專利名稱：鉆進鉆孔方法及鉆進鉆孔機的制作方法
傳統(tǒng)鉆進鉆孔的技術，例如礦山豎井，壩的管道導水路坑，一般基礎工事的垂直鉆孔，巖石基礎工事用的垂直鉆孔，包括諸如圖24A和24B所示的第一實施例，圖25所示的第二實施例和圖26所示的第三實施例。
圖24A和24B所示的稱為“提升鉆進”的傳統(tǒng)技術，按照圖24B所示的傳統(tǒng)技術，安裝在鉆桿171下端的是一作為鉆具的擴孔鉆頭172，布置在鉆桿171頂端的是一鉆機機組主體175。這種鉆機機組主體設有一旋轉和推進力產生單元173，以在鉆桿171旋轉同時施加可提升鉆桿的推進力，它還具有一在鉆進過程中用于承受反作用力的大基板174。
按照圖24A所示的第一傳統(tǒng)技術，鉆機機組主體175固定在一上坑道176中，上坑道限定一上方空間，如圖24B所示的那樣，擴孔鉆頭172安裝在置于下坑道中的鉆桿171上，下坑道限定一下方空間。在該布置中，驅動鉆機機組主體175的旋轉和推進力產生單元175，在轉動擴孔鉆頭的同時將擴孔鉆頭172從下坑道177朝向上坑道176提升，因此就形成一垂直鉆孔。由鉆掘產生的破碎土壤和石塊通過往復來回料車或類似的車輛輸送到外面。有關提升鉆進的已知技術，可參閱例如日本特許公開專利申請?zhí)朣HO 57-112593。
在圖25中所示的第二傳統(tǒng)技術叫做“反向循環(huán)鉆掘”。根據第二傳統(tǒng)技術，一作為鉆具的鉆頭182安裝在鉆管181的下端。在鉆管的一頂端上，裝有一用于轉動鉆管181的轉盤183。合成的整個裝置通過一未示出的大起重機的吊鉤而被懸掛或鉤住。此外，鉆管設有進水裝置、一泥漿排出管185和一未示出的抽吸泵。進水裝置包括一未示出供水186的潛水泵，以防止地基180的塌落。泥漿排出管185用來將鉆掘過程中所產生的泥漿排出到外部。為了鉆進時提供掘進力，設定的鉆管181的重量是很重的。
根據第二傳統(tǒng)技術，水186是連續(xù)供給的，驅動轉盤183以轉動鉆管181。在降低起重機時，地基由鉆頭182加以鉆進。使用鉆管181的自重作為掘進力，使鉆頭182逐漸地向下鉆孔和掘進，因此，鉆掘成一垂直鉆孔。順便講一講，作為有關反向循環(huán)鉆孔的已知技術，可參閱例如日本特許公開專利申請?zhí)朣HO-55-45902中所揭示的。
此外，圖26所示的是稱為“套管驅動器”的傳統(tǒng)技術。根據第三傳動技術的套管驅動器裝有一內空套管193，內空套管在其自由端具有一作為鉆具的刀具192、一用于驅動套管193的套管驅動器主體194、一與套管主體194連接的配重基座195用于在鉆進期間承受反作用力以及一施加壓力的大型起重機用于使配重基座195保持靜止狀態(tài)，起重機則裝有一從其自由端垂懸下來的錘狀球形件(套)，以便抓取由鉆進所產生的破碎土壤和石塊并將其排出到外面。
在第三傳統(tǒng)技術中，驅動套管驅動器主體195以轉動套管193，在鉆掘過程中，配重基座195和起重機195承受反作用力。在鉆進過程中，已堆積在套管193內的碎土和石塊可通過在套管193中所垂懸的錘式球形件加以抓取并將其取出，從而鉆掘成一垂直鉆孔。順便談一談，作為有關套管驅動器的已知技術，可參閱例日本特許公開實用新案申請?zhí)朣HO-60-40545中所揭示的技術。
圖27示出另一不同的傳統(tǒng)鉆掘方法和鉆掘機的側視圖，圖28示出了圖27中所述鉆機機組的放大比例側視圖。
按圖27所示的傳統(tǒng)技術，用于鉆掘地基218中的目標鉆孔219的鉆掘機220裝有固定機構240，固定機構240通過緊壓鉆孔219的壁而固定鉆進鉆孔機220的主體，且鉆掘機具有一布置在主體下的鉆具241。
上述固定機構240如圖28所示各具有一能夠緊壓在地基218上的鉆孔壁219的可延伸板222以及一用于延伸可延伸板222的液壓缸221，從而使可延伸板222緊壓在地基218上，此液壓缸221也可使可延伸板222收縮而導致可延伸板222和地基218分開。固定機構240包括一些液壓缸221和可延伸板222的組合且分別按三個方向布置在一水平面內。值得注意的是圖27和28所示的固定機構只有兩組。此外，這些固定機構240是安裝在固定單元233上。
與固定單元233下部連接的是一通過軸承可轉動的移動單元234。通過這些固定單元233和移動單元234就構成了鉆掘機220的主體。
移動單元234通過旋轉機構，即電動機236也是可轉動的。此外，通過推進機構，即液壓缸235，在其一端與固定單元233連接，在其另一端與移動單元234連接，移動單元234相對于保持固定狀態(tài)的固定單元233是可向下移動的。另外，移動單元235在最低位置具有一中心刀具237，在高于中心刀具237的位置具有一形成固定鉆頭的外周邊刀具238，還有一形成可移動鉆頭的最外面周邊刀具239，此刀具可在徑向方向擴張和收縮。這些中心刀具237，外周邊刀具238和最外面周邊刀具239組成可鉆掘土、砂和巖石的鉆具241。
通過鉆具241所鉆掘的破碎土壤和石塊是在真空吸入器224被促動時經過一排土管而被吸入裝料斗226中。隨后，碎土和石塊經過裝料斗226的下部而向外排出。順便談一下，排土管225的下端部分是插進鉆進鉆孔機220固定單元233的圓柱形開口233a中，面對中心刀具237后壁的排土管225的下端部分的位置具有足夠大的管直徑。在鉆孔219之上的位置設有一直立的井架223，此井架233設有一激光垂直度測試計221，垂直度測試計用于檢測在鉆孔機220中心軸和作為目標鉆孔219的中心軸之間任一中心偏移。井架還具有一用于根據懸掛位置提升或降下鉆掘機220的吊鉤231。
另一方面，在鉆孔機220的固定單元233上壁上安裝一電視攝象機240a，它可監(jiān)測上述固定機構240、掘進機構235和鉆具241。在地基上，一監(jiān)控盤228、一動力單元229和一發(fā)電機230布置在井架223附近。來自電視攝象機240a的視頻信號和來自激光垂直度測試計227的檢測信號可輸入監(jiān)控盤228。動力單元229可作為構成固定機構240的液壓缸22、構成掘進機構的液壓缸235以及還使最外面周邊刀具239可擴張和收縮的液壓缸的動力源。發(fā)電機230用作電動機236等的動力源。
上述鉆掘機220，井架223包括激光垂直度測定計227，包括真空吸入器224，裝料斗226和排土管225的排土機構，監(jiān)視和操縱盤228，動力單元229，發(fā)電機230等一起構成鉆掘地基218的目標鉆孔219的鉆進鉆孔機。
根據圖27和28所示的傳統(tǒng)技術，鉆掘是使用如將在下面加以說明的這樣構造的鉆進鉆孔機所完成的。
舉例來說，正好在井架223的下面預先鉆掘一大直徑的孔。鉆掘機220借助于井架223、吊鉤231按懸掛位置降低到孔中。在此位置上，固定機構240的液壓缸221(所述液壓缸如圖28所示)伸展使可延伸板222在一水平面內緊貼住上述孔的壁。因此，鉆掘機220的固定單元233是固定的。
接著，在電動機236被驅動的同時使移動單元234轉動，構成推進機構的液壓缸235伸展。因此，中心刀具237，外周邊刀具238和最外面周面周邊刀具239在轉動的同時下降到地基218中，因此在地基218中鉆掘出鉆孔219。當可移動單元234通過推進機構的液壓缸235的一個沖程而降低時，電動機236停轉。
當使固定機構240的液壓缸221在此位置收縮時，可延伸板222離開地基218中的孔219壁。因此，使推進機構的液壓缸235收縮。舉例來說，通過固定單元233本身的重量，使固定單元233朝著移動單元234下降。
接著，使固定機構240的液壓缸221再伸展，從而使可延伸板222緊貼住由通過鉆掘而形成的鉆孔219的壁。因而鉆掘機220的固定單元233得以固定。
接著，電動機236被驅動的同時，使移動元件234轉動，且使推進裝置的液壓缸235伸展。因此，類似于前述的，鉆掘的孔219的全長相當于液壓缸235的行程。通過重復類似的鉆掘作業(yè)，可鉆掘所需長度的孔。
在上述鉆掘過程中，由于鉆掘而集聚在中心刀具237后壁的碎土和巖塊通過促動真空吸入器224經由排土管225而吸入裝料斗226中，隨后，通過裝料斗226的下部而排出到外面。
在上述鉆掘過程中，中心偏移，即在鉆掘機220的中心軸線和目標鉆孔219的中心軸線之間出現的不對準或者根據地基218土壤的硬度或柔軟度和其不均勻度，而使鉆掘機出現傾斜。在這種狀況下，為響應從激光垂直度測試計227輸出的檢測信號，從監(jiān)控盤228輸出一糾正中心偏移或傾斜度的信號。為應答前一信號，選擇一與構成固定裝置240的相關的液壓缸221之一以使其伸展或收縮。
此外，固定機構240和鉆具241的操作等可通過從電視攝象機240a輸出的視頻信號在監(jiān)控盤228上加以監(jiān)視。
然而，上述傳統(tǒng)技術所存在的個別附帶問題將在下文中加以說明。
