超高陡坡水平钻孔的导向装置及高精度水平钻孔的方法与流程

1.本发明涉及基坑斜坡水平钻孔技术领域，具体为超高陡坡水平钻孔的导向装置及高精度水平钻孔的方法。


背景技术：

2.随着高层建筑的修建，高层的层数越高，在施工过程中所需挖掘的基坑深度越深，为了提高对基坑的防护通常需要在基坑的斜坡面水平钻孔，外接防护架，从而防止塌陷。
3.在进行基坑斜坡面钻孔的施工过程中，由于坡面较陡，施工人员难以精确施工，现有的自动钻孔装置在悬空安装时，由于位置固定困难，定位精度差，从而导致在钻孔过程中造成位置偏移，且钻机的振动造成钻孔精度较低。
4.为此提供超高陡坡水平钻孔的导向装置及高精度水平钻孔的方法，以解决基坑斜坡面水平钻孔的定位和精度问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供超高陡坡水平钻孔的导向装置及高精度水平钻孔的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.超高陡坡水平钻孔的导向装置，包括基坑陡坡，所述基坑陡坡内竖直插接有桩基立柱，所述桩基立柱靠近桩基立柱的一侧上端通过上连杆固定，桩基立柱的另一侧下端滑动安装有倾斜架，桩基立柱上竖直滑动安装有导向装置，上连杆上设置有电机驱动的带有上下对称的一对收卷辊的双头支架，导向装置通过第二牵引绳连接双头支架的下端收卷辊，导向装置包括上端横向贯穿的导向套管和下端滑动安装在桩基立柱上的带有激光仪的安装块；
8.所述倾斜架上滑动安装有钻孔装置，所述钻孔装置的上端通过第一牵引绳连接双头支架的上端收卷辊，钻孔装置包括横向驱动的横向伸缩杆和钻机转动连接的钻杆，钻孔装置的下端通过支撑螺杆固定在倾斜架上，钻孔装置的下端和基坑陡坡倾斜面上钻孔点的下端均设置有接收器，所述导向装置上的激光仪与接收器配合矫直。
9.优选的，所述桩基立柱的下端横向连接有导轨，所述倾斜架的下端设置有滑动安装在导轨上的底座，导轨的前后两侧贯穿设置有开口槽，所述底座的前后外壁上螺纹转动插接有贯穿开口槽的延伸杆，所述延伸杆上设置有螺纹转动安装的压合在导轨外壁上的锁紧螺母。
10.优选的，所述桩基立柱的上端内腔设置有前后对称的一对第二滑槽，所述导向装置下端安装块内腔中设置有内置电机驱动的凸轮，导向装置下端安装块左右两侧设置有一对激光仪，导向装置下端安装块前后两侧插接有一对滑杆。
11.优选的，所述滑杆的两端均设置有端块，滑杆外侧的端块滑动插接在第二滑槽中，滑杆内侧的端块上设置有与凸轮圆弧外壁贴合的转槽，端块贴合凸轮的外壁。
12.优选的，所述滑杆的内侧套接有弹簧，所述弹簧压合在导向装置的内壁与滑杆内侧端块之间。
13.优选的，所述倾斜架的上端设置有顶块，顶块的下端设置有前后对称的一对延伸至底座上的支杆，所述支杆上和上连杆靠近桩基立柱的一端均设置有转向轮，所述第一牵引绳和第二牵引绳分别通过转向轮平滑延伸至双头支架上。
14.优选的，所述倾斜架内侧设置有第一滑槽，所述钻孔装置的下端设置有滑动贴合倾斜架倾斜外壁的横梁，所述横梁的下端滑动插接在第一滑槽中，横梁的下端竖直设置有支撑螺杆，所述支撑螺杆的上端轴承转动安装在横梁上，支撑螺杆的下端插接在滑动安装在倾斜架上的滑动套管上。
15.优选的，所述底座的上端设置有横向贯穿的横向滑槽，所述滑动套管的下端滑动安装在横向滑槽中，支撑螺杆的下端外壁螺纹转动安装在支撑螺母，所述支撑螺母压合在滑动套管的上端面。
16.优选的，所述导向装置上导向套管内腔圆心距离激光仪的高度等于钻杆距离钻孔装置上接收器的距离，基坑陡坡倾斜面上接收器距离钻孔点垂直高度等于钻杆与钻孔装置上接收器的距离。
17.一种根据上述超高陡坡水平钻孔的导向装置实现的高精度水平钻孔方法，该方法包含以下步骤：
