钻杆上的螺旋叶片式钻头。所述螺旋叶片式钻头包括沿钻杆轴向安装的若干螺旋叶片和若干硬质合金钻；由于主要是位于钻杆前端对称布置的两个以上的螺旋叶片进行旋挖工作，因此所述硬质合金钻主要安装于位于钻杆前端对称布置的两个以上螺旋叶片上，以降低制作成本，提高螺旋叶片式钻头的寿命和工作效率。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，所述提升装置包括固定于装置支架上的卷扬机，安装于装置支架上的滑轮组以及缠绕于卷扬机上的绳索，绳索跨接于滑轮组后与定位基座顶部固定连接。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，各装置之间和主要部件之间均为可拆卸连接。

本实用新型提供的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，具有以下有益效果：

(1)本申请利用导向定位装置，使导轨随掘进装置进给，结构紧凑，适合在山地、丘陵地带输电线路基础桩孔施工。

(2)本申请通过设置的轴向抵顶进给气缸具有自动调偏功能，提高成孔质量。

(3)本申请通过掘进装置设置的径向扩孔机构，能够对钻孔的进一步扩孔，进一步提高成孔质量和扩大成孔尺寸，拓展旋挖设备的适用范围。

附图说明

图1为用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备结构示意图。

图2为导向定位装置和提升装置组装后的结构示意图。

图3为导向定位装置俯视图。

图4为定位基座结构示意图。

图5为定位基座俯视图。

图6为掘进装置的结构示意图(不包含定位基座)。

图中，1-装置支架，2-导向定位装置，21-导轨组件，22-支撑框架，23-导轨进给机构，231-导轨进给气缸，232-导轨导向部，24-定位基座，25-连接板，26-抱紧机构，27-轴向抵顶进给气缸，3-掘进装置，31-掘进基座，32-扩孔机构，321-驱动气缸，322-扩孔刀头，33-钻孔机构，331-料筒，332-旋转驱动器，333-钻杆，334-螺旋叶片，335-硬质合金钻头，4-提升装置，41-卷扬机，42-滑轮组，43-绳索，5-取土小车。

具体实施方式

结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型。

实施例1

本实施例提供的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，如图1至图6所示，其包括装置支架1，以及安装于装置支架上的导向定位装置2、安装于导向定位装置上的掘进装置3以及与导向定位装置连接的提升装置4。

如图1至图3所示，装置支架1为等边三角型结构的支架，由可拆卸的桁架杆构成的上下两个三角形平面架和立杆构成。提升装置4包括固定于装置支架1上的卷扬机41，安装于装置支架1上的滑轮组42以及缠绕于卷扬机上的绳索43，绳索43跨接于滑轮组后与导向定位装置连接。

如图1至图3所示，导向定位装置2包括延伸至钻孔内的导轨组件21，用于驱动导轨组件21沿钻孔进给的导轨组件进给机构23和安装于导轨组件21上的定位基座24。

导轨组件21由多根竖直方向的导轨顺次拼接而成。导轨组件21通过支撑框架22固定于地面上；导轨组件21从支撑框架顶部穿过，位于导轨组件21上端的导轨与装置支架1顶部固定。在实际应用中，各导轨之间可以铰接在一起，随着导轨沿钻孔向下移动，逐步打开。也可以将各导轨通过设计的滑槽与凸轨滑动连接在一起，并在两导轨相接的位置设置两导轨之间的卡接结构或者限位结构，避免两导轨之间脱离。本实施例中，导轨组件21数量为三组，且沿支撑框架22周向均匀分布；连接板为圆环形结构，其与内环与导轨相切并固定。在优选实现方式中，连接板与导轨之间可拆卸连接，从而使连接板沿导轨能够上下移动。

导轨进给机构23包括沿支撑框架22均匀布置的导轨进给气缸231，以及与导轨进给气缸活塞杆垂直连接的导轨导向部232，导轨导向部232与导轨滑动连接，具体的，导轨导向部232端部延伸至支撑框架侧壁穿入，向与导轨连接的连接板25施力，驱动导轨组件21沿钻孔向下移动。当导轨进给气缸活塞杆移动至气缸底部时，可以调整连接板相对于导轨的位置之后，再重复上述操作。

定位基座24呈圆柱形结构，其沿周向设置有与导轨组件数量匹配、且与导轨滑动连接的抱紧机构26。抱紧机构可以为固定于定位基座一侧的直线轴承，各直线轴承经沿定位基座径向的支撑杆固连在一起并置于定位基座中。定位基座的顶部与提升装置的绳索固定连接。定位基座一方面由绳索在卷扬机驱动下上下移动，另一方面随着导轨组件沿钻孔方向上移动。

如图1、图2、图4、图5所述，掘进装置3经定位基座24安装于导轨组件21上。掘进装置3包括与定位基座24连接的掘进基座31以及依次安装于掘进基座31下方的径向扩孔机构32，用于钻孔的钻孔机构33。