附帶地說，圖24A和24B的第一傳統(tǒng)技術需要為形成上坑道而布置鉆掘機主體175的附加工序以及也為下坑道而將擴孔鉆頭172安裝在鉆桿171上的附加工序。這樣就增加了較多的鉆掘工序和鉆掘費用。此外，待鉆掘的孔必須小于基板174，因此待鉆掘的孔的直徑受到限制。
另外，為產生掘進力，圖25所示的第二傳統(tǒng)實例需要預先調整鉆管181重量較大重量值。盡管在圖中未示出起重機，但還需一大型起重機。因此總的來說，鉆掘機是體積大和苯重的，將機器運到鉆掘工地上的作業(yè)涉及到運輸困難的問題。再者，第二傳統(tǒng)實例為避免地基180塌落而需要大量進給用水186的進水裝置，并且為排出大量泥漿需配置含有泥漿排出管185的泥漿排出裝置，以及圖中未示出的抽吸泵等。因此，這就不可能進行鉆掘，除非可布置這樣的進水裝置和泥漿排出裝置。這樣會導致更多的鉆掘工序和提高鉆掘費用。另一方面，構成進水裝置的吸入泵和泥漿排出裝置的基本上由于受到容量的限制，因此排出的泥漿量也受到限制。其結果是，可鉆掘的孔直徑受到所使用的鉆管181的限制。
另一方面，圖26所示的第三傳統(tǒng)技術中，起重機196和配重基座必須設計成形狀大和重量大的，以便在鉆掘過程中可承受反作用力。因此，將起重機197等等搬運到鉆掘工地所需作業(yè)是困難的。這樣會導致更多鉆掘工序，因而會增加鉆掘費用。再者，涉及到鉆管(套管)193直徑在其制造上遭到制約或受到限制，因此，需鉆掘的孔徑也受到限制。
如上所述，第一傳統(tǒng)技術的提升鉆掘，即鉆掘豎井的鉆掘鉆孔方法和鉆掘鉆孔機，需要上、下坑道，因此，在通常的地基中不能進行鉆掘。第二技術中的反向循環(huán)鉆掘和第三技術的回轉式鉆管驅動器，兩種技術各為在鉆掘過程中承受反作用和確保鉆掘工具的推進力各需要一種大輪廓尺寸和重量極重的鉆掘機。這樣將鉆掘機搬送到鉆掘工地的作業(yè)是困難的，導致需要更多的工序進行鉆掘使鉆掘費用變得較高的問題。
再者，所有上述傳統(tǒng)技術通常用于直徑達2到3公尺或在其上下的鉆掘鉆孔，導致對待鉆掘的目標鉆孔直徑限制的另一問題。在施工時，例如在山區(qū)中的輸電塔，作為它們的基礎孔，必須在地基中形成孔徑達3-4公尺的鉆孔。為鉆掘這樣大的孔徑，按照上述此技術的各種鉆掘機還必須設計成較大輪廓尺寸和較重的重量，然而這樣的一種鉆機基本上說是難以建造的。即使這種鉆掘機是可行的，在山區(qū)鉆掘孔時，還必須將該大型和重型的機器運到鉆掘工地，這對運輸作業(yè)而言是不方便的。較困難的運輸工作使任一傳統(tǒng)技術的實際使用是行不通的。因此，目前的情況，在山區(qū)中鉆掘各輸電塔的基礎孔是依靠人工鉆掘的。因此，要求更多的操作工序。
看來改善鉆掘工作的效率是行不通的，因而會導致鉆掘成本的增加。
此外，根據圖27和28所示的傳統(tǒng)技術，在鉆掘和固定鉆掘機后，僅將可延伸板22緊靠住鉆孔219壁而得以完成鉆掘機220的固定。在地基218的質量影響下和/或由于與構成固定單元240的液壓缸221之中的沖程差異，在固定鉆掘機后，相當大的中心偏移勢必會出現在目標鉆孔219的中心軸線和鉆掘機220的中心軸線之間，和/或鉆掘機220勢必會在進行鉆掘過程中出現較大的傾斜。在這樣一種情況下，需要花費很多時間來控制作業(yè)以調整和校正鉆掘機220的位置。因此就難以期待任一鉆掘工作效率的改善。
再者，鉆掘機220會產生大量振動除了在鉆掘機一部分上形成激光垂直度測計227的反射面外，就沒有選擇余地。因此很難檢測上述中心偏移和/或傾斜度。這樣就很難鉆掘一具有高精密垂直度的孔。
本發(fā)明鑒于上述傳統(tǒng)技術的目前情況已有所改善。
本發(fā)明的第一目的在于提供一鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機，使得有可能制造小輪廓尺寸和輕重量的鉆機，并且易于鉆進一大直徑的孔。
本發(fā)明第二目的在于提供一鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機，它可控制在鉆進作業(yè)過程中出現的鉆進鉆孔機主體出現的中心偏移和/或傾斜度。
本發(fā)明的第三目的在于提供一鉆進鉆孔機，它可有效地排出經鉆掘的土壤和石塊，且與地基條件和鉆掘深度無關。
為完成上述第一第二目的，根據本發(fā)明權利要求1的鉆進鉆孔方法，其特點在于在地基中鉆掘小于目標鉆孔的直徑的一導向孔，將導向鉆桿插入所述導向孔中；將鉆機機組安裝在所述導向桿上，所述鉆機機組具有一鉆掘所述地基的鉆具，轉動所述鉆具的機構，驅動所述鉆具的機構，固定相對于所述地基的所述鉆機機組的主體的機構；和選擇地促動所述安裝在所述導向鉆桿上的所述鉆掘部件的旋轉機構、驅動機構和固定機構，因而使所述鉆具沿著所述導向鉆桿掘進以鉆進所述目標鉆孔。
同樣，為完成上述第一和第二目的，根據本發(fā)明的權利要求2的鉆進鉆孔方法，其特點在于在按權利要求1的上述發(fā)明中，所述方法包括在所述目標鉆孔已被鉆進到遍及第一預定距離后，停止所述鉆機機組的運轉；將所述鉆機機組和所述地基分離，并以相當于所述第一預定間距的距離移動所述主體；再次固定相對于所述地基主體；并使所述鉆具沿著所述導向鉆桿推進以在第二預定直線距離范圍內鉆掘所述地基；使所述鉆具在所述第二預定直線距離的范圍內后退，隨后將鉆具以一預定角度轉動；使所述鉆具沿著導向鉆桿推進且在所述第三預定直線距離范圍內鉆掘所述地基；按所述第二預定直線距離重復所述鉆具的退回，所述鉆具以所述角度范圍內轉動，且通過在所述第三預定直線距離范圍內的所述推進進行鉆掘，從而在遍及第四預定距離范圍內鉆進所述目標鉆孔；重復類似于前述的操作直到所述目標鉆孔在遍及其全長形成為止。
同樣地，按本發(fā)明權利要求3的鉆進鉆孔方法，其特點在于按權利要求1的上述發(fā)明，在使所述鉆孔機在轉動下推進時，使所述鉆具沿著導向鉆桿推進以鉆進所述目標鉆孔。
同樣，按照本發(fā)明權利要求4的鉆進鉆孔方法，其特點在于按權利要求3的上述發(fā)明，所述方法包括在目標鉆孔已被鉆掘到遍及第一預定距離后，停止所述鉆機機組的運行；將所述鉆機機組主體和所述地基分離，并在相當于所述第一預定距離范圍內移動所述主體；再相對于所述地基固定所述的主體，且使所述鉆機機組沿著所述導向鉆桿推進，在第二預定直線距離范圍內鉆進所述地基；以及重復類似的操作直到所述目標鉆孔遍及其全長為止。
同樣，為完成上述第一和第二目的，根據本發(fā)明的權利要求11的鉆進鉆孔機，其中，設有第一鉆機機組，它用于鉆掘直徑小于目標鉆孔的導向孔，一導向鉆桿，它用于插入由第一鉆機機組所形成的導向孔中，以及一第二鉆機機組，它具有相對于所述地基固定所述第二鉆機機組主體的機構和一鉆具，所述第二鉆機機組可由所述導向鉆桿引導以鉆掘所述目標鉆孔。
同樣，根據本發(fā)明的以利要求12的鉆進鉆孔機，其特征在于根據權利要求11的發(fā)明，所述第二鉆機機組包括一通過所述導向鉆桿可固定地緊貼在目標鉆孔壁上的固定單元和沿著導向鉆桿的長度可移動的可移動單元的主體；將所述固定單元靠著目標鉆孔的所述壁固定的機構，安裝在所述可移動單元上的用于鉆進地基中目標鉆孔的鉆具；轉動所述鉆具的機構以及推進所述可移動單元的推進機構，所述推進機構在其一端與所述可移動單元連接，其另一端與所述固定單元連接。
類似地，根據本發(fā)明的權利要求13的鉆進鉆孔機，其特征在于根據上述發(fā)明的權利要求12，所述可移動件在所述導向鉆桿周圍和沿著所述目標鉆孔的壁具有限制轉動的非回轉部分且在所述導向鉆桿的所述壁和目標鉆孔周圍具有自由旋轉的轉動單元以及所述鉆具安裝在所述轉動單元上。
類似地，根據本發(fā)明的權利要求20的鉆進鉆孔機，其特征在于根據以上發(fā)明的權利要求11-13的任一項的鉆進鉆孔機，還具有排土裝置，它可把用所述第二鉆機機組的鉆具所鉆掘地基中產生的土排出地基之外。
此外，具體地完成第三目標，根據本發(fā)明權利要求21的鉆進鉆孔機，其中，在根據權利要求20的發(fā)明中，所述第二鉆機機組的鉆具是一土方鉆進挖斗且所述土方鉆進挖斗還用作鉆挖出來的土壤排出機構。
根據本發(fā)明的權利要求1、2、3和4的任一項的鉆進鉆孔方法和根據權利要求11、12、13和20的任一項的鉆進鉆孔機各可在一通過固定鉆進鉆孔機主體鉆掘鉆孔時承受反作用力，該鉆孔機可緊貼在目標鉆孔的壁上且還通過導引該鉆孔機的導向鉆桿鉆進目標鉆孔。因而，不需要象前述傳統(tǒng)技術那樣考慮鉆孔機本身承受這種大的反作用力，于是，它可做得尺寸小和重量輕。
這使得有可能達到本發(fā)明的第一目的，即在鉆孔機的總的外形和重量上減小。
此外，也有可能進行控制，以便在鉆進作業(yè)時減小鉆孔機的擺動。因此，有可能沿著導向鉆桿的延伸方向進行精確鉆進，從而達到本發(fā)明的第二目的，也就是說防止發(fā)生鉆孔機的中心軸線相對于目標鉆孔的中心軸線的中心偏移和還防止發(fā)生鉆孔機的傾斜。
在根據本發(fā)明權利要求21的鉆進鉆孔機中，作為鉆具的土方鉆進挖斗也用作鉆挖土壤排出機構(排土機構)且與地基的狀況和鉆進深度無關，鉆出的土壤可相應于土方鉆進挖斗的容易堆積在土方鉆進挖斗中。
