一种长螺旋钻机分段钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型长螺旋钻机分段钻头，主要用于土木工程领域长螺旋粧及其咬合粧墙的施工。
【背景技术】
[0002]在基坑工程中咬合粧墙止水帷幕相比地下连续墙工艺具有经济性好和地层适应性强等特点，工程中应用日益广泛，但存在粧位偏差、粧身垂直度和咬合能力等方面的限制。咬合粧施工对成粧机械的要求很高，通常二序粧都采用全回转钻机、带外套筒的旋挖粧基等大型粧基施工设备，施工设备的高要求也在一定程度上限制了咬合粧墙的应用。长螺旋粧相比于泥浆护壁灌注粧等工法，具有快捷、环保、经济等特点，已广泛应用于各种基坑支护工程和粧基工程中。但受其技术及设备所限，粧身垂直度控制及粧位控制较差，用于咬合粧墙会严重影响止水帷幕的效果，造成帷幕漏水等安全隐患。为了更好地发挥长螺旋成粧和咬合粧墙的优势，需要解决长螺旋施工粧身垂直度控制和粧位控制的问题。
【发明内容】
[0003]为了解决粧身垂直度和粧位控制问题，本发明提供了一种在引孔后有效改善长螺旋搅拌粧粧身垂直度，解决粧位偏差问题的长螺旋钻机分段钻头。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种长螺旋钻机分段钻头，包括钻头本体，所述钻头底端设有钻头尖端1，钻头尖端I设有主切削刀具2，中部为长筒钻芯，钻头顶端设有起轴向定位作用的唇形定位环7，唇形定位环7两侧设有与长螺旋钻杆10固定连接用的一对固定耳8，固定耳8上装配固定螺丝9，长筒钻芯以钻芯中心为界，分为切削段钻芯5和引导段钻芯6，长筒钻芯设有螺旋叶片3，螺旋叶片3前端开有切削刃4，切削段钻芯5的螺旋叶片3直径大于引导段钻芯6的螺旋叶片3。
[0005]所述钻头顶端的固定耳8通过固定螺丝9与长螺旋钻杆10的固定槽相连。主切削刀具2上端通过两侧固定螺丝9与引导段钻芯6相连。
[0006]所述长筒钻芯的长度为3m，直径与长螺旋钻杆10相同。
[0007]所述长筒钻芯上部四分之一为切削段钻芯5，切削段钻芯5的螺旋叶片3直径与长螺旋钻杆10的螺旋叶片相同，直径为800-1200mm，引导段钻芯6的螺旋叶片3直径为200-600mm。长螺旋钻杆10、切削段钻芯5和引导段钻芯6的螺旋槽相连，大小螺旋叶片的螺旋槽相连使得引导段螺旋叶片上的土体随钻头上升到切削段最终从长螺旋钻杆螺旋槽排出。切削段钻芯5的螺旋叶片3采用3-15mm的加厚螺旋叶片，并且表面设有规则截齿
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[0008]在引孔后，使钻头对准预制引孔，卸下用于固定钻头尖端I与引导段钻芯6连接处的一侧固定螺丝9，长螺旋钻机下钻的过程中，钻头尖端I与引导段钻芯6首先进入引孔，由于引孔内淤泥相对于周围土体偏软，钻头尖端与引导段钻芯在周围土体反力约束的情况下更易于沿预制引孔下钻，从而保证钻头下钻的过程中的垂直度。当打入预定深度时，向上提长螺旋钻杆10，由于一侧固定螺丝9被卸下，钻头尖端I在重力的作用下，向另一侧转动，打开长螺旋中空流道，使混凝土等填充物可以通过中空流道落入钻孔在上提的过程中一次浇注成粧。
[0009]在钻进过程中，当钻头遇到预制引孔两侧搅拌粧身混凝土时，切削段钻芯5的螺旋叶片3上的截齿11会在较大扭矩作用下将粧身打散，接着在螺纹叶片前端的切削刃的二次冲击作用下，将较大的混凝土继续打碎，打碎的混凝土物块等随着钻芯周围螺纹继续上升，并进一步挤压剪切破坏，最后通过长螺旋钻杆10的螺旋槽排出。
[0010]本发明可以在预引孔后利用分段钻头的特点，使长螺旋钻杆顶端受钻机约束，钻头尖端及引导段钻芯受土体约束，上下两端同时受力约束，可有效保证长螺旋成孔的垂直度，解决粧位偏差大的问题；由于上提过程中钻头尖端转动，打开长螺旋钻机中空通道，便于添加混凝土等填充物，实现了长螺旋钻杆打粧、浇注一体化施工，节约了工作时间，保证了成粧质量。此外，螺旋叶片的螺旋槽相连，有利于钻进过程和螺旋槽排物的平顺性。
【附图说明】
[0011]图1是长螺旋钻机分段钻头结构示意图；图2是长螺旋钻机分段钻头切削段钻芯螺旋叶片剖面图；
[0012]附图编号名称:1、钻头尖端，2、主切削刀具，3、螺旋叶片，4、切削刃，5、切削段钻芯，6、引导段钻芯，7、唇形定位环，8、固定耳，9、固定螺丝，10、长螺旋钻杆，11、截齿。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示，钻头顶部设有起轴向定位功能的唇形定位环7，唇形定位环7两侧设有与长螺旋钻杆10固定连接用的一对固定耳8，固定耳8上设有固定螺丝9 ;钻芯分切削段钻芯5和引导段钻芯6，钻芯上设置螺旋叶片3，螺旋叶片3前端均有切削刃4 ;切削段钻芯5的螺旋叶片3上设有截齿11，钻头底端有钻头尖端1，钻头尖端I设有主切削刀具2。
