一种岩土体内可正交成孔多功能钻头的制作方法

本技术涉及抗滑桩钻机的，尤其是一种岩土体内可正交成孔多功能钻头。

背景技术：

1、在边坡支护、路基构筑、基坑开挖和隧道进出口建设等工程中，抗滑桩是一种能够将岩土体侧向推力传递到滑动面以下稳固地层中，抵抗侧向推力，治理工程和地质灾害的最有效措施。抗滑桩分为矩形截面抗滑桩和圆形截面抗滑桩。矩形抗滑桩拥有侧向刚度大、单桩承载力高等优势，能有效增强抗滑力，提升抗滑系数。因此，矩形截面抗滑桩被广泛地应用于各个工程领域。

2、传统的矩形截面抗滑桩截面较大，并且不能充分利用桩前岩土体强度。对于带水平悬臂结构的抗滑桩，水平悬臂可以充分地利用桩前岩土体的强度，提高抗滑桩的抗滑能力，但带水平悬臂矩形抗滑桩的水平悬臂桩孔成孔难度极大。传统的矩形截面抗滑桩通常采用人工开挖和机械开挖方式，人工挖孔桩施工造成的坍塌事故总数的65％，并且效率低、成本高，机械开挖更加安全高效。对于软土、碎石、卵石、堆积体等破碎岩土体，桩孔开挖时需要采用泥浆护壁等措施，防止塌孔。因此，在软土、破碎性岩土层内采用机械钻挖带水平悬臂矩形抗滑桩的桩孔对于保证施工人员安全、提高效率具有重要的意义。

3、目前矩形钻孔机钻挖设备多样，例如：

4、专利号cn 106836354 a《矩形抗滑桩机械成孔装置》通过多个切削片构成矩形铲头，铲头的后端设有配重或液压推进装置实现矩形桩孔的钻挖。

5、专利号cn 103244053 a《矩形钻孔机》主要是通过两个凸轮体驱动两个钢框下部均布的t型刀头相向、往复运动，切削土体成矩形孔。

6、专利号cn 104533300 a《矩形钻孔机》在矩形传动箱底部设置锥形钻头和在四个侧面设置十字形长刀，锥形钻头钻进形成圆形桩孔，然后通过十字长刀旋转切削修整为矩形桩孔。

7、专利号cn 207715083 u《一种矩形抗滑桩成孔钻机》主要是在钻杆底部设置圆形钻筒和矩形钻筒，圆形钻筒旋进成圆形桩孔，然后通过矩形钻筒切削圆形桩孔周围土体形成矩形桩孔。

8、专利号cn 105951798 a《一种矩形钻孔机》主要是通过电机驱动四个带搅刀的凹腰圆柱切削土体，钻挖成矩形桩孔。

9、现有的钻孔机主要在岩土体内形成竖向矩形桩孔，但存在以下问题：(1)既无法实现土体内钻挖带水平悬臂或带加腋水平悬臂结构的矩形抗滑桩桩孔，更无法实现在软土、碎石、卵石、堆积体等地层内的钻挖；(2)采用其他机械（抓斗）或辅助措施（泥浆正循环排渣法）清理桩孔内渣土，钻挖和排渣设备集成度低，钻孔施工效率低和成本高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其上设置有在竖向面和水平面上均呈矩阵布置的圆柱钻，用于施工带水平悬臂或带加腋水平悬臂矩形抗滑桩的桩孔，即，通过正交成孔多功能钻头的竖向钻头钻挖竖向矩形桩孔至水平悬臂设计深度，然后通过背部布设水平多级液压装置的正交成孔多功能钻头钻挖水平悬臂的矩形桩孔，或通过正交成孔多功能钻头沿竖向和水平方向同时钻挖加腋和水平悬臂矩形桩孔，钻挖完成后收回正交成孔多功能钻头，最后正交成孔多功能钻头沿竖向继续钻挖至设计深度，可实现在岩土体中采用钻机钻挖带水平悬臂或带加腋水平悬臂矩形抗滑桩的桩孔，节省工期和施工成本，提高工作效率，保证工程质量和施工人员的安全。

2、本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

3、一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述正交成孔多功能钻头安装在矩形抗滑桩钻机上，所述正交成孔多功能钻头包括若干水平设置的圆柱钻、u形叉板、滑动反力架以及水平液压缸，所述圆柱钻安装在所述u形叉板上并在竖向面和水平面上均呈矩阵布置，所述水平液压缸固定在所述滑动反力架上并驱动所述u形叉板作侧向移动，所述u形叉板由腹板、设置于所述腹板两侧的翼板以及设置于所述腹板上的钢支撑组成，所述圆柱钻包括两圆柱、固定于所述钢支撑上并驱动所述圆柱旋转的电机、间隔布置于所述圆柱表面的若干滚刀组件以及布置于相邻所述滚刀组件之间的若干绞刀组件。

4、所述滚刀组件在所述圆柱上凸出的高度高于所述绞刀组件。

5、所述滚刀组件包括滚刀基座以及固定于所述滚刀基座上的一圈滚刀，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜固定于所述绞刀基座上的绞刀。