18.s1：在基坑内竖直浇筑的桩基立柱上端横向固定上连杆并竖直安装带有电机驱动的一对收卷辊的双头支架，在桩基立柱的下端设置有导轨，在基坑陡坡倾斜面钻孔点的下端垂直定长位置固定接收器；
19.s2：通过第二牵引绳带动导向装置升降运动，通过激光仪与基坑陡坡倾斜面上的接收器配合，当激光准确对准接收器时，通过内置电机带动凸轮转动，进而压缩弹簧，使得滑杆外侧的端块紧密抵在第二滑槽的内壁上，实现导向装置的精确高度调节；
20.s3：通过第一牵引绳带动钻孔装置升降滑动，通过导向装置上激光仪与钻孔装置上接收器的配合，确定钻孔装置的高度，进而通过横向调节滑动套管，使得滑动套管位于横梁的下端，在横梁与滑动套管之间竖直插接支撑螺杆并调节支撑螺母的高度，实现对钻孔装置进行支撑和高度固定，此时钻杆、导向装置的导向套管和钻孔点等高平行；
21.s4：通过倾斜架在导轨上的滑动，调节与桩基立柱的距离，使得钻杆插接在导向装置的导向套管中，通过延伸杆和锁紧螺母的配合达到固定倾斜架的目的，在横向伸缩杆和钻机的作用下实现对基坑陡坡倾斜面钻孔点水平钻孔。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1.本发明通过在自动钻孔装置的前端设置有导向装置，从而达到对钻孔位置的限定，利用立柱和倾斜架的配合，实现对导向装置和钻孔装置进行便捷的高度调节，同时通过将钻孔和导向结构分离式的安装，从而大大减小了钻机转动产生的振动对钻孔的影响；
24.2.本发明通过设置激光仪和接收器实现精确的水平高度调节，同时通过设置电机驱动的凸轮和支撑螺杆的配合，从而实现对高度调节后的导向装置和钻孔装置进行位置固定，进而提供稳定的水平进给钻孔，提高了钻孔的精度和稳定性。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明的主视图；
27.图3为本发明的导向装置结构示意图；
28.图4为本发明的导向装置立体结构示意图；
29.图5为本发明的钻孔装置立体结构示意图；
30.图6为本发明的倾斜架立体结构示意图；
31.图7为本发明的立柱立体结构示意图；
32.图8为本发明的钻孔装置主视图。
33.图中：1、基坑陡坡；2、桩基立柱；3、导轨；4、倾斜架；5、导向装置；6、钻孔装置；7、横向伸缩杆；8、钻机；9、钻杆；10、横梁；11、支撑螺杆；12、滑动套管；13、开口槽；14、底座；15、延伸杆；16、锁紧螺母；17、接收器；18、激光仪；19、双头支架；20、收卷辊；21、上连杆；22、第一牵引绳；23、支杆；24、横向滑槽；25、第一滑槽；26、支撑螺母；27、第二滑槽；28、第二牵引绳；29、顶块；30、转向轮；31、凸轮；32、弹簧；33、滑杆；34、端块。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：
36.超高陡坡水平钻孔的导向装置，包括基坑陡坡1，基坑陡坡1内竖直插接有桩基立柱2，桩基立柱2靠近桩基立柱2的一侧上端通过上连杆21固定，通过设置上连杆21与基坑陡坡1上端水平面连接，从而实现桩基立柱2的稳定竖直安装。
37.桩基立柱2的另一侧下端滑动安装有倾斜架4，桩基立柱2的下端横向连接有导轨3，倾斜架4的下端设置有滑动安装在导轨3上的底座14，导轨3的前后两侧贯穿设置有开口槽13，底座14的前后外壁上螺纹转动插接有贯穿开口槽13的延伸杆15，延伸杆15上设置有螺纹转动安装的压合在导轨3外壁上的锁紧螺母16，通过倾斜架4下端的底座14和导轨3的配合，实现倾斜架4在桩基立柱2右侧的横向滑动安装，同时通过延伸杆15和锁紧螺母16的配合实现对倾斜架4横向位置进行固定。
