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一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机的制作方法

作者:任你博  来源:ag真人  时间:2020-08-22 01:07  点击:

  本实用新型涉及一种工程钻孔机,更确切的说,涉及一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机。

  目前,在江河提坝进行防渗处理、地铁车站基坑开挖围护和高层建筑地下幕墙建造时,一般采用柱列式地下连续墙技术。该技术通过专用的多轴钻孔机,安装于桩架上,通过驱动至少两组平行设置的空心钻杆,分段钻进地面至一定深度后提升回地面,在钻杆钻进和提升的过程中,从钻头前端喷射出水泥浆,与松散的泥土、砂石混合搅拌,构筑成一段水泥土墙体;然后横向移动位置,进行下一幅墙体施工,使相邻的两端墙体之间局部重叠; 重复以上施工,即可构建成一段连续的地下水泥土墙体;此外,可在水泥土固化之前插入型钢,用来提高墙体的强度,待水泥土墙体完全固化后,即可形成一段柱列式地下连续墙。从施工工艺来看,使用该技术建造的地下连续墙是圆柱形连续排列,在钻头运动轨迹的公共弦位置处墙体壁厚最小,该墙体是一段非等壁厚的、且墙体横向截面呈葫芦串形状的柱列式墙体,由于该墙体壁厚不一、墙体强度不均勻,造成地下连续墙的整体防渗性能下降,而且,在水泥土墙体中插入型钢的排列、数量和位置也受到限制,影响地下连续墙体的强度提高。如果要达到足够的设计厚度,使用的钻头直径必须加大,搅拌钻杆的螺旋叶片的直径同样加大,水泥浆的使用量也大大增加,浪费大量资源,不符合国家倡导的低碳、节能的环保政策。随着城市地铁、水利和提坝建设项目的不断增加,地下防渗幕墙建造壁厚进一步加大,同时对墙体强度和防渗要求提出了更高的要求,原有技术已无法满足地下连续墙的施工要求。

  发明内容本实用新型的目的在于根据现有技术中存在的不足,提供一种可保证地下连续墙厚度相等、有效提高其强度和确保整体防渗性能的多轴式等壁厚连续墙钻孔机。本实用新型通过以下技术方案来实现一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机,包括由立式电动机、行星减速器和变速箱组成的动力头,至少二组以上且相互平行设置的空心钻杆,支撑架,保持架,侧壁切削器和注浆管;其中每组空心钻杆包括光钻杆、搅拌钻杆和中空钻头钻杆,动力头的空心输出轴通过连接盘与光钻杆一端连接,并且每组空心钻杆自上到下分别通过支撑架和保持架依次将光钻杆的另一端、搅拌钻杆和中空钻头钻杆连接一起成一直线;搅拌钻杆上设置螺旋叶片; 中空钻头钻杆上设置有钻头、螺旋叶片和钻掘刀体;各光钻杆穿过与之垂直设置的支撑架; 支撑架的侧端置于所使用的桩架立柱的导轨上;各搅拌钻杆分别穿过与之垂直设置的保持架;注浆管与穿过动力头上变速箱的空心输出轴上端密封连接;若干侧壁切削器固装于相邻二个保持架下方;其特征在于每一侧壁切削器包括一传动箱体,与搅拌钻杆同轴向固定并穿过传动箱体的空心蜗轮轴,套装于空心蜗轮轴上的蜗轮,设置在传动箱体两侧的二个蜗杆室、通过蜗杆轴枢轴安装在蜗杆室内并分别与蜗轮的两侧啮合的蜗杆,以及侧壁切削刀;其中,所述蜗杆轴的两端穿过传动箱体的壁、位于该壁上并与搅拌钻杆垂直,蜗杆轴的两端均各安装有侧壁切削刀,侧壁切削刀的纵向投影位于相邻两中空钻头钻杆的最外缘钻掘刀体旋转轨迹的公共弦的延长线上。本实用新型可以是,所述空心钻杆呈一排直线布置,且相邻的搅拌钻杆的螺旋叶片和中空钻头钻杆的螺旋叶片的旋转方向相反。本实用新型还可以是,所述侧壁切削器的侧壁切削刀外侧到保持架中心距离与中空钻头钻杆的钻掘刀体的回转半径相等。本实用新型还可以是,所述蜗杆为单头或双头蜗杆。本实用新型的多轴式等壁厚连续墙钻孔机,有以下积极效果及优点1、按照本实用新型,建造地下等厚连续墙施工工艺简单、墙体壁厚相等、强度均勻,墙体质量稳定可靠,整体防渗性能得到有效保证,同时,插入型钢的数量级排列不受限制。2、按照本实用新型,侧壁切削器的钻掘切削原理合理、结构简单、占地空间少,加工制造简单、维修方便;同时,当钻杆在向下钻进时,该部位产生阻力小,土砂流动性好,作业效率高。

