旋转位移式低净空钻机的制作方法

本发明属于轨道交通建设、隧道建设、城市管廊建设等地下工程施工领域，具体涉及一种地下工程桩基础成孔用旋转位移式低净空钻机。

背景技术：

现有轨道交通、地铁施工、隧道内施工、城市管廊建设等地下工程施工时存在一个非常大的难题：洞桩施工，即在洞内向地下打桩。国内桩工生产企业没有一款设备可以在洞内向下打桩的钻机，关键的阻碍在于高度的限制。国内洞桩施工的需求通常都在高度为4.5米以下，桩深需要达到20-30米，桩径要求1-1.8米。国外目前推出的钻机设计思路局限，不能满足国内地下工程对桩径、桩深的要求，比如意大利迈特公司推出的两款钻机，其中一款高度为5.4米，钻深仅有16米，钻径仅为0.8米；另一款高度为3.8米，钻深仅有12米，钻径仅为0.6米，并且两款钻机价格昂贵，高达数百万人民币。

有鉴于此，本发明人基于多年的实践经验及专业知识，并配合学理的应用，以期创设一种新型的旋转位移式低净空钻机，能够满足目前地下工程桩基础成孔的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种旋转位移式低净空钻机，所要解决的技术问题是使其在地下4.5米(不限于此)高度限制下，在洞内或桥梁、房屋等低净空状态下，向下钻进深度达到30米以上，钻孔直径达到0.5-2米，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种旋转位移式低净空钻机，包括行走机构、与行走机构连接的钻进机构1，该钻进机构1包括龙门架11、伸缩钻杆12、动力头13、钻头14、滑块15、锁死机构16、短套17，伸缩钻杆12上端套设于动力头13内，动力头13固接于短套17下部并带动伸缩钻杆12旋转，短套17与龙门架11的第一立柱111铰接；钻头14与滑块15可拆卸地连接，滑块15与龙门架11的第二立柱112配合实现上下滑动；所述第一立柱111上设有用以限制短套17晃动的锁死机构16。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来进一步实现。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述行走机构采用轮式或履带式或步履式。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述动力头13通过管线与行走机构上的动力站连接，驱动动力头13进行正反向旋转。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述伸缩钻杆11与第一立柱111通过铰链18铰接。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述第一立柱111为龙门架11的左立柱，第二立柱112为龙门架11的右立柱。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述第一立柱111为龙门架11的右立柱，第二立柱112为龙门架11的左立柱。

前述的旋转位移式低净空钻机，所述钻头14通过滑块15下滑至第二立柱112下部时，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕第一立柱111旋转至钻头14上方，短套17通过锁死机构16限位，伸缩钻杆12的内管下端与钻头14可拆卸地连接；滑块15与钻头14断开。

借由上述技术方案，本发明提出的旋转位移式低净空钻机在高度受限的状态下，通过伸缩钻杆绕着龙门架立柱向前旋转或者向后旋转来腾出空间高度，使钻头得以离开地面，实现取土、卸土，在地下有限的高度内实现钻深30米以上、钻径0.5-2米。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1a是本发明旋转位移式低净空钻机的钻进示意图。

图1b至1c是本发明旋转位移式低净空钻机的卸土示意图。

a:地面1：钻进机构

11：龙门架111：第一立柱112：第二立柱

12：伸缩钻杆13：动力头

14：钻头15：滑块

16：锁死机构17：短套

18：铰链

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的旋转位移式低净空钻机其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，本发明旋转位移式低净空钻机包括行走机构(图未绘示)、与行走机构连接的钻进机构1，钻进机构1包括龙门架11、伸缩钻杆12、动力头13、钻头14、滑块15、锁死机构16、短套17，伸缩钻杆12上端套设于动力头13内，动力头13固接于短套17下部并带动伸缩钻杆12旋转，短套17与龙门架11的第一立柱111铰接；钻头14与滑块15可拆卸地连接，滑块15与龙门架11的第二立柱112配合实现上下滑动；所述第一立柱111上设有锁死机构16.