因此，可通過從目標鉆孔中提升鉆機而進行將鉆挖出的土壤排出到外面。無需安裝任何專門的鉆出土壤的排出機構，就有可能特別地完成本發(fā)明的第三目標，即，對土的有效的排出作業(yè)。
本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將從下列結合附圖的說明和所附的權利要求書中成為顯而易見的，其中

圖1A至1F示意地表示根據本發(fā)明的實施例的鉆進鉆孔方法；圖2是一按照本發(fā)明表示構成鉆進鉆孔機的第一實施例的第二鉆機機組的側視圖，其中，示出了某些部件的剖面且省略了固定機構；圖3是一圖1中所示鉆進鉆孔機的側視圖，其中，示出了原裝備的固定機構，而省略了推進機構；圖4是一圖2中所示的鉆進鉆孔機的平面圖，其中示出了固定機構；圖5是一導向鉆桿的側面剖視圖，第二鉆機機組以圖2所示沿著導向鉆桿導引；圖6是一表示井架和第二鉆機機組之間關系的側視圖，它們的組合構成了根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第一實施例；圖7是一表示在第二鉆機機組和布置在井架上的作用力支承板之間的位置關系的平面圖，所述第二鉆機機組和反作用支承板構成了根據本發(fā)明鉆進鉆孔機的第一實施例；圖8是一表示在導向鉆桿、一插入在導向鉆桿中的銷和一檢測傳送到銷上的力的負載傳感器之間的相對布置的側視圖，所述導向鉆桿，銷和負載傳感器構成了根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第一實施例；圖9是一表示在插入導向鉆桿中的銷、檢測傳送到銷上的力的負載傳感器和一定位此銷的液壓缸之間的相對布置的側視圖，所述銷、負載傳感器和液壓缸構成了根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第一實施例；圖10是一表示根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第一實施例所進行的鉆進鉆孔作業(yè)的狀況的側視圖11是一表示在圖中所示狀態(tài)的井架、一控制室和液壓裝置之間的關系的平面視圖；圖12是一表示根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第一實施所進行的排土作業(yè)的狀況的側視圖；圖13是一表示使第二鉆機機組從圖12所示狀態(tài)向側面移動的狀況的側視圖；圖14是一在取出了所鉆出的孔中存在的漂礫狀況的側視圖，第二鉆機機組已按圖13所示側向移動；圖15是一方框圖，表示布置在圖11所示的控制室中的開關和控制裝置和布置在第二鉆機機組或井架上的各啟動器和傳感器之間的關系；圖16是一導向鉆桿和第二鉆機機組的平面視圖，它表示根據本發(fā)明作用在鉆進鉆孔機的第一實施例中的導向鉆桿上的偏壓負載的大小和方向；圖17是一對應于圖16的側視圖；圖18是一表示井架和第二鉆機機組之間的相對布置關系的側視圖，它表示根據本發(fā)明作用在鉆進鉆孔機的第一實施例的導向鉆桿上的偏壓負載的大小和方向；圖19是一示意圖，它表示第一實施例中作用在導向鉆桿上的偏壓負載；圖20是一示意圖，它表示作用在導向鉆桿上的偏壓負載的大小方向，所述偏壓負載已在圖19中揭示，且以轉換成力的大小的形式來驅動固定機構；圖21是一表示根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第二實施例的側視圖；圖22是一圖21所示的第二實施例的平面視圖；圖23是一表示根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第三實施例的側視圖；圖24是一傳統(tǒng)鉆進鉆孔機的第一實施例的示意圖；圖25是一傳統(tǒng)鉆進鉆孔機的第二實施例的示意圖；圖26是一傳統(tǒng)鉆進鉆孔機的第三實施例的示意圖；圖27是一表示傳統(tǒng)鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機的另一實例的側視圖；圖28是一以放大比例表示圖27所示鉆孔機的側視圖。
以下，本發(fā)明的鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機的實施例將基于附圖加以說明。
圖1A至1F是根據相當于本申請的權利要求1、2、3、4、5、6、8和9的第一實施例鉆進鉆孔方法的示意圖。
如圖1A所示，在這個實施例中，鉆進一直徑小于目標鉆孔的導向孔(也就是定位鉆孔)的第一鉆機機組被安置在地基1上。第一鉆進機組包括一鉆進定位孔的井內(潛孔)鉆具2，一作為井內鉆具2和轉盤3的驅動源的液壓動力裝置4和一作為井內鉆具2的驅動力的(未示出的)壓縮機。附帶地說，如在日本特許公開專利申請?zhí)朒EI 3-119284和SHO 63-312497所揭示的那樣，裝有井內鉆具2的鉆機機組為眾所周知的。
當在圖1A的狀態(tài)下起動液壓動力裝置而使轉盤3轉動時，井內鉆具2的鉆進是由圖1B所示的壓縮機提供的空氣來完成。由鉆進所產生的破碎土壤和石塊可通過例如由壓縮機所供給的空氣對著已鉆進區(qū)域吹風而將它們排出到地基1的外部。在上述狀態(tài)下向上提升井內鉆具2時，在地基1中形成了一定位孔6。
在這個實施例中，一井架62直立安裝在圖1C清楚地所示定位孔6的上面。井架62設有一絞盤63。在這種情況下，可把導向鉆桿7插入定位孔6中，而把一形成直徑大于定位孔6的目標鉆孔的第二鉆機機組(鉆井動力頭)8裝配在導向鉆桿7上。這會導致導向鉆桿7穿過在第二鉆機機組8中心所形成的圓柱形開孔延伸出的狀況。盡管在這個實施例中，導向鉆桿7被插入由井內鉆具2所形成的定位孔6中，但是，井內鉆具2也可被用作導向鉆桿7。這里，若干滑輪66安裝在第二鉆機機組8的上部且井架62也設有一滑輪64。一井架62上的絞盤63的向外卷松的鋼絲繩65被纏繞在第二鉆機機組8的諸滑輪66和井架62的滑輪64上。鋼絲繩65的一端部錨定在井架62上。因此，鋼絲繩65可通過驅動絞盤63來卷松或卷緊，以便第二鉆機機組8可在懸掛狀態(tài)下沿導向鉆桿7的延伸方向加以下降或提起。
第二鉆機機組8包括一鉆進地基1的鉆具，使鉆具在水平面上旋轉的機構、推進鉆具的機構和相對于地基1固定鉆機機組的主體的機構。順便地說，上述旋轉機構、推進機構和固定機構的驅動動力源是以上所述的液壓動力裝置4。因而，起動液壓裝置能選擇性地驅動第二鉆機機組8的旋轉機構、推進機構和固定機構，當驅動固定機構來固定構成鉆機機組8的上部并接著隨上部保持固定位置而驅動旋轉機構和推進機構時，可使安裝在構成主體的下部的鉆具在被轉動的同時沿著導向鉆桿向下推進，從而使鉆具能在地基1中鉆掘一作為所需目標鉆孔的垂直鉆孔(豎井)。
在這種情況下，例如第二鉆機機組8的主體應如此加以構成，以便主體可支承其上所安裝的上述固定機構并還具有一可在地基中所形成的目標鉆孔7a壁上固定的固定部件(單元)10和一夾住鉆具的可移動部件19a。以上所述固定機構是由若干可延伸的板61和一些用于延伸和收縮相應的可延伸板61的液壓缸60所構成，其中，這些板可緊貼在目標鉆孔7a的壁上。上述旋轉機構由例如液壓馬達20組成，而使可移動部件(單元)12在水平面上轉動。上述推進機構由液壓缸21組成，它可使可移動部件12向下推進。
在用第二鉆機機組8開始鉆進作業(yè)時，首先驅動第二鉆機機組8的固定機構，也就是說，使液壓缸60延伸，以便第二鉆機機組8的固定部件10固定在井架62的結構件上。在這種情況下，起動液壓動力裝置4以驅動作為第二鉆機機組8的旋轉機構的液壓馬達20和作為推進機構的液壓缸21。然后，包括作為鉆具的土方鉆進挖斗19a的可移動部件12在轉動的同時向下推進，借此，在相應于作為推進機構的液壓缸21的沖程的預定距離范圍內完成了鉆進(鉆掘)作業(yè)。此后，使第二鉆機機組8停止運作。在這種情況下，使液壓缸60縮回以解除固定部件10相對于井架62的固定并驅動絞盤63。于是，使固定部件10通過自重從相當于液壓缸21沖程的預定距離的范圍內下降。
在使液壓缸60再次延伸時，使可延伸板61與形成這種鉆孔7a的壁接觸，以致固定部件10得以固定。圖1D表示用固定在井架62上的固定部件在遍及預定距離上的第一次鉆進結束之后，在預定距離上進行幾次同樣作業(yè)完成鉆進的狀況。在上述預定距離范圍內各經數次同樣作業(yè)完成鉆進后，固定部件10處在這樣的位置，即使它固定于地基1的鉆孔7a的壁上。以下將從圖1D所示狀態(tài)開始作一說明。
現在，再次驅動液壓馬達20和液壓缸21。如圖1E所示，包含土方作為鉆具的鉆進挖斗19a的可移動部件12在旋轉的同時向下推進，以便在相當于液壓缸21的沖程的預定距離范圍內完成鉆進。