38.桩基立柱2上竖直滑动安装有导向装置5，桩基立柱2的上端内腔设置有前后对称的一对第二滑槽27，导向装置5下端安装块前后两侧插接有一对滑杆33，滑杆33的两端均设置有端块34，滑杆33外侧的端块34滑动插接在第二滑槽27中，利用端块34和第二滑槽27的配合，实现导向装置5的竖直稳定升降，防止造成导向装置5偏移。
39.导向装置5包括上端横向贯穿的导向套管和下端滑动安装在桩基立柱2上的带有激光仪18的安装块，导向装置5下端安装块内腔中设置有内置电机驱动的凸轮31，导向装置5下端安装块左右两侧设置有一对激光仪18，滑杆33内侧的端块34上设置有与凸轮31圆弧外壁贴合的转槽，端块34贴合凸轮31的外壁，滑杆33的内侧套接有弹簧32，弹簧32压合在导向装置5的内壁与滑杆33内侧端块34之间，通过内置电机带定凸轮31转动，从而在导向装置
5高度确定后，通过凸轮31的转动挤压内侧端块34，进而使得弹簧32被压缩，滑杆33向外侧挤压，使得外侧的端块34固定压合在第二滑槽27上，达到对导向装置5的位置固定，同时利用导向套管限定钻孔装置6中钻杆9的横向位置，通过激光仪18提供水平校准。
40.上连杆21上设置有电机驱动的带有上下对称的一对收卷辊20的双头支架19，导向装置5通过第二牵引绳28连接双头支架19的下端收卷辊20，倾斜架4的上端设置有顶块29，顶块29的下端设置有前后对称的一对延伸至底座14上的支杆23，支杆23上和上连杆21靠近桩基立柱2的一端均设置有转向轮30，第一牵引绳22和第二牵引绳28分别通过转向轮30平滑延伸至双头支架19上，通过电机带定收卷辊20转动，进而带动第二牵引绳28收缩或延伸，实现对导向装置5的高度牵引调节，通过转向轮30实现第一牵引绳22和第二牵引绳28的平滑转向延伸。
41.倾斜架4上滑动安装有钻孔装置6，倾斜架4内侧设置有第一滑槽25，钻孔装置6的下端设置有滑动贴合倾斜架4倾斜外壁的横梁10，横梁10的下端滑动插接在第一滑槽25中，通过横梁10与第一滑槽25的配合，实现钻孔装置6在倾斜架4上的限位滑动。
42.钻孔装置6的上端通过第一牵引绳22连接双头支架19的上端收卷辊20，利用第一牵引绳22和双头支架19上收卷辊20的配合，实现钻孔装置6在倾斜架4上的高度调节。
43.钻孔装置6的下端和基坑陡坡1倾斜面上钻孔点的下端均设置有接收器17，导向装置5上的激光仪18与接收器17配合矫直，通过激光仪18与接收器17的配合使得钻孔装置6和导向装置5等高齐平。
44.钻孔装置6的下端通过支撑螺杆11固定在倾斜架4上，横梁10的下端竖直设置有支撑螺杆11，支撑螺杆11的上端轴承转动安装在横梁10上，支撑螺杆11的下端插接在滑动安装在倾斜架4上的滑动套管12上，底座14的上端设置有横向贯穿的横向滑槽24，滑动套管12的下端滑动安装在横向滑槽24中，支撑螺杆11的下端外壁螺纹转动安装在支撑螺母26，支撑螺母26压合在滑动套管12的上端面，当钻孔装置6高度确定后，调节滑动套管12在底座14上横向滑动，使得滑动套管12位于横梁10的正下方，在滑动套管12和横梁10之间竖直插接支撑螺杆11，通过调节支撑螺母26在支撑螺杆11上位置，使得支撑螺母26压合在滑动套管12上，形成对钻孔装置6的稳定支撑。
45.钻孔装置6包括横向驱动的横向伸缩杆7和钻机8转动连接的钻杆9，导向装置5上导向套管内腔圆心距离激光仪18的高度等于钻杆9距离钻孔装置6上接收器17的距离，基坑陡坡1倾斜面上接收器17距离钻孔点垂直高度等于钻杆9与钻孔装置6上接收器17的距离，通过限定接收器17距离钻孔点的垂直高度，从而使得水平激光校准后，导向装置5的导向套管和钻杆9均与钻孔点保持水平等高，从而达到提高钻孔定位精度的目的。
