型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机的制作方法

本发明涉及地下基础设施的开挖支护建造，尤其涉及型钢支护桩卡槽牵引式桩间土切槽机。

背景技术：

1、我国土木、水利、矿山、市政等基础设施建设取得了举世瞩目的成就。在地下空间开发利用、矿产资源开采等过程中，当面临复杂的地质条件时，往往需要采取边坡支护或基坑支护措施，以保证地下工程建设过程及此期间周边环境的安全稳定。伴随着岩土工程技术、机械及土木工程材料等的发展，边坡支护及基坑支护技术得到了有效发展，相应地出现了以砂石、水泥、钢筋、混凝土等传统建筑材料为结构主体的土钉墙、复合土钉墙、地下连续墙、排桩支护、桩锚支护等支护结构体系。与此同时，为控制地下水对支护结构及地下工程施工的影响，还需在支护体系中考虑设置止水帷幕或者辅以降水措施。特别是在地下水位较高、侧壁土层较软易扰动的情况下，基坑支护必须考虑采取降水或止水等地下水处理措施。采取合理的挡土止水方式，更能保证周边建筑物、构筑物及地下管线的安全，更多情况下是侧壁土体的蠕变诱发了周边地表裂缝及建筑物的不均匀沉降等事故。当前桩间止水帷幕多采用水泥土类技术措施，如搅拌桩、高压旋喷桩、trd工法桩及咬合桩等，当止水帷幕深度增加后，虽然采取相应的工程措施，仍存在缺陷导致的渗漏风险，此外，基坑开挖变形也可能导致止水帷幕开裂。但从基坑支护的本质来看，其作为保护地下主体结构施工和周边环境的安全，而采取的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施，且基坑越深、周边环境越复杂，基坑工程的造价也就越高，更重要的一点是，基坑的使用寿命一般不超过2年，在地下主体结构施工完毕后即被废弃或者拆除，由此可见，与主体工程相比，基坑工程的造价就非常昂贵了。即使现阶段少数基坑采用了支护结构与地下主体结构一体化的设计，在此情况下，后续基础工程的施工效率降低、人工成本剧增及后续施工缝渗漏的潜在风险也是非常高，并且受施工工艺及混凝土浇筑导致的后续地下连续墙体薄弱部位、垂直度偏差的处理也是十分困难的。

2、为此以王复明院士为首的团队在综合各种方案的基础上发明了柔性复合装配式可回收基坑支护结构工艺(参考cn201710396002.0，cn201710396035.5，cn201811095721.x等专利)，克服了现有工艺的不足，可大大提高施工速度及节约成本，该工艺需在预设位置连续设置支护桩，接着在桩间开挖槽孔以连接相邻的支护桩，然后将挡土止水板安装于槽孔内，最后回填。

3、该工艺的主要施工作业难点在于支护桩埋设孔的挖设及桩间槽孔的开挖，支护桩孔的挖设利用现有钻机即可完成，而传统的成槽设备均是针对原有施工工艺设计的，应用于新工艺上施工效率不高，限制了新工艺的推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，应对上述全新的支护结构施工工艺，提高施工速度，实现深度切槽能力，降低成本。

2、本发明采用如下技术方案实现：

3、型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，包括包括底盘总成、桅杆总成、动力头总成、夹持器总成、及刀具总成。

4、所述桅杆总成前端铰接于底盘总成的前端，其中段与设置在底盘总成上的调角油缸的活塞杆铰接，通过调角油缸调整桅杆总成与地面的夹角，实现桅杆总成竖立的工作状态及平放的运输状态之间的切换。

5、所述动力头总成由动力头底座、2个抱夹式动力头构成，所述2个抱夹式动力头并列设置在动力头底座上，所述动力头底座安装在桅杆总成的滑轨上，所述抱夹式动力头上设有抱夹钻杆用的旋转抱夹轴套。