這時，鉆機機組8一度被停止作業(yè)，而使液壓缸60作動，而使可延伸板61離開鉆孔7a的壁。這種解除固定部件10的固定是與地基1中的鉆孔7a的壁有關的。通過驅動絞盤63，導致固定部件10通過其自重而在相當于圖1F所示液壓缸沖程的預定范圍內下降。
然后，重復類似的操作以交替地移動固定部件10和可移動部件12。這使得有可能按相當于液壓缸21沖程的預定距離范圍內連續(xù)進行幾次鉆進，因此，在地基中，其全長范圍內可形成所需的目標鉆孔7a。
在這樣的鉆進作業(yè)過程中，例如由鉆掘目標鉆孔7a所產生的破碎土壤和石塊則通過利用土方鉆進挖斗19a的形狀而被堆積在土方鉆進挖斗19a的后壁上。因此，這樣鉆掘的破碎土攘和石塊可通過驅動絞盤63和提升鉆機機組8從鉆孔7a中取出。
在目標鉆孔7a形成后，把第二鉆機機組8從導向鉆桿7上卸下并從目標鉆孔7a中取出。在將第二鉆機機組8從上述的目標鉆孔7a中取出之后，同樣地，把導向鉆桿7從目標鉆孔7a中取出。因而，鉆進作業(yè)得以完成。
根據這個實施例的鉆進鉆孔方法，在鉆進期間產生的反作用力經固定機構由地基1中所鉆成的目標鉆孔7a的壁加以承受。此外，在鉆進期間產生的反作用也可由具有足夠剛性的導向鉆桿7a來承受。因而，有可能限制這種反作用力，以便在鉆進過程中，可使第二鉆機機組8的擺動減至最小。這就有可能沿著導向鉆桿7的延伸方向筆直地鉆進地基，因此可防止與目標鉆孔7a的中心軸線有關的鉆機機組8的中心軸線的中心偏移和鉆機機組8所出現的傾斜，從而允許鉆掘出具有高垂直精度的鉆孔7a。另外，在鉆進作業(yè)期間調整鉆機機組8的空間方位基本上是不需要的。這就可改善鉆進作業(yè)的效率。因為鉆孔7a可以高垂直精度加以形成，所以就不再需要將鉆孔7a的直徑做得較大。當把混凝土灌進鉆進后的鉆孔7a中時，灌注的混凝土可以最小的損失加以完成。
另外，設計成可用土方鉆進挖斗19a來排出破碎土壤和石塊。換句話說，土方鉆進挖斗19a也用作土方排出機構。土方鉆進挖斗19a通常為已知的，允許堆積與土方鉆進挖斗19a的容量一樣多的鉆掘出的土方數量，而與地基的狀況和鉆進的深度無關。因此有可能在不需要配置任何專門的土方排出機構的情況下有效地排出破碎土壤和石塊。
如以上已說明了的那樣，在鉆進過程中所產生的反作用力由目標鉆孔7a和導向鉆桿7所承受。因此，研究由第二鉆機機組8本身來承受這樣大的反作用力是不必要的。這使得有可能構制形狀小和重量輕的第二鉆機機組8。另外，導向鉆桿7可設計成能具有較小徑向尺寸，以致可將它插入直徑小于目標鉆孔7a的定位孔6中。由于這些特點，就能設計成其整體形狀更小和重量更輕的包括裝有井內鉆具2和導向鉆桿7的第一鉆機機組以及第二鉆機機組8的鉆進鉆孔機。因此，可使運送包括裝有井內鉆具2和導向鉆桿7的第一鉆機機組和第二鉆機機組8的鉆進鉆孔機所需要的工作變得較為容易。與此相關聯的，可使鉆進所需的工序數量減少，從而有可能降低鉆進成本。
當想要形成具有較大直徑的目標鉆孔7a時，只需要以與目標鉆孔7a的直徑相對應的方式調整土方鉆進挖斗19a的尺寸或類似于第二鉆機機組的尺寸。這使就有可能鉆掘一所需直徑的目標鉆孔7a，而基本上無須增加導向鉆桿7和第二鉆機機組在尺寸和重量。因此，盡管這種大的目標鉆孔的形成迄今仍認為是相當困難的，但形成3至4公尺左右的大的直徑的目標鉆孔7a還是可易于達到的。
按照本實施例，將鉆進鉆孔機輸送到鉆進工地的作業(yè)是相當容易并3-4米左右直徑的目標鉆孔也容易實行的。因此，盡管這些基礎鉆孔迄今為止還用手工鉆掘，但本實施例也適用于山區(qū)輸地塔或諸如此類的基礎鉆孔的形式。為代替手工鉆掘，本實例適用山區(qū)輸電塔等的基礎孔的形成，從而大大地改進了鉆進作業(yè)的效率。
在以上所述實施例中，由鉆進所產生的破碎土壤和萬塊也可借助于作為鉆具的土方鉆進挖斗19a加以排出。然后，這種破碎土壤和石塊可使用空氣或供水和空氣的組合將其排出到地基1的外部。
在上述實施例中，在目標鉆孔7a形成之后把導向鉆桿7從目標鉆孔7a中取出時，在分離導向鉆桿以后，才可將導向鉆桿7從目標鉆孔7a中取出。
在上述實施例中，在目標鉆孔7a形成以后，把第二鉆機機組8和導向鉆桿7從目標鉆孔7a中移動到地基1的外面。除非諸如塔那樣的構筑插入目標鉆孔7a中而受到阻礙，這些第二鉆機機組8和導向鉆桿7可與構筑、例如地基1中目標鉆孔7a中所插入的塔一起加以掩蓋而不把它們移到地基1的外面。
此外，在上述的實施例中，一垂直延伸的鉆孔是作為目標鉆孔7a所鉆進的。但是，本發(fā)明不限于這種垂直鉆孔的鉆掘。有可能鉆進一在水平方向延伸的鉆孔或一相對于垂直方向以預定角度傾斜的方向延伸的鉆孔。
在上述的實施例中，在鉆進鉆孔7a時，使土方鉆進挖斗19a推進的同時使它在水平面上轉動，以便進行鉆進。不過，有可能彼此地獨立地進行水平面上的鉆具的旋轉和鉆具的推進。
舉例來說，包含第二鉆機機組8的主體的可移動部件12可作為一帶有代替上述土方鉆進挖斗19a的、可在垂直平面中轉動的挖斗的鉆具。由于鉆具8的固定部件10經固定機構固定在地基1中所形成的鉆孔7a的壁上，于是，在延伸作為推進機構的液壓缸21時使挖斗在垂直平面內轉動。因此，鉆進可沿著導向鉆桿7的延伸方向在相當于液壓缸21的沖程的預定直線距離范圍內進行。然后，馬上使挖斗從上述預定直線距離范圍內后退。在這種情況下，驅動作為轉動機構的旋轉馬達(液壓馬達)20，而使可移動單元12、即作為鉆具的挖斗轉過一預定的角度。在這種狀況下，如以上已說明了的那樣，再驅動液壓缸21以降低鉆具，因而，可使挖斗能在預定直線距離范圍內鉆掘地基。以同樣的方式，鉆掘鉆孔7a到相當于預定距離的深度。然后，通過固定機構解除固定單元10的固定，以便固定部件可通過例如其自重而下降。另一方面，在上述的預定直線距離內再鉆進鉆孔7a。通過重復鉆進，包括在預定直線距離范圍內挖斗的推進和后退以及其在上述預定角度范圍內的轉動所需的目標鉆孔7a可在其整個長度上形成。這種鉆進鉆孔方法與本發(fā)明權利要求2中所規(guī)定的是一致的。
圖2至20是表示與本申請的權利要求11-17、19-21和23-35相對應的鉆進鉆孔機的第一實施例的示意圖。
鉆進鉆孔機的第一實施例，作為基本部件，設有在地基1中鉆進直徑小于目標鉆孔7a的定位孔6的第一鉆機機組，插入由第一鉆機機組所形成的定位孔6中的導向鉆桿7、第二鉆進機組包括在上述導向鉆桿7的導引下鉆探地基1和鉆進目標鉆孔7a的鉆具和固定一第二鉆機機組的主體的固定機構。這些部件中，如圖1A所示，鉆進定位孔6的第一鉆機機組包括一鉆進直徑小于目標鉆孔7a的定位孔6的井內鉆具2，作為驅動井內鉆具2和轉盤3的動力源的液壓動力裝置4和一把壓縮空氣供給予井內鉆具的壓縮機。如上所述，根據日本特許公開專利申請?zhí)朒EI 3-119284，裝有井內鉆具2的第一鉆機機組為眾所周知的。
其余部件以下將結合附圖2至15加以具體說明。
插入由第一鉆機機組所形成的定位孔6的導向鉆桿7的基本結構由垂直方向延伸布置的筒形管構成，如圖5所示。導向鉆桿7可被分成多段。這些分離的段可在螺紋連接部7a上加以螺接一起而成一完整部件。
如圖2至4所示，安裝在導向鉆桿7上的第二鉆機機組8設有主體，主體由一安置在上部的固定單元10和一與固定單元10下部連接并可沿著導向鉆桿7的長度移動的可移動單元12組成。
固定單元10設有可將固定單元10固定在地基1的目標鉆孔7a的壁上的固定機構。如圖3和4所示，各個固定機構包括可延伸板61和液壓缸60。可延伸板61可貼緊在目標鉆孔7a的壁上，而液壓缸60可進行延伸或收縮，因而，使可延伸板61得以移動。這些可延伸板61和液壓缸60的組合所組成的固定機構安置在四個位置上、即安置在水平面中的前、后、左和右位置上，如圖4以實例方式所示。
如圖2等所示，上述可移動單元12設有一主機架16，一副機架18、一旋轉軸承17，土方鉆進挖斗19a、一固定式鉆頭19d、一可移動鉆頭19e和液壓馬達20。主機架16在其中心位置形成一中心開孔23，并且在主機架與固定式固定單元10連接后構成一非轉動單元，可限止其繞導向鉆桿7和沿著目標鉆孔7a壁的轉動。副機架18構成了一可環(huán)繞導向鉆桿7和沿著目標鉆孔7a的壁自由轉動的轉動單元。旋轉軸承17被插入在主機架16和副機架18之間。土方鉆進挖斗19a、固定式鉆頭19d和可移動鉆頭19e被固定在副機架18上并都是一些鉆掘地基中目標鉆孔7a的鉆具。液壓馬達20被固定在主機架16上并構成使副機架18，即土方鉆進挖斗19a旋轉的機構。
上述土方鉆進挖斗19a被布置在可移動單元12的最低位置，而在其后壁上具有一能容納已鉆挖出來的土壤和巖石的臨時儲存部19c、如圖2等所示。這種土方鉆進挖斗很明顯為眾所周知的。通過提升第二鉆機機組8可將容納在土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部19c中的破碎土壤和石塊從目標鉆孔7a中卸出，也就是說這種土方鉆進挖斗19a不僅用作鉆具而且用作土方排出工具。此外，固定式鉆頭19d安置在土方鉆進挖斗19a的側部上方并且獨自以不可移動方式附裝到可移動單元12上。另外，可移動鉆頭19e也裝配在土方鉆進挖斗19a的側部上方，但在鉆機機組8的徑向方向是可移動的、換句話說，通過一安裝在可移動單元12上的液壓缸19f可增加鉆機機組8的直徑。