  图1的A-A截面剖视图,表示本实用新型作业时的状况;图4为本实用新型中侧壁切削器结构局部剖视示意图;图5为图4的B-B向剖视图。

  图1、图2、图3、图4和图5所示,一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机,包括由立式电动机、行星减速器和变速箱组成的动力头1,五组相互平行且呈一排直线 ;其中每组空心钻杆2包括光钻杆21、搅拌钻杆22和中空钻头钻杆23,动力头1的空心输出轴通过连接盘12与光钻杆21 —端连接, 并且每组空心钻杆2自上到下分别通过支撑架3和保持架4依次将光钻杆21的另一端、搅拌钻杆22和中空钻头钻杆23连接一起成一直线、螺旋叶片232和钻掘刀体233 ;且相邻的搅拌钻杆22的螺旋叶片222和中空钻头钻杆23的螺旋叶片232的旋转方向相反;各光钻杆21穿过与之垂直设置的支撑架3 ;支撑架3的侧端置于所使用的桩架立柱的导轨上;各搅拌钻杆22分别穿过与之垂直设置的保持架4 ;注浆管6与穿过动力头上变速箱的空心输出轴上端密封连接;若干侧壁切削器5固装于相邻二个保持架4下方;其特征在于每一侧壁切削器5包括一传动箱体51,与搅拌钻杆22同轴向固定并穿过传动箱体51的空心蜗轮轴52,套装于空心蜗轮轴52上的蜗轮53,设置在传动箱体51两侧的二个蜗杆室56、通过蜗杆轴55枢轴安装在蜗杆室56内并分别与蜗轮53的两侧啮合的蜗杆M,以及侧壁切削刀57 ;其中,所述蜗杆轴阳的两端穿过传动箱体51的壁、位于该壁上并与搅拌钻杆22垂直,蜗杆轴55的两端各安装有侧壁切削刀57,侧壁切削刀57的纵向投影位于相邻两中空钻头钻杆23的最外缘钻掘刀体233旋转轨迹的公共弦的延长线上;所述蜗杆M为单头或双头蜗杆;所述侧壁切削器5的侧壁切削刀57外侧到保持架4中心距离与中空钻头钻杆23的钻掘刀体233的回转半径相等。本实用新型多轴式等壁厚连续墙钻孔机作业时,在桩架上悬挂并固定好钻孔机的动力头1,依次连接好五组空心钻杆2、支撑架3、保持架4、侧壁切削器5和注浆管6,空心钻杆2中的光钻杆21和搅拌钻杆22根据钻掘深度设置多节长度的组合;启动动力头1上的直立电动机,将动力传递给行星减速器和变速箱,使光钻杆21、搅拌钻杆22 —起旋转,并带动钻头23向下钻掘,相邻的两根空心钻杆2可按相反方向旋转,注浆管6可向空心钻杆 2内灌注水泥浆液,钻掘形成若干局部相连的圆形槽孔;同时,搅拌钻杆22旋转时,与之同轴向固装的空心蜗轮轴52也一起转动,通过蜗轮53传递给位于传动箱体51两侧的二个蜗杆室56内与蜗轮53啮合的蜗杆M转动,使穿过传动箱体51的壁、位于该壁上并与搅拌钻杆22垂直的蜗杆轴55转动,从而带动蜗杆轴55两端的侧壁切削刀57旋转;在空心钻杆2 向下钻掘时,侧壁切削刀56相对侧壁旋转对相邻钻掘孔之间间距最小的交界部位(即相邻的钻头23的钻掘刀体233外缘旋转轨迹的公共弦的延长线所在位置)进行侧壁掘削,使钻掘出的圆形槽孔进一步相连,形成一段掘孔宽度一致的水泥土墙体;横向移动桩架位置,进行下一段水泥土墙体的施工并使相邻的两端墙体彼此有一定的重合搭接;重复以上步骤, 即可形成一段等壁厚的地下水泥土墙体,在水泥土墙体固化之前,可通过插入型钢来提高水泥土墙体的强度,待水泥土墙体固化后,便构筑成一段等壁厚的地下连续墙。本实用新型并不局限于上述实施例,但通过对钻孔机动力头的结构和空心钻杆的组合方式作适当的调整和变化,就可以在本实用新型的范围之内,派生出各种不同的多轴式等壁厚连续墙钻孔机。如,多轴式等壁厚连续墙钻孔机的空心钻杆可以是3组,也可以2 组、4组、5组、6组或7组,但从实际施工要求、成本和施工效率各方面兼顾考虑,一般选择 3到5组最合适,这样,动力头输出轴数量、支撑架结构、保持架结构、注浆管配置数量、侧壁切削器的结构和数量就可以根据实际需要配置。