6、所述夹持器总成设置于桅杆总成前端，由2个并列的钻杆夹持器构成。

7、所述刀具总成包括箱体、2个主动钻轴、4个从动钻轴及2个钻杆连接构件构成，所述箱体两端设有导向板，所述2个主动钻轴及4个从动钻轴并列布置于箱体内，每个主动钻轴两侧各有1个从动钻轴，其间设有传动轴，所述主动钻轴的上端突出箱体与钻杆连接构件相连，所述主动钻轴及从动钻轴下端均突出箱体并设有刀头。

8、优选的，所述动力头底座中心位置设置有稳定杆连接构件，所述刀具总成的箱体上端中心位置设有稳定杆连接套件，必要时，稳定杆连接构件与稳定杆连接套件之间可以通过稳定杆连接。

9、优选的，所述底盘总成为自行走履带底盘，其四角处各设有一个油缸支撑装置。

10、本发明的工作原理如下：

11、完成支护桩设置后，将本发明的型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机部署于预定作业位置，选用匹配支护桩间距规格的刀具总成，连接钻杆，控制调角油缸将桅杆总成调整成与地面垂直的工作状态，刀具总成箱体两端的导向板分别对准相临2个支护桩的导轨，启动动力头总成，2个抱夹式动力头各驱动一根钻杆同步旋转并向下顶进，2根钻杆分别带动刀具总成的2个主动钻轴旋转，并通过传动轴带动4个从动钻轴旋转，实现刀具总成的6个刀头旋转下切，为平衡切削刀头的切削力，2个抱夹式动力头的输出旋向相反；刀具总成两侧的导向板沿支护桩的导轨向下运动，保障了刀具总成下切的稳定，为进一步提高稳定性，必要时可以通过稳定杆连接刀具总成及动力头总成。完成切槽作业后，控制动力头总成将刀具总成拖回地面，控制调角油缸将桅杆总成调平，控制底盘总成转移至下一作业段位，继续工作。

12、本发明的有益技术效果是：

13、本发明提供一种型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，适用于王复明院士团队提出的柔性复合装配式可回收基坑支护结构工艺，大大提高了施工效率及质量，采用双动力头双钻杆结构，驱动刀具总成的6个刀头旋转下切，能够有效破碎地下土层，并稳定下切，切槽效率及质量大大提高；本发明采用抱夹式动力，续接钻杆时，直接在动力后方钻杆末端续接即可，使用更方便，效率更高；本发明采用可调角桅杆及桅杆座微调油缸配合旋转平台可以快速定位切削刀具位置，采用履带行走整体结构，实现工作状态和行走状态的随意切换，大大提高了部署及施工速度。

技术特征：

1.型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，包括包括底盘总成、桅杆总成、动力头总成、夹持器总成、及刀具总成，其特征在于，所述桅杆总成前端铰接于底盘总成的前端，其中段与设置在底盘总成上的调角油缸的活塞杆铰接；

2.根据权利要求1所述的型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，其特征在于，所述动力头底座中心位置设置有稳定杆连接构件，所述刀具总成的箱体上端中心位置设有稳定杆连接套件。

3.根据权利要求1所述的型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，其特征在于，所述底盘总成为自行走履带底盘，其四角处各设有一个油缸支腿装置。

技术总结
本发明提供一种型钢支护桩卡槽牵引式多轴联动桩间土切槽机，适用于王复明院士团队提出的柔性复合装配式可回收基坑支护结构工艺，大大提高了施工效率及质量，采用双动力头双钻杆结构，驱动刀具总成的6个刀头旋转下切，能够有效破碎地下土层，并稳定下切，切槽效率及质量大大提高；本发明采用抱夹式动力，续接钻杆时，直接在动力后方钻杆末端续接即可，使用更方便，效率更高；本发明采用可调角桅杆总成，实现工作状态和行走状态的随意切换，大大提高了部署速度。

技术研发人员：潘宏明,王复明,潘艳辉,陈四海,赵线峰
受保护的技术使用者：河南平创机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17