如圖2所示，安置在固定單元10和可移動單元12之間的是使土方鉆進挖斗19a推進的機構。舉例來說，此推進機構在其上端與形成固定單元10的機架相連接，在其下端與形成可移動單元12的非轉動單元的主機架16相連接，并且它由可加以延伸和收縮的液壓缸21組成。如圖4中的實例所示，四個液壓缸21以相等角度間隔加以布置，以便它們都圍繞導向鉆桿7。
在第一實施例中，在懸掛狀態(tài)下可提升和降下第二鉆機機組8的井架62安裝在如圖6等所示的目標鉆孔7a鉆進位置的地基1上。這種井架62包括豎直安置在四個位置上的即水平面上的前、后、左和右位置上的支柱71。并且，如圖7所示，在這些支柱71的內側上分別布置有可與構成上述固定機構的可延伸板61接觸的反作用力擋板76。
此外，作為支承件的機座72被安裝在支柱71的上部，而支架73則安裝在機座72上。在支架73上配置有絞盤63和滑輪64。另外，如在圖6等中所示出的那樣，滑輪64安裝在第二鉆機機組8固定單元10的上部，因此，從絞盤63絞向外松開的鋼絲繩65被繞在固定單元10上的滑輪66和支架73上的滑輪64上，并且鋼絲繩的端部被錨住在支架73上。驅動絞盤63以卷緊和卷松鋼絲繩65，以便第二鉆機機組8在懸掛狀態(tài)下可被提升或降落。上述絞盤63和鋼絲繩65構成使第二鉆機機組8從目標鉆孔7a的里面移動到外面的機構。
另外，如圖8和9所示，井架62設有一在導向鉆桿7插入定位孔6后使導向鉆桿7定位的銷78。此銷78設有一負載傳感器77，該傳感器用來檢測在用第二鉆機機組8作鉆進作業(yè)期間導向鉆桿7所受到的力。如圖9所示，該導向傳感器77安裝在支架73上并由液壓缸79加以支撐，而液壓缸則安裝在水平面的四個位置上并可在四個方向上，也就是分別在向前、向后、向左和向右方向上進行伸出和縮進。
如圖13中所示的那樣，導軌74安裝在井架62的機座72上，而保持與導軌74相嚙合的滾輪75安裝在支架73的下部。通過使?jié)L輪75在導軌74上滾動可使支架73側向移動，即在水平面上移動。如圖13所示，上述導軌74和滾輪75構成了使支架73移動的機構，因此，第二鉆機機組8可從目標鉆孔7a上面的一位置側向移動。
此外，如圖12和13所示，為了從土方鉆進挖斗19a中所卸下的已鉆挖出的土方而設置了一排土臺82，因此，排土臺82可安裝在由井架62的四個支柱所包圍的空間下部。這種排土臺82是可移動地加以布置的。
順便地說，液壓動力裝置4用于驅動轉盤3，井內鉆具2和類似于上述第一鉆機機組等的也構成一動力源，此動力源可用來驅動形成第二鉆機機組8的固定機構的液壓缸60、形成旋轉機構的液壓馬達20、形成推進機構的液壓缸21、驅動移動鉆頭19e的液壓缸194、支承安裝在井架62上的負載傳感器77的液壓缸79和諸如此類的。
另外，如在圖10等中所顯示了的那樣，一控制室80安置在靠近液壓動力裝置4的位置上以進行對第二鉆機機組8的操作、控制等。如圖15所示，在控制室80內所安裝的是一為驅動絞盤63而輸出一指令信號的鉆機機組降低開關86以使第二鉆機機組8下降、一為驅動絞盤63而輸出一指令信號的鉆機機組提升開關87以使第二鉆機機組8升高、一為開始第二鉆機機組8的鉆進作業(yè)而輸出一指令信號的鉆進起動開關88、一為停止第二鉆機機組8的鉆進作業(yè)而輸出一指令信號的鉆進停止開關89、一為開始把已堆積在鉆土挖斗19a中的破碎土壤和石塊排出到目標鉆孔7a的外面而輸出一指令信號的土方排出起動開關90、一為停止排出破碎土壤和石塊而輸出一指令信號的排出停止開關91、一為移動安裝在井架62上的支架73而輸出一指令信號的支架移動開關110和一為移動安裝在井架62上的排土臺而輸出一指令信號的排土臺移動開關111。
在控制(儀表)室80之內還安裝有一輸入來自(這些)開關86、87、88、89、90、91、110和111中所輸出的指令信號的控制器99。這種控制器99例如可由微型電子計算機組成并具有一輸入/輸出單元、一存儲器和一信息處理裝置。信息處理裝置設有一控制第二鉆機機組8的鉆進和土方排出作業(yè)的鉆進控制單元100和一控制在鉆進過程中第二鉆機機組8的空間方位的偏離中心控制單元101。
從上述各個開關86、87、88、89、90、91、110和111來的指令信號可被輸入到控制器99的鉆進控制單元100，而來自安裝在井架62上的負載傳感器77的各個檢測信號則被輸入到控制器99的偏離中心控制單元101。
第二鉆機機組8還設有一角度傳感器93，該角度傳感器用來檢測安裝在導向鉆桿7上的鉆機機組8在相對于位于負載傳感器77右下方的參考位置繞導向鉆桿7的任何位移。各個來自角度傳感器93的檢測信號也被輸入到控制器99的偏離中心控制單元101。在本實施例中，為檢測間距L1(在圖18中所示)，在傳感器77的安裝位置和第二鉆機機組8之間還設有一距離傳感器94。各個來自這種距離傳感器94的檢測信號也可被輸入到控制器99的偏離中心控制單元101。順便地說，作為距離傳感器94，有可能例如配置一檢測在從絞盤63上所絞引出的鋼絲繩65的長度上各種變化的傳感器。
一些從控制器99的鉆進控制單元100中輸出的主控信號，即象作為電信號或在被轉變成液壓裝置4的液壓信號后各自饋入到驅動絞盤63的絞盤驅動單元95、移動支座73的支座移動單元96、使鉆機機組8的可移動單元12旋轉(轉動)的液壓馬達20、使鉆機機組的可移動單元送進的液壓缸21、移動安裝在鉆機機組8的可移動單元上的可移動鉆頭19e的液壓缸19f、打開或關閉安裝在鉆機機組8的可移動單元12上的土方鉆進挖斗19a的開/閉汽缸97、移動裝配在架式起重機62上的排土架82的排土臺移動單元98和將鉆機機組8的固定單元固定在目標鉆孔7a的壁上的液壓缸60。此外，各個從控制器99的偏離中心控制單元101所輸出的驅動信號可被轉變成在液壓裝置4上的液壓信號并饋入到使固定單元10緊貼在目標鉆孔7a的壁上的有關的液壓缸60之一。
請重新參閱以上所述的圖1A至1F，以下將對由以上所構成的本發(fā)明鉆進鉆孔機的第一實施例所實行的鉆進操作加以說明。
把包含井內鉆具2、導向鉆桿7的第一鉆機機組和第二鉆機機組8等搬運到鉆進現場。在進行鉆進作業(yè)時，首先將裝備有井內鉆具2和轉盤3的第一鉆機機組安裝在地基1上以鉆進一如圖1A所示的直徑小于目標鉆孔7a的導向孔6。在圖1A所示的狀態(tài)中，促動液壓動力裝置4而使轉盤3轉動并從壓縮機中將空氣輸進井內鉆具2。這樣，鉆進通過如圖1 B所示的井內鉆具2而得到實現。由鉆掘所產生的破碎土壤和石塊通過由壓縮機供給的空氣而對著已鉆探區(qū)域吹風而被排出到地基1的外面，然后，提升井內鉆具2，從而在地基中形成導向孔6。圖5所示的導向鉆桿7被插入導向孔6中。
舉例來說，隨著導向鉆桿7被插入導向孔6中，如圖6等所示那樣安裝的井架62并操作裝配在控制室80中的排出臺移動開關111。因此，可將一主控信號從控制器99的鉆進控制單元100輸出到排土臺移動單元98。圖12和13所示的排土臺82在井架62之外移動，從而形成足以使第二鉆機機組8放置在其中的大的空間。
在鉆機機組通過鋼絲繩加以懸掛情況下，操作布置在控制室80內的鉆機機組下降開關86或鉆機機組提升開關87。結果絞盤驅動單元95被起動以驅動在井架62的支架73上的絞盤63，因此，如圖6等所示的那樣，第二鉆機機組8在懸掛狀態(tài)下下降或升高并被安裝在導向鉆桿7上。接著，如在圖9中以實例方式所示出的那樣，使所需的一個或多個液壓缸79之(四個液壓缸、也就是前、后、左和右液壓缸)可選擇性地延伸或收縮以移動負載傳感器77和銷78，以便把銷78裝配在導向鉆桿7中。因此，導向鉆桿7已按這樣的方式定位的，使得它不會受到擺動。
在第二鉆機機組8開始鉆進作業(yè)時，首先操作圖15所示的、安置在控制室80中的鉆進起動開關88。因此，可將液壓用液體進給到構成固定機構的四個液壓缸60，以便使這些液壓缸60延伸。結果，可使可延伸板61緊壓井架62的相應反作用力支承板76，借此，使鉆機機組8的固定單元10固定在這些反作用力支承板76上。另外，還把液壓用液體供給液壓缸19f，以便使液壓缸19f延伸，而使可移動鉆頭19e保持擴大鉆進直徑的位置。圖6、7、8和9所示的狀態(tài)表示此時所獲得的狀態(tài)。
在這種情況下，在對從圖15所示的控制器99的鉆進控制單元100中所輸出的主控信號響應下起動作為旋轉機構的液壓馬達20和作為推進機構的液壓缸21。于是，可移動單元在轉動的同時向下推進，以便通過鉆具，也就是鉆土挖斗19a、固定鉆頭19d和可移鉆頭19e可在相當于液壓缸21的沖程的預定距離范圍內進行鉆進作業(yè)。
這時，操作控制室80中的鉆進停止開關89后，從控制器99的鉆進控制單元100中輸出一些信號，以便停止液壓馬達20和液壓缸21運行，使形成固定機構的液壓缸60收縮以使可延伸板61與相應的井架62的反作用力支承板76分離，使可移動鉆頭19e的液壓缸19f縮回。