  权利要求1.一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机,包括由立式电动机、行星减速器和变速箱组成的动力头,至少二组以上且相互平行设置的空心钻杆,支撑架,保持架,侧壁切削器和注浆管; 其中每组空心钻杆包括光钻杆、搅搅拌钻杆和中空钻头钻杆,动力头的空心输出轴通过连接盘与光钻杆的一端连接,并且每组空心钻杆自上到下分别通过支撑架和保持架依次将光钻杆的另一端、多节搅拌钻杆和中空钻头钻杆连接一起成一直线;搅拌钻杆上设置螺旋叶片;中空钻头钻杆上设置有钻头、螺旋叶片和钻掘刀体;各光钻杆穿过与之垂直设置的支撑架;支撑架的另一端置于所使用桩架立柱的导轨上;各搅拌钻杆分别穿过与之垂直设置的保持架;注浆管与穿过动力头上变速箱的空心输出轴上端密封连接;若干侧壁切削器固装于相邻二个保持架下方;其特征在于每一侧壁切削器包括一传动箱体,与搅拌钻杆同轴向固定并穿过传动箱体的空心蜗轮轴,套装于空心蜗轮轴上的蜗轮,设置在传动箱体两侧的二个蜗杆室、通过蜗杆轴枢轴安装在蜗杆室内并分别于蜗轮的两侧啮合的蜗杆,以及侧壁切削刀;其中,所述蜗杆轴的两端穿过传动箱体的壁、位于该壁上并与搅拌钻杆垂直, 蜗杆轴的两端各安装有侧壁切削刀,侧壁切削刀的纵向投影位于相邻两钻头的钻掘刀体外缘旋转轨迹的公共弦的延长线所述的多轴式等壁厚连续墙钻孔机,其特征在于所述空心钻杆呈一排直线布置,且相邻的搅拌钻杆的螺旋叶片和中空钻头钻杆的螺旋叶片的旋转方向相反。

  3.根据权利要求1所述的多轴式等壁厚连续墙钻孔机,其特征在于所述侧壁切削器的侧壁切削刀外侧到保持架中心距离与中空钻头钻杆的钻掘刀体的回转半径相等。

  4.根据权利要求1所述的多轴式等壁厚连续墙钻孔机,其特征在于所述蜗杆为单头或双头蜗杆。

  专利摘要一种多轴式等壁厚连续墙钻孔机,包括动力头、二组以上平行且呈一排直线布置的空心钻杆、支撑架、保持架、侧壁切削器和注浆管;每个侧壁切削器固装于相邻二个保持架下方;所述侧壁切削器包括传动箱体,与搅拌钻杆同轴向固定并穿过传动箱体的空心蜗轮轴,套装于空心蜗轮轴上的蜗轮,通过蜗杆轴枢轴安装在蜗杆室内的蜗杆,以及侧壁切削刀;蜗杆轴的两端穿过传动箱体壁、位于该壁上并与搅拌钻杆垂直,蜗杆轴的两端均各安装有侧壁切削刀,侧壁切削刀纵向投影位于相邻两钻掘刀体外缘旋转轨迹的公共弦延长线上;侧壁切削器旋转时相邻钻掘孔之间间距最小的交界部位进行切削,可建造强度高、防渗性好的等壁厚大宽度地下连续墙,用于堤坝防渗、基坑围护等。

  发明者张国柱, 张鹏, 朱亚萍, 陈文澜 申请人:上海工程机械厂有限公司

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