一种反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法技术

本申请提供一种反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法，其控制机构、主卷扬、副卷扬、钻塔以及排渣机构依次间隔地安装在机架的上表面上；主卷扬的一端穿绕过钻塔并与锤头传动连接，用于驱动锤头在竖直方向上往复循环的钻进；副卷扬的一端穿绕过钻塔并与排渣机构的一端传动连接，用于排渣机构的一端升降；排渣机构的一端可滑动地穿过锤头的顶底，用于抽排锤头冲击而成的施工孔中的渣滓；控制机构分别与主卷扬、副卷扬电连接，用于控制主卷扬、副卷扬的运转，并控制锤头的钻进、排渣机构的运转，以使得钻进进尺与排渣同步进行。该装置将锤头自动进尺与泥浆管同步排渣的功能进行集成，实现冲击钻机在连续钻进过程中自动排渣的效果，提高工作效率。高工作效率。高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法


[0001]本申请涉及地下基础施工设备领域，尤其涉及一种反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法。

技术介绍

[0002]冲击钻机广泛应用于硬质地层条件下的桥梁墩柱成孔和地连墙成槽施工，由于现有的冲击钻机不能在进尺的过程中及时把渣土和碎石排出，会导致卡锤和降低施工效率。因此，施工过程中为了排除渣土和碎石，冲击钻机每进尺一定深度，需要将锤头从孔内移走，然后将泥浆管深入孔内排渣，排渣完毕后再将锤头放入孔内继续钻进施工。如此反复的进行，直到施工结束。这样会严重影响施工速度，同时还容易塌孔引起施工事故。因此，急需研发一种能在进尺过程中同步进行排渣的自动冲击钻机。

