[发明专利]一种适用于岩与土的螺旋冲击钻孔装置的施工方法

说明书

本发明公开一种适用于岩与土的螺旋冲击钻孔装置的施工方法，钻孔装置包括钻机系统和钻机支架，所述钻机支架包括行走的底盘机构，底盘机构上设有旋转机构，旋转机构上设有工作平台，工作平台上设置有驾驶及操作室，工作平台的前端设有动臂，动臂的前端与钻孔系统连接；钻孔系统包括配电系统、空压系统、凿岩部件、钻土部件、齿轮、钻杆和钻头。施工方法包括将钻机支架行驶至指定位置；安装钻孔系统；调节钻头的初始高度和钻孔角度；开始钻孔。本发明解决了钻孔设备无法适用于不同土层的难题，适用于岩与土的螺旋冲击钻孔装置可适应不同的地层条件，可精准控制钻孔角度，机动性强，绿色环保、节能降噪，钻头坚固牢靠，适用于边坡、基坑支护工程。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种适用于岩与土的螺旋冲击钻孔装置的施工方法。

背景技术

锚杆支护是岩土工程领域中常见的支护形式，通常，土层钻孔采用螺旋钻机，岩石层采用冲击潜孔钻成孔。实际工程中，常常会遇到既有土层又有岩层的复杂地层，此类问题的常规解决方法是更换钻孔设备。但是，此类解决方法存在下列问题：(1)机具设备的更换、运输、组装、校核花费大量时间，增加施工工期。(2)根据不同地层情况更换不同钻孔设备，无形之中增加了工程费用。(3)机具更换移位容易造成孔位偏差及钻孔倾斜。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种适用于土层与岩层交替的地层情况、钻孔效率高、适应范围广方便快捷并易于操作的螺旋冲击钻孔装置的施工方法。

本发明采用的技术方案是：

一种适用于岩与土的螺旋冲击钻孔装置的施工方法，所述钻孔装置包括钻机系统和钻机支架，所述钻机支架包括行走的底盘机构，底盘机构上设有旋转机构，旋转机构上设有工作平台，工作平台上设置有驾驶及操作室，工作平台的前端设有动臂，动臂的前端与钻孔系统铰接连接；钻孔系统包括配电系统、空压系统、凿岩部件、钻土部件、齿轮、钻杆和钻杆底部的钻头；所述凿岩部件包括凿岩壳体，凿岩壳体内设有气缸，气缸顶部设有气管，气缸底部开孔，气缸内设有活塞，活塞顶部与涡轮扇叶固定连接，活塞底部与传力构件固定连接；所述钻土部件包括钻土壳体和电机，传力构件设于钻土壳体内，电机设于传力构件内；齿轮内部与钻杆嵌套连接，齿轮外部分别与传力构件的底部和电机啮合连接，齿轮底部通过受力构件与钻杆固定连接；所述钻头包括螺旋钻头，螺旋钻头底部连接有高强凿岩钻头，其既满足土层钻孔的旋挖功能又满足岩层钻孔的冲击凿岩功能；

所述施工方法包括如下步骤：

(1)将钻机支架行驶至指定位置；

(2)安装钻孔系统；

(3)调节动臂控制钻头的初始高度和钻孔角度；

(4)开始钻孔：当高强凿岩钻头接触土层时，开启电机，电机通过钻杆转动带动螺旋钻头和高强凿岩钻头转动，进行钻孔；当高强凿岩钻头接触岩层时，空压系统(泵入或抽出气体)通过气管控制涡轮扇叶带动活塞转动，同时控制活塞上、下运动，使得传力构件带动钻杆转动，并带动螺旋钻头和高强凿岩钻头转动，同时将冲击荷载传递至受力构件，通过钻杆带动高强凿岩钻头边转动边凿碎岩石。

步骤(4)空压系统(泵入或抽出气体)通过气管控制涡轮扇叶带动活塞转动，转动为低频转动，通过调整涡轮数目或改变涡轮扇叶角度实现。

行走的底盘机构包括底盘、动力系统、动力油箱、液压油箱和液压泵，液压泵设置于液压油箱之上。底盘为履带。

配电系统和空压系统设于工作平台之上。

所述动臂包括主要动臂、次要动臂和辅助动臂，其中主要动臂用来控制钻头的初始高度，次要动臂用来控制钻孔过程中钻头的升降，辅助动臂用来控制钻头钻孔角度。

凿岩壳体顶端与辅助动臂前端铰接连接。

驾驶及操作室并排设置于工作平台之上。