进一步的，该行走机构采用轮式或履带式或步履式，但本发明不限于此，使用者可根据地质条件来选择其他方式。

进一步地，该短套17与第一立柱111通过铰链18铰接。在机械驱动、液压驱动或人力驱动等情况下，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕第一立柱111向前旋转或向后旋转。

进一步的，钻头14通过滑块15下滑至第二立柱112下部时，短套17带动伸缩钻杆12、动力头13绕第一立柱111旋转至钻头14上方，锁死机构16将短套17限位固定，进而确保伸缩钻杆12不能晃动，保证钻头14平稳地向下钻进.

具体的，该锁死机构16与铰链18通过销轴可拆卸的连接。钻进前，通过销轴将锁死机构16、铰链18固接，限制伸缩钻杆12晃动；卸土时，拔出销轴将锁死机构16、铰链18分离，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕第一立柱旋转。

具体的，第一立柱111为龙门架11的左立柱且伸缩钻杆12位于左立柱的前方(或后方)，第二立柱112为龙门架11的右立柱。当钻头14借由滑块15的辅助下滑至龙门架11右立柱的下部，并没入预先挖好的孔内时，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕着左立柱向后旋转(或向前旋转)至钻头14上方，短套17通过锁死机构16限位，伸缩钻杆12的内管下端与钻头14上端可拆卸地连接，再将钻头14与滑块15断开，启动动力头13进行钻进。

具体的，第一立柱111为龙门架11的右立柱且伸缩钻杆12位于右立柱的前方(或后方)，第二立柱112为龙门架11的左立柱。当钻头14借由滑块15的辅助下滑至龙门架11左立柱的下部，并没入预先挖好的孔内时，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕着左立柱向后旋转(或向前旋转)至钻头14上方，短套17通过锁死机构16限位，伸缩钻杆12的内管下端与钻头14上端可拆卸地连接，再将钻头14与滑块15断开，启动动力头13进行钻进。

进一步的，该钻头14可采用扩孔钻头、旋挖钻头，但本发明不限于此，使用者可根据地质条件来选择其他钻头。

进一步的，该动力头13通过管线与行走机构上的动力站连接，驱动动力头13进行正反向旋转，可为液压驱动、气压驱动、机械驱动，本发明不限于此。

本发明旋转位移式低净空钻机的工作原理如下：

首先将钻机借由行走机构开至施工区域，依据地理条件及成孔位置开始组装钻进机构1，将钻头14通过滑块15滑动设置在龙门架11的立柱上，将短套17与龙门架11的另一立柱铰接，伸缩钻杆22位于龙门架11前方(或后方)。然后预先挖出一个与钻头14高度相近的孔，钻头14在滑块15的辅助下沿龙门架11的立柱下滑，并没入挖出的孔内时，短套17带动动力头13、伸缩钻杆12绕龙门架11的另一立柱向后旋转(或向前旋转)至钻头14上方，短套17通过锁死机构16限位，伸缩钻杆12的内管下端与钻头14上端连接，然后将钻头14与滑块15断开，滑块15上滑至初始位置。然后启动动力头13，伸缩钻杆12、钻头14向更深处旋转钻进。

卸土时只需将钻头14提至接近地面a，先将钻头14、滑块15连接，再将伸缩钻杆12内管下端与钻头14断开，然后断开锁死机构16，短套17带动伸缩钻杆12向前旋转(或向后旋转)至非桩孔区域，为钻头14让出空间，钻头14通过滑块15沿第二立柱112上滑至地面a以上进行卸土。卸土完成后钻头14通过滑块15沿第二立柱112下滑至桩孔内，短套17带动伸缩钻杆12向后旋转(或向前旋转)至桩孔区域，先将短套17通过锁死机构16限位，再将伸缩钻杆12内管下端与钻头14连接，并将钻头14与滑块15断开，启动动力头13继续进行钻进。

本发明提出的旋转位移式低净空钻机已成功应用在北京地铁十六号线等多个城市的地下工程施工中，并且钻深能够达到30米以上，钻孔能够达到0.5米以上2米以内，适合国内外市场需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本发明所属领域的技术人员来说，凡是利用本发明说明书及附图内容所作出的改进，均同理包括在本发明的专利保护范围内。