當在這種狀況下，操作在控制室中的鉆機機組下降開關86后，在響應由控制器99的鉆進控制單元100所輸出的主控信號下起動絞盤驅動單元95。通過鉆機機組8固定單元10的自重，可使液壓缸21縮回，從而使固定單元10能朝著可移動單元12降落。當固定單元10已經在預定距離范圍內下降后，絞盤驅動單元95停止運行。
重復這種操作數次后，再操作控制室80中的鉆進起動開關88。此時，使固定機構的液壓缸60移動以使各個可延伸板61壓緊在鉆進的鉆孔7a的壁上，因而使固定單元10被固件。另外，還起動液壓馬達20和作為推進機構的液壓缸21，這使可移動單元12在轉動下向下推進，因此，可通過土方鉆進挖斗19a、固定鉆頭19d和可移動鉆頭19e在相當于液壓缸21沖程的預定距離范圍內進行鉆孔。
然后，重復類似的操作一直到使足夠數量的破碎土壤和石塊堆積在土方鉆進挖斗19a中。在以上所述鉆進操作中，圖1D和圖10表明固定單元10直接通過固定機構固定在目標鉆孔中和起動鉆進之前的狀況。另一方面，圖1E表示已完成在相對于液壓缸沖程的預定距離內的鉆進的狀況。此外，圖1F顯示為了進行下一個預定距離內的鉆進，固定單元10通過固定機構已被固定在目標鉆孔7a中的狀況。
當在預定距離內重復鉆進操作后，相當數量的破碎土壤和石塊已堆放在土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部19c時，操作控制室80中的鉆機機組提升開關87。結果，在響應從控制器99的鉆進控制單元100所輸出的主控信號，就起動絞盤驅動開關95，使得鉆機機組8在懸掛狀態(tài)下被提升(升高)到位于目標鉆孔7a上方的井架62中。這時，操作在控制室80中的排土臺移動開關111。因而，使排土臺82移動到鉆機機組8右下方的位置。在這種情況下，可操作在控制室80中的排土起動開關90。在響應從控制器99的鉆進控制單元100中所輸出的主控信號下，液壓流體被進給到土方鉆進挖斗開/閉的壓缸97，以便土方鉆進挖斗下部被打開。因而，把破碎土壤和石塊從土方鉆進挖斗19a卸除到圖12的示的排土臺82上。在完成破碎土壤和石塊的卸除之后，操作在控制室80中的排土停止開關91。結果，在對從控制器99的鉆進控制單元100所輸出的主控信號的響應下而起動土方鉆進挖斗的打開/關閉液壓缸97，借此關閉土方鉆進挖斗19a的下部。在緊接著操作排土臺移動開關111時，在響應從控制器99的鉆進控制單元100中所輸出的主控信號下起動排土臺移動開關98，從而使排土臺82及其上所裝載的已鉆出土83一起運送到井架62的外面。在排土臺82上的已鉆出土壤83可通過未示出的機構從排土臺82中加以卸去。
如圖14所示，當目標鉆孔7a已在其整個長度上形成和鉆進作業(yè)已告完成時或當在鉆進的過程中，發(fā)現了在目標鉆孔7a中存在著有與作業(yè)相干擾的礫石85或諸如此類的漂礫時，它們以靠近鉆機機組8的方式隔開導向鉆桿7，則操作安裝在控制室80中的支架移動開關110。結果，如圖13和14所表示的那樣，在對從控制器99的鉆進控制單元100中所輸出的主控信號的響應下，起動未示出的支架移動單元并且支架73從目標鉆孔7a之上的位置向側面移動，以便使鉆機機組8移向旁邊。因此，由鋼絲繩65所懸掛的鉆機機組8可從鋼絲繩65上取下并將其移走。如圖14所示將出現目標鉆孔7a內的礫石85移走，并將導向鉆桿7和鉆機機組置于原位以繼續(xù)鉆進作業(yè)。
當第二鉆機機組8在作業(yè)結束時被取下后，留下的有導向鉆桿7的分離部分，仍要放在目標鉆孔7a中的所述部分也要從目標鉆孔7a中取出。
以上述方式，目標鉆孔7a可沿著導向鉆桿的延伸部分7a筆直地加以鉆進。
此外，為形成一更精確的目標鉆孔7a、鉆機機組8的控制各自處理由從負載傳感器77、角度傳感器93和距離傳感器94所輸出的檢測信號來執(zhí)行。以下，這種控制將基于圖16至20加以說明。
導向鉆桿7也設有一以上所述的負載傳感器77。不過，這種負載傳感器77例如由兩軸檢測型的測力傳感器或類似器件組成，因此，可檢測在圖16中X-Y方向的直角相交的力。在圖16上的兩座標軸X’-Y’表示兩軸(線)，這兩根軸就是在鉆機機組8的固定單元10固定在目標鉆孔7a的壁上時連接待固定的推進機構的彼此相對的，即，四個液壓缸21并彼此相對地以直角延伸的兩軸線(軸)。若導向鉆桿7和鉆機機組8設有防止鉆機機組8繞導向鉆桿7轉動的機構，X-Y軸線是事先由負載傳感器77檢測到的力的方向，它可與可假設地設定在鉆機機組8上的X’-Y’軸線對齊(定位)。在這種情況下，就不需要上述布置在鉆機機組8上的角度傳感器93。因為在第一實施例中不設置以上所述的防止機構，所以由于懸掛鉆機機組8的鋼絲繩65的扭轉，任何試圖用在鉆機機組8上所設定的X’-Y’軸線與負載傳感器77的X-Y軸線的對齊(定位)是幾乎不能得到成功的。因此，鉆機機組8的角度傳感器93則被用作把在兩軸線X-Y的方向上的力轉變成在鉆機機組8上所設定的兩假想軸線X’-Y’的方向上的力，其中，兩軸線X-Y方向上的力由負載傳感器77加以檢測。
另外，如圖18所示的那樣，可制定下列公式F＝P+N(1)P×L2＝N×L1(2)在公式中N把由負載傳感器77所檢測到的按兩個方向X-Y上的兩個力合成所得到的力。
F在土方鉆進挖斗19a的鉆進過程中施加于鉆機機組8上的偏壓負載。
P施加于導向鉆桿7上的反作用力。
L2在土方鉆進挖斗19a的下限點和從其高度方向觀察的土方鉆進挖斗19a的近似中心點之間的距離，這是在挖斗下限點上產生反作用力P，并假定在近似土方鉆進挖斗19a的中心點發(fā)生偏壓負載F的情況下。
L1從在其高度方向觀察的土方鉆進挖斗19a的近似中心點到負載傳感器77的距離。
這里，距離L2可被看作為能由土方鉆進挖斗19a的形狀所決定的常數。如上所述，力N可作為力的合成，也就是由負載傳感器77所檢測的按兩軸線X-Y方向得到的檢測值。另外，距離L1是根據從以上所述距離傳感器94中所輸出的信號來確定的。因此，施加于導向鉆桿7的反作用力P可根據公式(2)加以計算。此外，基于上述所確定的反作用力P和由以上所述的負載傳感器77所測得的合成力N，就可根據公式(1)確定施加于(作用于)鉆機機組8上的偏壓負載F的值。偏壓負載F在方向上是與反作用P和合成力N相反。
在進行鉆進作業(yè)時，把負載傳感器77、角度傳感器93和距離傳感器94的各個檢測信號都輸入到安裝在控制室80中的控制器99的中心偏離控制單元101。此時，中心偏離控制單元101進行例如來自由負載傳感器77所檢測到的兩軸線X-Y方向的合成力N的判定。此外，根據由距離傳感器94所檢測到的鋼絲繩65的長度上的變化，還進行圖18所示的距離L1的判定。然后，根據公式(1)進行計算以確定施加于導向桿7的反作用力P，根據由以上所確定的反作用力P和合成力N進行計算。且所有以上所確定的合成力N、反作用力P和偏壓負載F之間存在著圖19所示的關系。如圖20所示，此時，根據角度傳感器93的檢測信號進行計算以使將在X-Y軸線上的偏壓負載F轉變成在X’-Y’軸線上的力F’，并且還確定了在X’-Y’軸線方向上的力F’的分力。然后，為確定操作的目標距離而進行計算，在此目標距離范圍內應該使圖16所示有關的固定機構的液壓缸60之一伸長和縮回以使這些分力減小到零。與此操作的目標距離相對應的主控信號從控制器99的中心偏離控制單元101中輸出并響應于此主控信號而起動相關的液壓缸60。
在以上所述的方式中，有可能在鉆孔作業(yè)期間控制鉆機機組8的空間方位，因此，鉆機機組8沿著其整個周面基本上承受到相等的力。這使得有可能在進行鉆掘的同時始終使鉆機機組8的中心軸線與導向鉆桿7的中心軸線基本上保持重合，也就是與目標鉆孔7a的中心軸線保持重合。
以上所述構成的鉆進鉆孔機的第一實施例與上述圖1A至1F所示的鉆進鉆孔方法結合也可經固定機構由目標鉆孔7a的壁來承受反作用力并且也可由導向鉆桿7來承受反作用力，因而可限制和減少在鉆進過程中鉆機機組8的擺動。這使得有可能沿導向鉆桿7的延伸方向進行鉆孔，而可使鉆機機組8的中心軸線相對于目標鉆孔7a的中心軸線的中心偏離和發(fā)生鉆機機組8的傾斜減至最小，以致可鉆掘一高垂直精度的鉆孔7a。在鉆進過程中就基本上不需要調整鉆機機組8的空間方位，從而使得有可能提高鉆進作業(yè)的效率。再說，鉆孔7a可以高垂直精度地加以形成，以致不再需要使鉆孔7a做得不必要地大。在把混凝土灌入鉆進后的鉆孔7a時，混凝土可以最小損失量加以澆注。
另外，土方鉆進挖斗19a也用作排土機構。不論地基的狀況和鉆進的深度，土方鉆進挖斗19a允許在其中堆積與土方鉆進挖斗19a的容量相當的數量的已鉆出土壤和石塊。因此，有可能進行這種鉆出的土壤和石塊的排出，而無須任何專門的排土機構。
在上述實施例中，在用第二鉆機機組8開始鉆進時，反作用力由安裝在井架62上的各個支柱71上的反作用力支承板76來承受。因此，不需要其它大型構件來承受鉆進反作用力，從而產生經濟上的利益。