[0015]在引孔后，使钻头对准预制引孔，卸下用于固定钻头尖端I与引导段钻芯6连接处的一侧固定螺丝9，钻机下钻的过程中，钻头尖端I与引导段钻芯6首先进入预制引孔，由于引孔内淤泥相对于周围土体偏软，引导段钻芯6在周围土体反力约束的情况下更易于沿引孔下钻，有效保证了钻头在钻进过程中的垂直度。当打入预定深度时，向上提长螺旋钻杆10，由于卸下了一侧固定螺丝9，使得钻头尖端I在重力的作用下，向另一侧转动，从而打开了长螺旋中空流道，使混凝土等填充物可以通过中空流道落入钻孔，从而在上提的过程中达到成粧效果。
[0016]在钻进过程中，由于大小螺旋叶片螺旋槽相连，使得引导段螺旋叶片上的土体随钻头上升到切削段最终从长螺旋钻杆螺旋槽排除。当钻头遇到预制引孔两侧搅拌粧身混凝土时，截齿11会在较大扭矩作用下将粧身打散，接着在螺纹叶片3前端的切削刃4的二次冲击作用下，将较大的混凝土继续打碎，打碎的混凝土块随着螺旋叶片3继续上升并进一步挤压剪切，最后通过长螺旋钻杆10的螺旋槽排出。
【主权项】
1.一种长螺旋钻机分段钻头，包括钻头本体，所述钻头底端设有钻头尖端(I)，钻头尖端(I)设有主切削刀具(2)，中部为长筒钻芯(5、6)，其特征在于:钻头顶端设有起轴向定位作用的唇形定位环(7)，唇形定位环(7)两侧设有与长螺旋钻杆(10)固定连接用的一对固定耳(8)，固定耳⑶上装配固定螺丝(9)，长筒钻芯(5、6)分为切削段钻芯(5)和引导段钻芯(6)，长筒钻芯(5、6)设有螺旋叶片(3)，螺旋叶片(3)前端开有切削刃(4)，切削段钻芯(5)的螺旋叶片(3)直径大于引导段钻芯(6)的螺旋叶片(3)。
2.根据权利要求1所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，钻头顶端的固定耳(8)通过固定螺丝(9)与长螺旋钻杆(10)的固定槽相连，主切削刀具(2)上端通过两侧固定螺丝(9)与引导段钻芯(6)相连。
3.根据权利要求1所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，所述长筒钻芯(5、6)的长度为3m，直径与长螺旋钻杆(10)相同。
4.根据权利要求1所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，所述长筒钻芯(5、6)上部四分之一为切削段钻芯(5)，切削段钻芯(5)的螺旋叶片(3)直径与长螺旋钻杆(10)的螺旋叶片相同。
5.根据权利要求4所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，长螺旋钻杆(10)、切削段钻芯(5)和引导段钻芯(6)的螺旋槽相连。
6.根据权利要求5所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，所述切削段钻芯(5)的螺旋叶片(3)直径为800-1200mm，引导段钻芯(6)的螺旋叶片(3)直径为200-600mm。
7.根据权利要求4所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，所述切削段钻芯(5)的螺旋叶片(3)采用3-15mm的加厚螺旋叶片。
8.根据权利要求7所述的长螺旋钻机分段钻头，其特征在于，所述切削段钻芯(5)的螺旋叶片(3)的表面设有截齿(11)。
【专利摘要】一种长螺旋钻机分段钻头，其包括钻头顶端设置具有轴向定位作用并且与长螺旋钻机中空流道相连接的唇形定位环，长螺旋钻杆通过定位环两侧固定耳及固定螺丝相连，钻头分上部切削段钻芯和下部引导段钻芯，钻芯上设有螺旋叶片，螺旋叶片前端均有切削刃，切削段螺旋叶片与长螺旋钻杆的螺旋叶片直径相同，引导段叶片直径不变且偏小，大小螺旋叶片螺旋槽相连接；钻头本体底端设有钻头尖端，尖端含主切削刀具。本发明特别适用于预制引孔后的咬合桩止水帷幕施工和其他带有预引孔的长螺旋桩施工，有效解决了长螺旋施工中桩身垂直度及桩位偏差较大的问题，提高了咬合桩的成桩质量。
【IPC分类】E21B10-42, E21B17-22
【公开号】CN104563886
【申请号】CN201510016651
【发明人】武思宇, 王立建, 吴剑波, 李建平, 杨卓
【申请人】北京中岩大地工程技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月14日