6、所述腹板由水平腹板以及垂直连接于所述水平腹板的竖向腹板组成。

7、所述滑动反力架包括反力板、轨板以及连接板，所述轨板安装在所述反力板的顶部，所述轨板底部的两侧均固定有t形滑轨，所述连接板分别固定于所述u形叉板的所述腹板的两侧，所述连接板的顶部固定有滑块且所述滑块内开设有同所述t形滑轨相配合的t形滑槽，所述水平液压缸的缸筒端面固定在所述滑动反力架的所述反力板上，所述水平液压缸的活塞杆同所述u形叉板的所述竖向腹板连接。

8、所述正交成孔多功能钻头上方设置有岩渣处理机构。

9、所述岩渣处理机构包括搅拌装置、吸渣系统、破碎装置、注浆系统以及排渣系统，所述搅拌装置的搅拌箱上所设置的吸渣口经所述破碎装置连接所述吸渣系统，所述搅拌箱上所设置的排渣口连接所述排渣系统，所述吸渣系统和所述注浆系统均分别接通至所述正交成孔多功能钻头内。

10、本实用新型的优点是：

11、通过滑动反力架和水平液压缸驱动带间隔布设绞刀和滚刀且在竖向面和水平面上均呈矩阵布置的圆柱钻，可实现在岩土体内钻挖矩形水平悬臂或带加腋水平悬臂和竖向桩身结构桩孔；

12、在岩土体内正交成孔多功能钻头可实现变向，达到钻挖互相垂直矩形桩孔的目的；

13、水平悬臂结构和竖向桩身均可一次成孔，无需其他机械辅助，达到提高施工效率、节省施工和设备成本的目的；

14、绞刀和滚刀联合，不仅可以提高硬岩破岩效率，同时还可适应多种地层的钻孔。

技术特征：

1.一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述正交成孔多功能钻头安装在矩形抗滑桩钻机上，所述正交成孔多功能钻头包括若干水平设置的圆柱钻、u形叉板、滑动反力架以及水平液压缸，所述圆柱钻安装在所述u形叉板上并在竖向面和水平面上均呈矩阵布置，所述水平液压缸固定在所述滑动反力架上并驱动所述u形叉板作侧向移动，所述u形叉板由腹板、设置于所述腹板两侧的翼板以及设置于所述腹板上的钢支撑组成，所述圆柱钻包括两圆柱、固定于所述钢支撑上并驱动所述圆柱旋转的电机、间隔布置于所述圆柱表面的若干滚刀组件以及布置于相邻所述滚刀组件之间的若干绞刀组件。

2.如权利要求1所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述滚刀组件在所述圆柱上凸出的高度高于所述绞刀组件。

3.如权利要求1所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述滚刀组件包括滚刀基座以及固定于所述滚刀基座上的一圈滚刀，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜固定于所述绞刀基座上的绞刀。

4.如权利要求1所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述腹板由水平腹板以及垂直连接于所述水平腹板的竖向腹板组成。

5.如权利要求4所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述滑动反力架包括反力板、轨板以及连接板，所述轨板安装在所述反力板的顶部，所述轨板底部的两侧均固定有t形滑轨，所述连接板分别固定于所述u形叉板的所述腹板的两侧，所述连接板的顶部固定有滑块且所述滑块内开设有同所述t形滑轨相配合的t形滑槽，所述水平液压缸的缸筒端面固定在所述滑动反力架的所述反力板上，所述水平液压缸的活塞杆同所述u形叉板的所述竖向腹板连接。

6.如权利要求1所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述正交成孔多功能钻头上方设置有岩渣处理机构。

7.如权利要求6所述的一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，其特征在于所述岩渣处理机构包括搅拌装置、吸渣系统、破碎装置、注浆系统以及排渣系统，所述搅拌装置的搅拌箱上所设置的吸渣口经所述破碎装置连接所述吸渣系统，所述搅拌箱上所设置的排渣口连接所述排渣系统，所述吸渣系统和所述注浆系统均分别接通至所述正交成孔多功能钻头内。

技术总结
本技术公开了一种岩土体内可正交成孔多功能钻头，包括若干水平设置的圆柱钻、U形叉板、滑动反力架以及水平液压缸，圆柱钻安装在U形叉板上并在竖向面和水平面上均呈矩阵布置，水平液压缸固定在滑动反力架上并驱动U形叉板作侧向移动，U形叉板由腹板、设置于腹板两侧的翼板以及设置于腹板上的钢支撑组成，圆柱钻包括两圆柱、固定于钢支撑上并驱动圆柱旋转的电机、间隔布置于圆柱表面的若干滚刀组件以及布置于相邻滚刀组件之间的若干绞刀组件。本技术的优点是：通过滑动反力架和水平液压缸驱动带间隔布设绞刀和滚刀且在竖向面和水平面上均呈矩阵布置的圆柱钻，可实现在岩土体内钻挖矩形水平悬臂或带加腋水平悬臂和竖向桩身桩孔。

技术研发人员：赵璐,余青松,张帅龙,冯中亮
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/3/17