专利名称：旋挖钻具及旋挖钻机的制作方法
技术领域：
旋挖钻具及旋挖钻机技术领域[0001]本实用新型涉及桩工机械技术领域，特别涉及一种旋挖钻具及旋挖钻机。
背景技术：
[0002]随着我国闻速公路、闻速铁路等基础设施的大力建设，旋挖钻机得到了快速发展 和广泛的应用。在基础工程的建设中，需要在硬岩地层(岩石单轴饱和抗压强度> 30MPa) 施工的情况越来越多。以往针对硬岩地层的施工主要是利用冲击钻进行钻进，但是受到工 期限制以及环境保护等要求的制约，冲击钻的市场局限性愈发明显。[0003]近几年来，旋挖钻机在各种地层施工的效率以及可靠性越来越明显，旋挖钻机在 基础工程施工中所占比例越来越大。但是，常规旋挖钻具在钻进上述硬岩地层时进尺缓慢， 钻齿磨损严重，施工成本较高。因而目前常规施工工法为采用牙轮筒钻先行钻进，在施工面 打开一个环形凹槽，钻进一定深度后，则需换用旋挖钻具(一般为嵌岩双底捞砂斗)钻除环 形凹槽内部的岩土。这种施工工法需要中途更换钻具，而且需要配备多套钻具，因而成孔时 间较长，施工效率较低、钻具成本较高。[0004]钻具的结构设计是否合理，是决定旋挖钻机能否充分发挥潜能的关键因素，因此 有必要设计一种能够在硬岩地层中有效钻进、并能够提高施工效率、降低施工成本的旋挖 钻具，以提高旋挖施工的成孔质量并拓展其应用范围。实用新型内容[0005]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种旋挖钻具及旋挖钻机，以解决现有技术中在 钻进硬岩地质时因需要配备多套钻具、中途更换钻具而造成施工成本高、施工效率低下的 问题。[0006]一方面，本实用新型提供了一种旋挖钻具，所述旋挖钻具包括旋挖钻斗和牙轮钻 齿，所述旋挖钻斗具有钻体以及设置于该钻体底部的钻底；所述牙轮钻齿固定设置于所述 钻体的底端或者所述钻底上，并且所述牙轮钻齿的旋转半径与所述旋挖钻斗的成孔半径相 匹配。[0007]进一步地，所述钻底上设置有钻头，所述钻头的截割面位于所述牙轮钻齿的截割 面与所述钻底之间。[0008]进一步地，所述钻底上设置有旋转底板，所述牙轮钻齿设置于所述旋转底板上。[0009]进一步地，所述牙轮钻齿为多个，并且成对设置于所述旋转底板上。[0010]进一步地，所述旋转底板上设置有裙边，所述牙轮钻齿设置于所述裙边上。[0011]进一步地,所述旋挖钻斗为捞砂斗。[0012]进一步地，所述牙轮钻齿为多个，其中一部分朝向钻体空间外设置，另一部分朝向 所述钻体空间内设置。[0013]另一方面，本实用新型还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有上述任一项 所述的旋挖钻具。[0014]本实用新型提供的一种旋挖钻具在施工过程中，可先通过牙轮钻齿再施工面打开一个环形凹槽，将环形凹槽内的岩石隔断于外部岩层，随后通过旋挖钻斗对环形凹槽内的岩石进行碎除，并最终带出孔外卸掉，与现有技术相比，本实用新型充分利用了牙轮钻齿和旋挖钻斗的双重优势，可在旋挖钻进中一次性完成施工面环形切槽以及环形凹槽内的岩石碎除，有效提高了施工效率，同时降低了钻具成本及施工成本。本实用新型提供的一种旋挖钻机设置有上述的旋挖钻具，由于上述的旋挖钻具具有上述技术效果，因此，该旋挖钻机也具有相应的技术效果。