再說，反作用力在鉆進過程中由以上所述的目標鉆孔74的壁和導向鉆桿7所承受。因此，對第二鉆機機組8本身而言就不需要(不必)考慮承受大的反作用力，為此第二鉆機機組8可做得小而輕。另外，導向鉆桿7可設計成能具有如此較小的直徑，使得可把它插入直徑小于目標鉆孔7a的導向孔(定位孔)6中。由于這些特點，可形成其總體形狀小和重量輕的鉆進鉆孔機，該鉆孔機包括裝有井內結具2、導向鉆桿7的第一鉆機機組和第二鉆機機組8。因此，把包括第一鉆機機組及其上所裝的井內鉆具2、導向鉆桿7和第二鉆機機組8的鉆進鉆孔機搬運到鉆進現場就比較容易。因為可減小鉆進所需要的工序數，有可能做到降低鉆進成本。
為了形成具有較大直徑的目標鉆孔7a，只需要調整鉆具的尺寸，例如與目標鉆孔7a的直徑相一致的第二鉆機機組8上的土方鉆進挖斗19a。盡管這種大的鉆孔的成形以前曾被認為是相當困難的，但在不引起導向鉆桿7和第二鉆機機組8的尺寸和重量實質性增加的情況下，3至4米左右直徑的目標鉆孔可易于加以形成的。
如以上所說明了的那樣，因為把鉆機鉆孔機搬運到鉆進現場的工作是比較容易和3至4米左右的大直徑目標鉆孔可很快地加以形成，根據本實施例的鉆進鉆孔機也可應用于山區(qū)的輸電塔或諸如此類的基礎鉆孔的構筑，不過這種基礎鉆孔的構筑迄今還由手工鉆進來完成。
當本實施例的鉆進鉆孔機代替手工鉆進而應用于如上所述的山區(qū)中的輸電塔的基礎鉆孔的構筑時，可明顯地提高鉆進作業(yè)的效率。
根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第二實施例下面將結合附圖21和22加以說明。
作為排土機構，本第二實施例設有排出破碎土壤和石塊的機構，這些粉碎土壤和石塊通過真空吸入，換言之，使用空氣壓力而被堆積在土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部分19c。
根據本第二實施例，一真空單元102被安置在地基上和一儲存破碎土壤和石塊的裝料斗104被安放在井架62上。在裝料斗104和真空單元102之間的管路中，安裝有一過濾器103。一排土管105的一端與裝料斗104連接其下端則處于面對土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部19c的位置。其余結構類似于以上所述的第一實施例的相應結構。
在此第二實施例中，當由于鉆進作業(yè)的結果而想要排出堆積在土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部19c中的破碎土壤和石塊時，開動真空單元102。在真空單元102工作時，將臨時儲存部19c中的破碎土壤和石塊吸入到排土管105并把它儲存在裝料斗104中，順便地說，由真空單元102所吸入的空氣是在過濾單元103中加以凈化的。在這種情況下，已從土方鉆進挖斗19a的臨時儲存部19c中卸出的破碎土壤和石塊被儲存在裝料斗104中，就可用適當機構打開裝料斗104的下部從井架中取出粉碎土壤和石塊。其它的有益效果類似于上述根據本發(fā)明鉆進鉆孔機的第一實施例中所獲得的效果。
以下，根據本發(fā)明的鉆進鉆孔機的第三實施例將結合附圖23加以說明。
在第三實施例中，一作為安裝在第二鉆機機組8的可移動單元21的下限點上的鉆具，一由旋轉滾輪鉆進地基1的齒輪鉆頭106安裝在上述圖22所示的第二實施例的土方鉆進挖斗19a的適當位置上。其余的結構類似于上述圖22中所示的第二實施例的相應結構。上述所構成的鉆進鉆孔機也能在地基中精確地鉆掘一目標鉆孔7a。
在以上所述的第一至第三實施例中，導向鉆桿是如此構成的，即可把它分成多個部分。在目標鉆孔7a的鉆進距離較短的地方，可配置(裝配)不含這種可分開部分的導向鉆桿7。
另外，上述第一至第三實施例各設有作為驅動固定機構可延伸板61的機構的液壓缸60。不過，有可能采用這樣的結構，即可配置一電動機來代替液壓缸60、安裝諸如齒條或類似部件那樣的轉換機構而使電動機的轉動轉變成線性運動并可通過該轉換機構使可延伸板61能前進或后退。順便地說，四個固定機構則安裝在水平面上的前、后、左和右的位置。不過，僅有兩固定機構可按相互對置關系布置僅有三個固定機構按等間隔關系布置。如需要的話，也可安裝五個或五個以上的固定機構。
在以上所述的第一至第三實施例中，都配置了負載傳感器77，角度傳度器93和距離(間距)傳感器94。但是，因為目標鉆孔7a可基本上不依賴這些檢測信號而以高垂直精度加以鉆進，因此有可能把它們設計沒有這些傳感器77，93，94的實施例。
另外，在以上所述的第一至第三實施例的每一個中，作為固定機構都裝有液壓馬達20。替代這些液壓缸20的布置是電動機。
在以上所述的第一至第三實施例中，把土方鉆進挖斗19a、鉆具或真空單元102安排為排土機構。但是，有可能配置對著鉆進區(qū)域的破碎土壤和石塊噴吹壓縮空氣的機構并在對著該粉碎土壤和石塊噴吹壓縮空氣以將它們排除。作為另一種替換，也可設置用水壓排土的機構。
由于根據本申請的權利要求1-35的鉆進鉆孔方法及鉆進鉆孔機設計成能通過以上所述的目標鉆孔的壁和導向鉆桿來承受鉆進的反作用力，鉆掘目標鉆孔的鉆機機組可制成一不要求本身承受大的鉆進反作用力的、小型和輕便的結構。因此，鉆進鉆孔機可按輪廓尺寸小和重量輕地加以構成。為把鉆進鉆孔機搬運到鉆進現場所需要的工作是較容易的，因此，可減少鉆進所需的工序數量，從而使得有可能與傳統(tǒng)鉆進鉆孔機相比可降低鉆探成本。
另外，為形成具有較大直徑的目標鉆孔，只需要調整鉆具的尺寸，在鉆進鉆孔機上裝上與目標鉆孔的直徑相一致的鉆具。這使得有可能易于在不需要擴大導向鉆桿和鉆進鉆孔機的實際尺寸的情況下鉆進一所需尺寸的目標鉆孔。因此，盡管大的目標鉆孔的形成以前(曾)是很困難的，但具有3至4米左右的大直徑的目標鉆孔可在地基中加以構筑。
如以上所說明了的那樣，對鉆進現場的搬運工作已變成相當容易，3至4米左右大直徑的目標鉆孔的形成是可以做到的。因此，雖然基礎鉆孔以前曾經由手工鉆進所完成，但根據本發(fā)明的鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機也可應用于在多山區(qū)中的輸電塔的基礎鉆孔等的形成。在根據本發(fā)明的鉆進鉆孔方法和鉆進鉆孔機應用于多山區(qū)中的輸電塔等的基礎鉆孔的形成時，鉆進作業(yè)的效率可明顯地得到提高。
另外，鉆進反作用力可由以上所述的目標鉆孔的壁和導向鉆桿來承受。這使得有可能限制和減小在鉆進作業(yè)期間鉆進鉆孔機的擺動，因而有可能限制鉆進鉆孔機的中心軸線相對于目標鉆孔的中心軸線的中心偏離，并還限制鉆進鉆孔機發(fā)生傾斜，以致目標鉆孔可筆直地沿著導向鉆桿延伸部分而加以形成。因此，在水平面上基本上不需要調整鉆進鉆孔機的空間方位，從而使在進行鉆進作業(yè)時的控制變得較容易。與傳統(tǒng)技術相比較，根據本發(fā)明的鉆進鉆孔方法可有效地形成具有更精確垂直度的鉆孔。
特別是在根據權利要求21的鉆進鉆孔機中，鉆具為土方鉆進挖斗，該土方鉆進挖斗也可用作排土機構。排土作業(yè)可通過提升和降下懸掛狀態(tài)的土方鉆進挖斗而有效地達到。大體上講，不需要配置其它排土機構。因此，鉆進鉆孔機可提高鉆出的土壤和石塊的排出作業(yè)的有效性，并且是經濟的，這是因為鉆進鉆孔機的構造所需的部件數量可保持得較少。
權利要求
1.一種鉆進鉆孔方法，其特征在于在地基(1)中鉆進一具有直徑小于目標鉆孔(7a)的導向孔(6)；把導向鉆桿(7)插入所述導向孔中；把鉆機機組(8)安裝在所述導向鉆桿上，所述鉆機機組(8)具有一鉆進所述地基的鉆具(19d、19e)，使所述鉆具旋轉的機構(20)、驅動所述鉆具的機構(21)和相對于所述地基固定所述鉆機機組的主體的機構(62)；可選擇地起動安裝在所述導向鉆桿上的所述鉆機機組的所述旋轉機構、驅動機構和固定機構，因而使所述鉆具能沿著所述導向鉆桿推進以鉆掘所述目標鉆孔。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括在所述目標鉆孔已鉆進第一預定間距范圍內之后，停止所述鉆機機組的運作；將所述鉆機機組的主體和所述地基分離開并將所述主體移到相當于所述第一預定間距的距離；再相對于地基固定所述主體并使所述鉆具沿著導向鉆桿推進以在第二預定直線間距范圍內鉆掘所述地基；使所述鉆具在所述第二預定直線間距范圍內退回并回轉一預定角度；使所述鉆具沿著所述導向鉆桿推進以在第三預定直線間距范圍內鉆掘所述地基；在所述第二預定直線間距范圍內重復所述鉆具的所述退回，所述鉆具在所述角度內轉動，并在所述第三預定直線間距范圍內通過所述鉆孔延伸而鉆進，借此，所述目標鉆孔在第四預定間距范圍內得以鉆進；重復與前述相同的操作一直到在其整個長度范圍內形成所述目標鉆孔。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在為鉆掘所述目標鉆孔而使所述鉆具沿著所述導向鉆桿推進時，使所述鉆孔機在轉動下推進。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于在所述的方法包括在所述目標鉆孔已在第一預定間距范圍內加以鉆進后，停止所述鉆機機組的作業(yè)；把所述鉆機機組的主體和所述地基分離開并將所述主體移動到相當于所述第一預定間距的距離；再相對于所述地基固定所述主體，并使所述鉆具沿著所述導向鉆桿推進以在第二預定直線間距范圍內鉆掘所述地基；重復類似的操作一直到在其整個長度范圍內形成所述目標鉆孔。
