本发明涉及与完成附加加工的刀具零件或刀具配合使用的钻头，涉及带可扩张切削工具的钻头，尤指一种土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法。
背景技术：
国内在20世纪90年代初，在扩大头钻孔桩方面已有相对较成熟的技术及钻头，但至今应用仍不广泛,且这些钻头主要针对大直径桩而言，而对于小直径锚杆及小直径桩的扩大头施工技术及设备，至今仍较少，由于钻孔桩直径大，用于控制钻头扩孔的控制结构有足够的空间随着钻杆到达钻头，因此实现起来难度不大。而锚杆钻孔直径相对较小，在外部进行扩孔直径精确控制的装置无法到达钻头，进行扩孔孔径的精确控制难度较大。同样，由于钻孔的孔径小，采用过于复杂的机械式扩孔钻头结构常常无法满足的强度要求。可以扩大成孔的有偏心钻头及跟管钻头，但成孔直径有限，较原来孔径的变化不大，扩孔直径不理想，没有得到推广应用。因此至今还没有比较成熟的锚杆扩孔钻头的产品。
技术实现要素：
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法，其特征在于：包括基座、扩孔伸缩臂、传动杆、变径控制杆和钻头，所述扩孔伸缩臂包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆第一端与基座铰接，所述第一连杆第二端与第二连杆第一端铰接，所述第二连杆第二端与钻头铰接，所述钻头与传动杆连接，所述传动杆与变径控制杆连接，所述变径控制杆与基座活动连接。
进一步地：
所述扩孔伸缩臂有3套，呈120°等夹角连接在基座上。
所述钻头的头部采用三叶锥形头，并且在头部镶嵌有硬质合金。钻头头部在前端随传动杆转动，使钻孔深度加大。
所述传动杆后端呈扁平状，插入基座中心的相应扁孔内，在传动杆上开有三个圆孔，用于固定不同扩孔直径的槽形杆。当更换不同长度的槽形件时，钻头连杆伸缩长度不同，相应的扩孔的孔径不同，这样实现了采用一个钻头可以变化多个孔径的目的。本发明通过边限位杆构造，能在100mm直径钻孔的基础上，可通过限位杆调节扩孔直径至150mm、200mm、250mm和300mm。
本发明的驱动方式可采用常见的地质钻机、潜孔冲击钻机或回旋钻机钻进。
本发明可根据地层条件，选用风动出渣或循环水出渣方式。
进一步，本发明提供一种采用所述土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法的钻孔方法，包括如下步骤：
(1)测量放线定位钻孔位置；
(2)选用适宜的钻机，采用普通非扩孔钻头，成孔直径100～130mm，钻孔深度达到非扩孔段设计位置后停止钻进，并将普通钻头退出，形成非扩孔段；
(3)改用土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法，接上次停钻位置继续钻进，通过传动杆施加压力，扩孔伸缩臂向外张开，跟随传动杆转动后对孔壁切削形成扩孔，扩孔到设计直径，继续钻进到扩孔道设计深度后，收缩扩孔伸缩臂，退出钻孔，形成扩孔段；
(4)重复步骤(2)～(3)，形成分段扩孔压力型锚索的钻孔。
本发明的有益效果是：进行可调直径扩孔钻孔以及在非扩孔段自由进退的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1基座、2扩孔伸缩臂、21第一连杆、22第二连杆、3传动杆、4变径控制杆、5硬质合金颗粒、6钻头。
具体实施方式
参见附图，本发明一种土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法.其特征在于：包括基座1、扩孔伸缩臂2、传动杆3、变径控制杆4和钻头6，所述扩孔伸缩臂2包括第一连杆21和第二连杆22，所述第一连杆21第一端与基座1铰接，所述第一连杆21第二端与第二连杆22第一端铰接，所述第二连杆22第二端与钻头6铰接，所述钻头6与传动杆3连接，所述传动杆3与变径控制杆4连接，所述变径控制杆4与基座1活动连接。
在本发明的实施例中：
所述扩孔伸缩臂2有3套，呈120°等夹角连接在基座1上。
所述钻头6的头部采用三叶锥形头，并且在头部镶嵌有硬质合金。钻头头部在前端随传动杆转动，使钻孔深度加大。
所述变径控制杆4通过传动杆3兼作变径控制部件的一部分，传动杆3后端呈扁平状，插入基座1中心的相应扁孔内，在传动杆3上开有三个圆孔。用于固定不同扩孔直径的槽形杆，当更换不同长度的槽形件时，钻头连杆伸缩长度不同，相应的扩孔的孔径不同，这样实现了采用一个钻头可以变化多个孔径的目的。变直径机械扩孔钻头通过边限位杆构造，能在100mm直径钻孔的基础上，可通过限位杆调节扩孔直径至150mm、200mm、250mm和300mm。
所述变直径机械扩孔钻头驱动方式可采用常见的地质钻机、潜孔冲击钻机或回旋钻机钻进。
所述变直径机械扩孔钻头可根据地层条件，选用风动出渣或循环水出渣方式。
受力通过钻头6及传动杆3传递扭矩，钻头6不受力时扩孔伸缩臂2收拢，可方便进出小直径钻孔；扩孔钻进入孔底时，通过传动杆3施加压力，扩孔伸缩臂2向外张开，镶嵌有合金颗粒5的第二连杆22作为扩孔臂跟随传动杆3转动后对孔壁切削形成扩孔。通过控制变径控制杆4的伸缩长度，可以调整扩孔的直径。扩孔段施工完成后，整体向后退出，扩孔伸缩臂2由于受到孔壁的摩擦作用，两个张开的连杆自行收拢伸直，整体直径变小，从而可以从非扩孔段内顺利退出到孔外。
本发明提供一种采用所述土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法的钻孔方法实施例，包括如下步骤：
(1)测量放线定位钻孔位置；
(2)选用适宜的钻机，采用普通非扩孔钻头，成孔直径100～130mm，钻孔深度达到非扩孔段设计位置后停止钻进，并将普通钻头退出，形成非扩孔段；
(3)改用土层变直径机械扩孔钻头及使用该钻头的钻孔方法，接上次停钻位置继续钻进，通过传动杆3施加压力，扩孔伸缩臂2向外张开，跟随传动杆3转动后对孔壁切削形成扩孔，扩孔到设计直径，继续钻进到扩孔道设计深度后，收缩扩孔伸缩臂，退出钻孔，形成扩孔段；
(4)重复步骤(2)～(3)，形成分段扩孔压力型锚索的钻孔。