專利名稱：旋挖鉆機及其施工工法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋挖鉆機技術領域，特別涉及一種旋挖鉆機及其施工工法。
背景技術：
隨著我國基礎設施的大規(guī)模建設，地鐵隧道等地下空間的施工量越來越大，而地下空間的樁基礎施工，由于受到地下空間限制，目前的施工工藝還較為落后，一般采用老式的正反循環(huán)鉆機或人工挖孔的方式進行施工，這樣不僅危險性大，而且施工效率不高。與此同時，近年來隨著我國樁工行業(yè)的快速發(fā)展，旋挖鉆機憑借機械化程度高、施工安全、高效等特點而在樁基礎施工得到了廣泛的應用。但是，現(xiàn)有的旋挖鉆機在地面上施工，而地面空間大，旋挖鉆機的體積受地面空間的影響很小，因此旋挖鉆機的鉆進方式一般采用鋼性鉆桿為鉆筒傳遞扭矩和加壓力，這種鉆進方式?jīng)Q定了鉆桿的長度和整機的工作高 度非常大，與之相應地，旋挖鉆機的整機體積也很大，一般而言，現(xiàn)有的旋挖鉆機的工作高度在十幾米到二十幾米不等。從上述可知，由于受到空間限制，現(xiàn)有的旋挖鉆機因體積及工作高度過大而無法應用于地鐵隧道等地下空間的樁基礎施工當中。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種旋挖鉆機及其工法，解決了地鐵隧道等地下空間的施工過程中，現(xiàn)有的旋挖鉆機無法應用的問題。一方面，本發(fā)明提供了一種旋挖鉆機，所述旋挖鉆機包括鉆具；下車體；上車體，設置于所述下車體上；桅桿，設置于所述上車體上；懸吊索卷揚，設置于所述上車體或者所述桅桿上；油管卷揚，設置于所述上車體或者所述桅桿上；懸吊索，其一端連接于所述懸吊索卷揚，另一端繞經(jīng)所述桅桿連接于所述鉆具；油管，其一端連接所述油管卷揚，另一端連接于所述鉆具。進一步地，所述旋挖鉆機還包括導氣管卷揚，設置于所述上車體或者所述桅桿上；導氣管，其一端連接于所述導氣管卷揚，另一端連接于所述鉆具。進一步地，所述旋挖鉆機的工作高度在5米以內(nèi)。進一步地，所述旋挖鉆機的工作高度為3. 5米 4. 5米。進一步地，所述旋挖鉆機的工作高度為4米 4. 3米。另一方面，本發(fā)明還提供了一種施工方法，采用上述任一項所述的旋挖鉆機，該施工方法包括如下步驟在地下空間中將所述旋挖鉆機調(diào)整至工作狀態(tài)；將所述鉆具下放至待挖樁孔中；通過所述鉆具切削土層；在所述鉆具充滿土渣后，將鉆具上提至孔外卸渣；重復上述相應步驟，直至完成成孔作業(yè)。本發(fā)明提供的一種旋挖鉆機無需配備鉆桿和動力頭等扭矩輸出裝置，并且鉆具依靠柔性的懸吊索(如鋼絲繩)實現(xiàn)下放和上提動作，因此，能夠大大降低整機的工作高度，使整機能在地下空間的較小范圍內(nèi)作業(yè)，也能夠滿足較大鉆深的需要，這樣有助于提高地下空間樁基礎施工的機械化程度、施工安全性和施工效率；另外，在一種具體的方案中，將整機的工作高度設計在5米以內(nèi)，可滿足大部分地下空間的施工要求；另外，在另一種具體方案中，將整機的工作高度設計在3. 5米至4. 5米之間，不僅使整機能夠滿足在大部分地下空間下的施工靈活性，而且能夠達到更好的施工效果。本發(fā)明提供的一種采用上述旋挖鉆機的施工工法，將這種新式旋挖鉆機應用到地下空間的施工中，與現(xiàn)有技術相比，大大提高了地下空間樁基礎施工的機械化程度、施工安全性和施工效率。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I為本發(fā)明實施例提供的一種旋挖鉆機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種施工方法的流程示意圖。主要元件符號說明I下車體2上車體3懸吊索卷揚4 桅桿5 鉆具6懸吊索7油管卷揚8 油管L工作高度