46.一种根据上述超高陡坡水平钻孔的导向装置实现的高精度水平钻孔方法，该方法包含以下步骤：
47.s1：在基坑内竖直浇筑的桩基立柱2上端横向固定上连杆21并竖直安装带有电机驱动的一对收卷辊20的双头支架19，在桩基立柱2的下端设置有导轨3，在基坑陡坡1倾斜面钻孔点的下端垂直定长位置固定接收器17；
48.s2：通过第二牵引绳28带动导向装置5升降运动，通过激光仪18与基坑陡坡1倾斜面上的接收器17配合，当激光准确对准接收器17时，通过内置电机带动凸轮31转动，进而压缩弹簧32，使得滑杆33外侧的端块34紧密抵在第二滑槽27的内壁上，实现导向装置5的精确
高度调节；
49.s3：通过第一牵引绳22带动钻孔装置6升降滑动，通过导向装置5上激光仪18与钻孔装置6上接收器17的配合，确定钻孔装置6的高度，进而通过横向调节滑动套管12，使得滑动套管12位于横梁10的下端，在横梁10与滑动套管12之间竖直插接支撑螺杆11并调节支撑螺母26的高度，实现对钻孔装置6进行支撑和高度固定，此时钻杆9、导向装置5的导向套管和钻孔点等高平行；
50.s4：通过倾斜架4在导轨3上的滑动，调节与桩基立柱2的距离，使得钻杆9插接在导向装置5的导向套管中，通过延伸杆15和锁紧螺母16的配合达到固定倾斜架4的目的，在横向伸缩杆7和钻机8的作用下实现对基坑陡坡1倾斜面钻孔点水平钻孔。
51.工作原理：首先在基坑内竖直浇筑的桩基立柱2上端横向固定上连杆21并竖直安装带有电机驱动的一对收卷辊20的双头支架19，通过设置上连杆21与基坑陡坡1上端水平面连接，从而实现桩基立柱2的稳定竖直安装，通过倾斜架4下端的底座14和导轨3的配合，实现倾斜架4在桩基立柱2右侧的横向滑动安装，在基坑陡坡1倾斜面钻孔点的下端垂直定长位置固定接收器17，其中垂直高度为h1。
52.利用端块34和第二滑槽27的配合，实现导向装置5的竖直稳定升降，防止造成导向装置5偏移，通过电机带定收卷辊20转动，进而带动第二牵引绳28收缩或延伸，实现对导向装置5的高度牵引调节，通过转向轮30实现第一牵引绳22和第二牵引绳28的平滑转向延伸，通过激光仪18提供水平校准，高度确定后，通过凸轮31的转动挤压内侧端块34，进而使得弹簧32被压缩，滑杆33向外侧挤压，使得外侧的端块34固定压合在第二滑槽27上，达到对导向装置5的位置固定，同时利用导向套管限定钻孔装置6中钻杆9的横向位置，其中激光仪18距离导向装置5的导向套管的距离为h2。
53.通过横梁10与第一滑槽25的配合，实现钻孔装置6在倾斜架4上的限位滑动，利用第一牵引绳22和双头支架19上收卷辊20的配合，实现钻孔装置6在倾斜架4上的高度调节，通过激光仪18与接收器17的配合使得钻孔装置6和导向装置5等高齐平，当钻孔装置6高度确定后，调节滑动套管12在底座14上横向滑动，使得滑动套管12位于横梁10的正下方，在滑动套管12和横梁10之间竖直插接支撑螺杆11，通过调节支撑螺母26在支撑螺杆11上位置，使得支撑螺母26压合在滑动套管12上，形成对钻孔装置6的稳定支撑，其中钻孔装置6上接收器17距离钻杆9的高度为h3。
54.其中：h1＝h2＝h3，此时钻杆9、导向装置5的导向套管和钻孔点等高平行。
55.通过倾斜架4在导轨3上的滑动，调节与桩基立柱2的距离，使得钻杆9插接在导向装置5的导向套管中，通过延伸杆15和锁紧螺母16的配合达到固定倾斜架4的目的，在横向伸缩杆7和钻机8的作用下实现对基坑陡坡1倾斜面钻孔点水平钻孔。
56.其中钻机8、激光仪18、接收器17和内置电机均为现有技术中常见技术手段，不作详述。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。