定位基座24与掘进基座31之间设置有沿定位基座周向均匀布置的三个伸入定位基座24的轴向抵顶进给气缸27，其动作件前端与掘进基座连接，推动钻孔机构进给或调整钻挖方向。

如图6所示，径向扩孔机构32数量为两个以上，且沿钻孔周向均匀分布；径向扩孔机构包括沿钻孔径向布置的驱动气缸321和扩孔刀头322，扩孔刀头322一端与驱动气缸活塞杆固定连接，由驱动气缸321带动扩孔刀头322沿钻孔径向伸缩。该径向扩孔机构能够进一步提高成孔质量和扩大成孔尺寸，并对位于其后方的掘金基座、定位基座及导轨提供足够的运行空间。

如图6所示，钻孔机构33包括与掘进基座连接用于容纳渣土的料筒331，安装于掘进基座内的旋转驱动器332，与旋转驱动器332输出端连接、且从料筒穿出的钻杆333，以及固定于钻杆上的螺旋叶片式钻头。旋转驱动器332由旋转电机和安装于旋转电机输出端的减速器构成，减速器输出端与钻杆固定连接。螺旋叶片式钻头包括沿钻杆轴向安装的若干螺旋叶片334和若干硬质合金钻335；由于主要是位于钻杆前端对称布置的两个以上的螺旋叶片进行旋挖工作，因此硬质合金钻主要安装于位于钻杆前端对称布置的两个螺旋叶片上，以降低制作成本，提高螺旋叶片式钻头的寿命和工作效率。

上述用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备的工作原理为：先有人工在大地上挖掘出桩孔口后进行旋挖作业；旋挖作业过程中，由掘进装置3的钻孔机构沿桩孔进行旋挖，并通过提升装置4和导向定位装置2将掘进装置3提升出桩孔，将料筒中的土倒入设备旁边的取土小车内，然后再由提升装置驱动定位基座和掘进基座移动至先前目标位置，继续旋挖；与此同时，导轨在导向进给机构23驱动下，沿钻孔向下移动。本实用新型提供的新型便携式旋挖设备，结构紧凑，旋挖效率高，成孔质量好，非常适合在山地、丘陵地带等输电线路基础桩孔施工。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，包括装置支架(1)，以及安装于装置支架上的导向定位装置(2)、安装于导向定位装置上的掘进装置(3)以及与导向定位装置连接的提升装置(4)；

所述导向定位装置(2)包括延伸至钻孔内的导轨组件(21)，用于驱动导轨组件(21)沿钻孔进给的导轨进给机构(23)；

所述掘进装置(3)经定位基座(24)安装于导轨组件(21)上；所述掘进装置(3)包括与定位基座(24)连接的掘进基座(31)，依次安装于掘进基座(31)下方的径向扩孔机构(32)，用于钻孔的钻孔机构(33)。

2.根据权利要求1所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述导轨组件(21)由多根竖直方向的导轨顺次拼接而成；所述导轨组件通过支撑框架(22)固定于地面上；所述导轨组件(21)从支撑框架顶部穿过，位于导轨组件上端的导轨与装置支架顶部连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述导轨组件(21)数量为两组以上，且沿支撑框架(22)周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述导轨进给机构(23)包括沿支撑框架(22)均匀布置的与导轨组件数量匹配的导轨进给气缸(231)，以及与进给气缸活塞杆垂直连接的导轨导向部(232)，所述导轨导向部(232)与导轨滑动连接。

5.根据权利要求4所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述导轨导向部(232)端部延伸至支撑框架侧壁穿入，向与导轨连接的连接板(25)施力，驱动导轨沿钻孔向下移动。

6.根据权利要求1所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述定位基座(24)沿周向设置有与导轨组件数量匹配、且与导轨组件滑动连接的抱紧机构(26)。

7.根据权利要求1或6所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述定位基座(24)与掘进基座(31)之间设置有轴向抵顶进给气缸(27)。

8.根据权利要求1所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述径向扩孔机构(32)数量为两个以上，且沿钻孔周向均匀分布；所述径向扩孔机构包括沿钻孔径向布置的驱动气缸(321)和扩孔刀头(322)，所述扩孔刀头(322)一端与驱动气缸活塞杆固定连接，由驱动气缸(321)带动扩孔刀头(322)沿钻孔径向伸缩。

9.根据权利要求1所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述钻孔机构(33)包括与掘进基座连接用于容纳渣土的料筒(331)，安装于掘进基座内的旋转驱动器(332)，与旋转驱动器(332)输出端连接、且从料筒穿出的钻杆(333)，以及固定于钻杆上的螺旋叶片式钻头。

10.根据权利要求1所述的用于输电线路塔基桩孔施工的新型便携式旋挖设备，其特征在于，所述提升装置(4)包括固定于装置支架(1)上的卷扬机(41)，安装于装置支架(1)上的滑轮组(42)以及缠绕于卷扬机上的绳索(43)，绳索(43)跨接于滑轮组后与定位基座固定连接。

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