具體實施例方式應當指出，本部分中對具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應視為對本發(fā)明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實施例以及實施例中的特征可以相互組合。請參考圖I，該實施例的旋挖鉆機主要包括下車體I、上車體2、懸吊索卷揚3、桅桿4、鉆具5、懸吊索6和油管8等。其中，下車體I包括行走機構(gòu)和設置于行走機構(gòu)上的底架等，上車體2包括駕駛室、發(fā)動機、泵組、閥組和配重等，上車體2通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)設置于下車體I的上方，上車體2可相對于下車體I作360°回轉(zhuǎn)。桅桿4的底端鉸接于上車體2的前端(即圖中的右端)，作為一種可選方案，桅桿4的底端可以通過三腳架變幅機構(gòu)及桅桿油缸設置于上車體2的前端，這樣可以通過控制變幅油缸、桅桿油缸，可以使桅桿4遠離或靠近上車體2以及改變桅桿4的傾角，從而調(diào)節(jié)桅桿4的工作狀態(tài)幅度或運輸狀態(tài)的整機高度。懸吊索卷揚3固定安裝于上車體2上，懸吊索6的一端纏繞于懸吊索卷揚3上，另一端繞過桅桿4頂端的滑輪架后與鉆具5的頂端連接，懸吊索卷揚3和懸吊索6用于為鉆具5提供拉力，實現(xiàn)鉆具5上提和下放，懸吊索6優(yōu)選鋼絲繩，當然在滿足強度的條件下，還可以采用其他柔性材料；另外，在其他實施例中，懸吊索卷揚3也可以固定安裝于桅桿4上。油管卷揚7固定安裝于桅桿4上，油管8的一端纏繞于油管卷揚7上，另一端從鉆具5的頂端接入，油管8用于在上車體2上的閥組和泵組的作用下將液壓油輸送至鉆具5中，以便鉆具5將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)化為抵持孔壁或者切削土層的機械能；在其他實施例中，油管卷揚7也可以固定安裝于上車體2上。鉆具5為自驅(qū)式結(jié)構(gòu)，即與常見的由鉆桿驅(qū)動的鉆筒不同，該鉆具5帶有液壓驅(qū)動機構(gòu)，在油管8持續(xù)供油的情形下，鉆具5可在待挖樁孔中對其底部的土層進行切削動作，在一種具體實施方式
中(如圖所示)，該鉆具5包括配重體、連接筒、支撐結(jié)構(gòu)和鉆筒，配重體的底部可移動地套裝于連接筒的頂部，支撐結(jié)構(gòu)的頂端與配重體連接，支撐結(jié)構(gòu)的底端與連接筒的底端連接，連接筒的底端通過回轉(zhuǎn)支承與鉆筒的頂端連接，連接筒內(nèi)設置有驅(qū)動鉆筒相對于連接筒及配重體轉(zhuǎn)動的液壓馬達，這樣當鉆筒接觸到孔底時，配重體繼續(xù)向下移動，使支撐結(jié)構(gòu)展開，支撐在孔壁上，直至配重體無法下放，此時配重體的加壓力通過支 撐結(jié)構(gòu)傳遞至鉆筒上，通過向液壓馬達供油即可實現(xiàn)鉆筒作切削動作。上述實施例提供的旋挖鉆機，采用了與現(xiàn)有技術不同的鉆具驅(qū)動方式，并省略了鉆桿和動力頭等部件，因此，可將整機的工作高度L設計至符合地下空間的范圍，以便將旋挖鉆機應用于地下空間的樁基礎施工中，從而提高地下空間樁基礎施工的機械化程度、施工安全性和施工效率，由于整機工作高度L大大減少，因此，整機的體積無需較大即可使工作重心位于預定范圍內(nèi)；在工作過程中，可將旋挖鉆機開至或者運輸至地下空間中，然后將整機調(diào)整至工作狀態(tài)，然后通過控制懸吊索卷揚和油管卷揚同步實現(xiàn)鉆具的下放和上提動作，從而完成成孔作業(yè)。另外，由于通過柔性懸吊索拉動鉆具，可滿足較大鉆深的需要。上述實施例中，油管卷揚7和懸吊索卷揚3的同步，可參見現(xiàn)有技術的相關描述，茲不贅述；另外，在其他實施例中，油管卷揚7也可以設置于上車體2上，而懸吊索卷揚3也可以設置于桅桿4上。上述各種實施例中，若鉆具需要使用進氣管或者排氣管，還可以在桅桿4 (或者桅桿4)上設置氣管卷揚，氣管的一端纏繞于氣管卷揚，另一端連接于鉆具5。氣管卷揚與油管卷揚7及懸吊索卷揚3的同步，可參見現(xiàn)有技術的相關描述，茲不贅述。在具體實施過程中，考慮到地鐵隧道等地下空間的高度一般在5米以下，因此，優(yōu)選地，可將上述各種實施例的旋挖鉆機的工作高度L設置在5米以內(nèi)，從而使旋挖鉆機適用于地下空間的施工作業(yè)中，更優(yōu)選地，為了保證旋挖鉆機在地下空間施工時的靈活性，可將旋挖鉆機的工作高度L設計在3. 5米至4. 5米之間(包括3. 5米和4. 5米)，在這個工作高度下，旋挖鉆機具有較好的施工強度和施工效果，更優(yōu)選地，可將旋挖鉆機的工作高度L設計在4米至4. 3米(包括4米和4. 3米)之間,通過現(xiàn)場測試表明,這個工作高度的旋挖鉆機不僅可滿足大部分地下空間的施工需要，而且施工效果最好。