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图1为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻具的主视结构示意图；图2为图1所示旋挖钻具的仰视结构示意图。主要元件符号说明I旋挖钻斗2牙轮钻齿11 钻底12 钻体13 斗顶14解锁结构111旋转底板112 钻头113 进砂口1111 裙边
具体实施方式
应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本实用新型的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请同时参考图1和图2，
以下结合附图对本实用新型实施例作详细说明。该实施例的旋挖钻具主要包括旋挖钻斗I和牙轮钻齿2，旋挖钻斗I可以是能够钻土、取土和卸土的钻斗，为了便于说明，下面以捞砂斗为例进行说明。如图所示，该捞砂斗为嵌岩双底捞砂斗，主要包括钻底11、钻体12、斗顶13和解锁机构14，其中，钻底11设置于钻体12的底部，斗顶13设置于钻体12的顶部，钻底U、钻体12和斗顶13顺次连接形成一个整体；钻底11可以设置有旋转底板111，旋转底板111上设置有钻头112和可闭合的进砂口 113 ;解锁机构14设置在钻体12上，用于限定旋转底板111的不同工作位置；当捞砂斗工作时，旋转底板111关闭，解锁机构14将其锁定在钻体12上，钻头112钻进时，进砂口 113处于开启状态，被破除的岩土通过进砂口 113进入钻体12中，当钻体12中的岩土达到一定量时，关闭进砂口 113，将整个捞砂斗从孔中取出，通过解锁机构14解锁，将旋转底板111打开，使岩土从钻体12中排出，从而完成一个循环的钻土
取土工作。作为一种优选方式，如图所示，牙轮钻齿2固定设置于旋转底板111上，具体而言，旋转底板111上固定设置有裙边1111，牙轮钻齿2固定设置(如焊接)于该裙边1111上，牙轮钻齿2的旋转半径与旋挖钻斗I的成孔半径相匹配(即大体相同)，并且牙轮钻齿2的截割面低于钻头112的截割面，即钻头112的截割面位于钻底11 (旋转底板111)与牙轮钻齿2的截割面之间；应当说明的是，在本申请中，“牙轮钻齿2的旋转半径”是指牙轮钻齿2旋转钻进时在施工面上形成的环形凹槽的半径，而“截割面”是指切割工具(如牙轮钻齿2或者钻头112)的最端部垂直于旋挖钻斗轴向的平面，该平面最先接触施工面。下面结合具体场景说明一下上述实施例的旋挖钻具的工作原理在工作过程中，当旋挖钻具工作时，先锁定旋转底板111，然后驱动旋挖钻具旋转，钻进时，由于牙轮钻齿2的截割面位于钻头112的截割面下方，牙轮钻齿2先钻进，在施工面打开一个环形凹槽，随后钻头112跟进，将环形凹槽中包围的岩土钻除，并通过进砂口113将破除的岩土装入钻体12内，然后牙轮钻齿2和钻头112持续钻进，从而实现对施工面的截割；当钻体12内的岩土积累到一定量以后，关闭进砂口 113，将旋挖钻具提升出钻孔口，移至卸渣处，通过解锁机构14解锁，打开旋转底板111，使岩土在自身重力的作用下排出钻体12外，然后锁定旋转底板111，将旋挖钻具下放至钻孔内施工面，开始新一轮的钻进，如此循环往复，不断地取土卸土，直至钻进至预定深度。需要说明的是，上述实施例的优选方式中，还可以作进一步优化设置，例如，牙轮钻齿2为多个，其中一部分朝钻体12空间内设置，另一部分朝钻体12空间外设置，进一步地，在旋转底板111上设置成对的牙轮钻齿2，每对牙轮钻齿2中，一个朝向钻体12空间外设置，另一个朝向钻体12空间内设置，钻体12空间是指钻体12形成的上下不断延伸的柱状空间；牙轮钻齿2的具体角度可以根据需要进行设计。