5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于把所述破碎土壤和石塊從所述地基中取出。
6.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于所述目標鉆孔為一在垂直方向延伸所形成的垂直鉆孔。
7.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于所述目標鉆孔是一在水平方向延伸所形成的水平鉆孔。
8.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于目標鉆孔在其整個長度范圍內形成后，從所述目標鉆孔中取出所述鉆機機組。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于在取出所述鉆機機組后，也從所述導向鉆孔中取出導向鉆桿。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于在所述導向鉆桿事先被分開后，取出導向鉆桿。
11.一種鉆進鉆孔機，其特征在于一第一鉆機機組(3)，它用來在地基(1)中鉆進一直徑小于目標鉆孔(7a)的導向孔(6)；一導向鉆桿(7)，它被用來插入由所述第一鉆機機組所形成的所述導向孔；一第二鉆機機組(8)，它具有相對于所述地基和一鉆具固定所述第二鉆機機組的主體的機構(62)，所述第二鉆機機組通過所述導向鉆桿的導向以鉆掘所述目標鉆孔。
12.根據權利要求11所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述的第二鉆機機組包括一主機體，它具有一可通過所述導向鉆桿貼著所述目標鉆孔的壁可固定的固定單元(10)和一可沿著所述導向鉆桿的長度移動的可移動單元(12)；使所述固定單元對著所述目標鉆孔的壁固定的機構(60，61)；所述的安裝在所述可移動單元上的鉆具，用于鉆掘所述地基中的所述目標鉆孔；使所述鉆具轉動的機構；推進所述可移動單元的機構，所述推進機構在其一端上與所述可移動單元連接，而在其相對端上與所述固定單元連接。
13.根據權利要求12所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述可移動單元具有一在環(huán)繞所述導向鉆桿的壁和所述目標鉆孔的壁的轉動受限制的非轉動部分(16)和一在環(huán)繞所述導向鉆桿的壁和目標鉆孔壁的轉動不受約束的轉動部分(18)；所述鉆具安裝在所述轉動部分上。
14.根據權利要求12-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述固定機構包括一液壓缸(60)和一可延伸板(61)，該延伸板在起動所述液壓缸時緊貼在所述目標鉆孔的壁上而配置的。
15.根據權利要求12-13任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述旋轉機構包括液壓馬達(20)和電動機之一。
16.根據權利要求12-13任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述推進機構包括一液壓缸。
17.根據權利要求11-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆具是一土方鉆進挖斗(19a)。
18.根據權利要求11-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆具是一齒輪鉆頭(106)。
19.根據權利要求11-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述第一鉆機機組具有一鉆進所述導向孔的井內鉆具(2)。
20.根據權利要求11-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆進鉆孔機附加地設有機構(82；102-105)，它可用來把通過由所述第二鉆機機組的鉆具鉆進所述地基中所產生的鉆挖出的土壤(83)排出到地基的外面。
21.根據權利要求20所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述第二鉆機機組的鉆具是土方鉆進挖斗(19a)和所述土方鉆進挖斗也用作鉆挖出土壤的排出機構。
22.根據權利要求20所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆挖出的土壤排出機構至少是使用氣壓排出鉆出的土的機構和使用液壓排出鉆挖出的土壤的機構之中的一個。
23.根據權利要求11所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述的導向鉆桿是可分開的。
24.根據權利要求11所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述的鉆進鉆孔機另外設有從所述地基中把所述第二鉆機機組取出的機構。
25.根據權利要求24所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述的取出機構具有一鋼絲繩(65)。
26.根據權利要求11所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆具包括一土方鉆進挖斗(19a)、一固定鉆頭(19d)和一可移動鉆頭(19e)。
27.根據權利要求26所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆進鉆孔機附加設有作動所述可移動鉆頭的液壓缸(19f)。
28.根據權利要求11-13的任一項所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述鉆進孔機另設有一支承所述第二鉆機機組的井架(62)。
29.根據權利要求28所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架具有一能提升或降下懸掛狀態(tài)的所述第二鉆機機組的絞盤(63)。
30.根據權利要求29所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架還設有一支承所述絞盤的支架(73)和移動所述支架的機構。
31.根據權利要求30所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述可移動機構包括一些安裝在所述井架上的導軌(74)和安裝在所述支架(73)上并可在導軌上滾動的滾輪。
32.根據權利要求28所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架附加地設有一用于所述導向鉆桿(7)的定位銷(78)。
33.根據權利要求32所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架在所述銷(78)上還設有一檢測所述導向鉆桿所受到的負荷的負載傳感器(77)。
34.根據權利要求32或33所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架還設有一用于使所述銷(78)定位的液壓缸(79)。
35.根據權利要求28所述的鉆進鉆孔機，其特征在于所述井架另外設有一與所述固定機構可結合的反作用力支承板(76)。
全文摘要
一種鉆井鉆孔方法和鉆進鉆孔機，在地基中可由具有轉盤和井內鉆具的第一鉆機機組鉆掘一導向孔。導向鉆桿被插入導向孔。第二鉆機機組安裝在導向鉆桿上。此第二鉆機機組設有鉆進地基的土方鉆進挖斗，把固定機構固定在地基目標鉆孔壁上的液壓缸和使土方鉆進挖斗可推動的另一液壓缸。因此，在鉆進作業(yè)期間鉆進反作用力可由目標鉆孔和導向鉆桿加以承受。在被轉動時，使土方鉆進挖斗可在與液壓缸的沖程相當的距離內推進。重復以上操作，直到目標鉆孔在其整個長度上形成。
文檔編號E21B7/28GK1136126SQ9512180
公開日1996年11月20日 申請日期1995年12月22日 優(yōu)先權日1995年5月1日
發(fā)明者相澤和夫, 鷲見竹夫, 草川延浩, 波里正典, 佐藤郎, 村岡正, 相源富浩 申請人:日立建機株式會社