請參考圖2，本實例的施工工法采用上述任一種旋挖鉆機，該施工方法包括如下步驟SI :在地下空間將旋挖鉆機調(diào)整至工作狀態(tài)；具體而言，由于旋挖鉆機的整機工作高度位于地下空間的范圍內(nèi)，因此，在施工過程中，可將旋挖鉆機開至或者運輸至地下空間的施工現(xiàn)場中，通過操作使旋挖鉆機處于工作狀態(tài)。S2 :將鉆具下放至待挖樁孔中；具體而言，對旋挖鉆機進行操作，使油管卷揚和懸吊索卷揚同步動作，將鉆具下放至待挖樁孔中，自重作用下，鉆具的鉆筒將接觸孔底，鉆具上的配重體通過支撐結(jié)構(gòu)向鉆筒施加加壓力，而支撐結(jié)構(gòu)在配重體的作用下展開支撐于孔壁上，這樣完成了切屑工作前的準備。S3 :通過鉆具切削土層；具體而言，通過操作控制使液壓油通過油管向鉆具供油，使得鉆具的液壓執(zhí)行系統(tǒng)驅(qū)動鉆筒切削土層，這樣鉆筒內(nèi)不斷吃進土渣。S4 :將充滿土渣的鉆具上提至孔外卸渣； 具體而言，當鉆具吃滿土渣后，通過操作，使油管卷揚和懸吊索卷揚同步動作，將鉆具上提至孔外進行卸渣。S5 :重復上述步驟，直至完成成孔作業(yè)；具體而言，若鉆進后的孔深為達到設計深度，則重復上述步驟S2至S4，直至鉆至設計深度，從而完成成孔作業(yè)。上述實施例提供的一種施工工法，將上述的新式旋挖鉆機應用到地下空間的施工中，與現(xiàn)有技術相比，大大提高了地下空間樁基礎施工的機械化程度、施工安全性和施工效率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種旋挖鉆機，其特征在于，所述旋挖鉆機包括 鉆具(5 )； 下車體(I); 上車體(2 )，設置于所述下車體(I)上； 桅桿(4 )，設置于所述上車體(2 )上； 懸吊索卷揚(3 )，設置于所述上車體(2 )或者所述桅桿(4 )上； 油管卷揚(7 )，設置于所述上車體(2 )或者所述桅桿(4 )上； 懸吊索(6)，其一端連接于所述懸吊索卷揚(3)，另一端繞經(jīng)所述桅桿(4)連接于所述鉆具(5 )； 油管(8)，其一端連接所述油管卷揚(7)，另一端連接于所述鉆具(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機，其特征在于，所述旋挖鉆機還包括 導氣管卷揚，設置于所述上車體(2)或者所述桅桿(4)上； 導氣管，其一端連接于所述導氣管卷揚，另一端連接于所述鉆具(5)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的旋挖鉆機，其特征在于，所述旋挖鉆機的工作高度(L)在5米以內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的旋挖鉆機，其特征在于，所述旋挖鉆機的工作高度(L)為3.5米 4. 5米。
5.如權(quán)利要求4所述的旋挖鉆機，其特征在于，所述旋挖鉆機的工作高度(L)為4米 4. 3米。
6.一種施工工法，采用權(quán)利要求I至5任一項所述旋挖鉆機，其特征在于，所述施工方法包括如下步驟 在地下空間中將所述旋挖鉆機調(diào)整至工作狀態(tài)； 將所述鉆具下放至待挖樁孔中； 通過所述鉆具切削土層； 在所述鉆具充滿土渣后，將鉆具上提至孔外卸渣； 重復上述相應步驟，直至完成成孔作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及旋挖鉆機技術領域，公開了一種旋挖鉆機及其施工工法。所述旋挖鉆機包括鉆具；下車體；上車體，設置于所述下車體上；桅桿，設置于所述車體上；懸吊索卷揚，設置于所述上車體或者所述桅桿上；油管卷揚，設置于所述上車體或者所述桅桿上；懸吊索，其一端連接于所述懸吊索卷揚，另一端繞經(jīng)所述桅桿連接于所述鉆具；油管，其一端連接所述油管卷揚，另一端連接于所述鉆具。本發(fā)明采用了與現(xiàn)有技術不同的鉆具驅(qū)動方式，并省略了鉆桿和動力頭等部件，因此，可將整機的工作高度設計至符合地下空間的范圍，以便將旋挖鉆機應用于地下空間的樁基礎施工中，從而提高地下空間樁基礎施工的機械化程度、施工安全性和施工效率。
文檔編號E21B7/02GK102900361SQ20121036560
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者馮建偉, 水俊峰 申請人:三一重工股份有限公司