需要说明的是，上述实施例的优选方式中，牙轮钻齿2设置于旋转底板111的裙边1111上，但在其他实施例中，牙轮钻齿2也可以设置在钻体12的底端周沿上(包括通过支撑装置设置于底端周沿的情形)，或者也可以设置于钻底11的其他位置上(包括通过支撑装置设置于钻底的情形)，只要保证牙轮钻齿2的旋转半径与旋挖钻斗I的成孔半径相匹配以及牙轮钻齿2的截割面低于钻头112的截割面即可。需要说明的是，上述实施例及其各种变型的方案中，以捞砂斗作举例说明，但在其他实施例中，旋挖钻斗I并局限于此，只要能够实现钻土、取土和卸土即可。需要说明的是，上述实施例及其各种扩展方式的旋挖钻具特别适用于硬岩地层施工，但并不局限于此，也可以适用于大多数较硬地层的施工。综上，本发明实施例及其各种变型提供的一种旋挖钻具具有牙轮筒钻和旋挖钻斗的双重优势，有效提高了施工效率，降低了钻具成本及施工成本。本实用新型实施例还提供了一种旋挖钻机，该旋挖钻机设置有上述任一项所述的旋挖钻具，由于上述的旋挖钻具具有上述技术效果，因此，该旋挖钻机也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，其他部分的具体实施过程可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。·
权利要求1.一种旋挖钻具，其特征在于所述旋挖钻具包括旋挖钻斗(I)和牙轮钻齿(2)，所述旋挖钻斗(I)具有钻体(12)以及设置于该钻体(12)底部的钻底(11);所述牙轮钻齿(2 )固定设置于所述钻体(12)的底端或者所述钻底(11)上，并且所述牙轮钻齿(2)的旋转半径与所述旋挖钻斗(I)的成孔半径相匹配。
2.如权利要求1所述的旋挖钻具，其特征在于所述钻底(11)上设置有钻头(112)，所述钻头(112)的截割面位于所述牙轮钻齿(2)的截割面与所述钻底(11)之间。
3.如权利要求1所述的旋挖钻具，其特征在于所述钻底(11)上设置有旋转底板(111)，所述牙轮钻齿(2 )设置于所述旋转底板(111)上。
4.如权利要求3所述的旋挖钻具，其特征在于所述牙轮钻齿(2)为多个，并且成对设置于所述旋转底板(111)上。
5.如权利要求3所述的旋挖钻具，其特征在于所述旋转底板(111)上设置有裙边 (1111)，所述牙轮钻齿(2)设置于所述裙边(1111)上。
6.如权利要求1至5任一项所述的旋挖钻具，其特征在于所述旋挖钻斗(I)为捞砂斗。
7.如权利要求1至5任一项所述的旋挖钻具，其特征在于所述牙轮钻齿(2)为多个， 其中一部分朝向钻体(12)空间外设置，另一部分朝向所述钻体(12)空间内设置。
8.一种旋挖钻机，其特征在于所述旋挖钻机设置有权利要求1至7任一项所述的旋挖钻具。
专利摘要本实用新型涉及桩工机械技术领域，公开了一种旋挖钻具及旋挖钻机。所述旋挖钻具包括旋挖钻斗和牙轮钻齿，所述旋挖钻斗具有钻体以及设置于该钻体底部的钻底；所述牙轮钻齿固定设置于所述钻体的底端或者所述钻底上，并且所述牙轮钻齿的旋转半径与所述旋挖钻斗的成孔半径相匹配。本实用新型充分利用了牙轮钻齿和旋挖钻斗的双重优势，可在旋挖钻进中一次性完成施工面环形切槽以及环形凹槽内的岩石碎除，有效提高了施工效率，同时降低了钻具成本及施工成本。
文档编号E21B10/08GK202832213SQ20122049861
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者杨兆禹, 水俊峰, 张晓蕾 申请人:三一重工股份有限公司