技术实现思路

[0003]本申请的目的之一在于提供一种反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法，以解决现有的冲击钻机施工效率低的问题。
[0004]本申请的技术方案是：
[0005]一种反循环冲击钻机，包括机架、钻塔、主卷扬、副卷扬、锤头、排渣机构以及控制机构；所述控制机构、所述主卷扬、所述副卷扬、所述钻塔以及所述排渣机构依次间隔地安装在所述机架的上表面上；所述主卷扬的一端穿绕过所述钻塔并与所述锤头传动连接，用于驱动所述锤头在竖直方向上往复循环的钻进；所述副卷扬的一端穿绕过所述钻塔并与所述排渣机构的一端传动连接，用于所述排渣机构的一端升降；所述排渣机构的一端可滑动地穿过所述锤头的顶底，用于抽排所述锤头冲击而成的施工孔中的渣滓；所述控制机构分别与所述主卷扬、所述副卷扬电连接，用于控制所述主卷扬、所述副卷扬的运转，并控制所述锤头的钻进、所述排渣机构的运转，以使得钻进进尺与排渣同步进行。
[0006]作为本申请的一种技术方案，所述钻塔的上部铰接于液压油缸的一端，所述液压油缸的另一端铰接于所述钻塔上的滑轮组，用于驱动所述滑轮组升降；所述主卷扬上的第一钢丝绳绕过所述滑轮组而与所述锤头传动连接；所述主卷扬、所述液压油缸用于驱动所述锤头在竖直方向上往复循环的钻进。
[0007]作为本申请的一种技术方案，所述排渣机构包括泥浆管、沙石泵、清水灌注泵、三通阀门以及泥沙分离机；所述泥浆管的一端与所述沙石泵的入口连接，另一端可滑动地穿过所述锤头的顶底；所述三通阀门的第一个管口连接于所述沙石泵的出水口、第二管口通过第一连接管道连接于所述清水灌注泵管、第三管口通过第二连接管道连接于所述泥沙分离机，用于控制所述清水灌注泵与所述泥沙分离机之间的通断；所述清水灌注泵用于所述沙石泵的注水启动；在所述沙石泵开始注水启动时，所述三通阀门使所述清水灌注泵与所述沙石泵相连通，且使所述泥沙分离机上的管道关闭；在所述沙石泵注水完毕后，所述三通阀门使所述清水灌注泵关闭，且打开所述泥沙分离机的管道，以使所述排渣机构进行排渣。
[0008]作为本申请的一种技术方案，所述副卷扬上的第二钢丝绳穿绕过所述钻塔顶部的定滑轮，并与安装在所述泥浆管上的卡箍铰接，以拉动所述泥浆管升降。
[0009]作为本申请的一种技术方案，所述控制机构包括安装在所述主卷扬上的第一传感器、安装在所述副卷扬上的第二传感器、PLC控制器以及触摸屏；所述PLC控制器分别与所述第一传感器、所述第二传感器以及所述触摸屏电连接；所述第一传感器用于实时测量所述主卷扬上的第一钢丝绳的长度，并将测量所得的信号传递给所述PLC控制器；所述第二传感器用于实时测量所述副卷扬上的第二钢丝绳的长度，并将测量所得的信号传递给所述PLC控制器；所述PLC控制器控制所述主卷扬、所述副卷扬的运转，以使得所述锤头钻进进尺与所述排渣机构同步排渣；所述触摸屏用于监控所述反循环冲击钻机的工作状态。
[0010]作为本申请的一种技术方案，所述机架上还安装有动力站，且底部安装有履带，所述动力站与所述履带传动连接，用于驱动所述反循环冲击钻机行走。
[0011]一种冲击钻机施工方法，采用以上所述的反循环冲击钻机，包括以下步骤：
[0012]步骤一，根据项目现场的水文、地质条件及机具设备、动力、材料运输情况进行施工场地布置，首先对场地进行平整，清除杂物；再按设计图纸定出桩位，每个桩位设十字护桩，以备校核；然后进行施工放样，埋设护筒，护筒顶端要高出地面不少于0.3m；
[0013]步骤二，现场拼装机架，将排渣机构安放在所述机架附近；将所述锤头放置于施工孔处，再启动所述副卷扬将所述排渣机构上的泥浆管一端穿过所述锤头并伸入所述施工孔内；开孔前在所述护筒内多放一些粘土，当所述锤头钻进0.5～1m时，再在所述护筒内回填粘土或注入泥浆继续以低冲程钻孔，如此反复操作多次；待钻至所述护筒底部下方3～4米后，将所述锤头进行正常冲击；
[0014]步骤三，在所述锤头冲击成孔过程中，根据地层地质变化调整泥浆比重，保证钻进过程中孔壁稳定，并始终保持所述施工孔内水位高出地下水位1.5～2m，并低于所述护筒顶面0.3m；冲击过程中启动排渣机构同步抽渣，将所述施工孔内的泥浆和渣滓一起抽排到旁边的所述排渣机构中，处理后的泥浆再回流到所述施工孔内，如此循环往复，最终成孔。
[0015]本申请的有益效果：
[0016]本申请的反循环冲击钻机及冲击钻机施工方法中，其通过控制机构能实时测量和控制锤头进尺距离，达到自动控制冲击速度和钻孔深度，使反循环冲击钻机实现无人化自动工作。将锤头自动进尺与泥浆管同步排渣的功能进行集成，实现反循环冲击钻机在连续钻进过程中自动排渣，提高工作效率，同时避免停机排渣导致塌孔的风险。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本申请实施例提供的反循环冲击钻机示意图；
[0019]图2为本申请实施例提供的反循环冲击钻机第一角度示意图；
[0020]图3为本申请实施例提供的反循环冲击钻机第二角度示意图；
[0021]图4为本申请实施例提供的反循环冲击钻机第三角度示意图；
[0022]图5为本申请实施例提供的排渣机构示意图。
[0023]图标：1
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机架；2
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钻塔；3
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主卷扬；4
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副卷扬；5
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锤头；6
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控制机构；7
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动力站；8
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液压油缸；9
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滑轮组；10
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第一钢丝绳；11
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泥浆管；12
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沙石泵；13
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清水灌注泵；14
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三通阀门；15
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泥沙分离机；16
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排渣机构；17
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第二钢丝绳；18
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定滑轮；19
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卡箍；20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反循环冲击钻机，其特征在于，包括机架、钻塔、主卷扬、副卷扬、锤头、排渣机构以及控制机构；所述控制机构、所述主卷扬、所述副卷扬、所述钻塔以及所述排渣机构依次间隔地安装在所述机架的上表面上；所述主卷扬的一端穿绕过所述钻塔并与所述锤头传动连接，用于驱动所述锤头在竖直方向上往复循环的钻进；所述副卷扬的一端穿绕过所述钻塔并与所述排渣机构的一端传动连接，用于所述排渣机构的一端升降；所述排渣机构的一端可滑动地穿过所述锤头的顶底，用于抽排所述锤头冲击而成的施工孔中的渣滓；所述控制机构分别与所述主卷扬、所述副卷扬电连接，用于控制所述主卷扬、所述副卷扬的运转，并控制所述锤头的钻进、所述排渣机构的运转，以使得钻进进尺与排渣同步进行。2.根据权利要求1所述的反循环冲击钻机，其特征在于，所述钻塔的上部铰接于液压油缸的一端，所述液压油缸的另一端铰接于所述钻塔上的滑轮组，用于驱动所述滑轮组升降；所述主卷扬上的第一钢丝绳绕过所述滑轮组而与所述锤头传动连接；所述主卷扬、所述液压油缸用于驱动所述锤头在竖直方向上往复循环的钻进。3.根据权利要求1所述的反循环冲击钻机，其特征在于，所述排渣机构包括泥浆管、沙石泵、清水灌注泵、三通阀门以及泥沙分离机；所述泥浆管的一端与所述沙石泵的入口连接，另一端可滑动地穿过所述锤头的顶底；所述三通阀门的第一个管口连接于所述沙石泵的出水口、第二管口通过第一连接管道连接于所述清水灌注泵管、第三管口通过第二连接管道连接于所述泥沙分离机，用于控制所述清水灌注泵与所述泥沙分离机之间的通断；所述清水灌注泵用于所述沙石泵的注水启动；在所述沙石泵开始注水启动时，所述三通阀门使所述清水灌注泵与所述沙石泵相连通，且使所述泥沙分离机上的管道关闭；在所述沙石泵注水完毕后，所述三通阀门使所述清水灌注泵关闭，且打开所述泥沙分离机的管道，以使所述排渣机构进行排渣。4.根据权利要求3所述的反循环冲击钻机，其特征在于，所述副卷扬上的第二钢丝绳穿绕过所述钻塔顶部的定滑轮，并与安装在所述泥浆管上的卡箍铰接，以拉动所述泥浆管升降。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周贤军，尚伟，樊万文，朱红亮，闵刚，郑火箭，宋小军，马瑞强，孙超杰，杨小强，刘群，夏峰，
申请(专利权)人：中铁科工集团装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：