一種可實(shí)現(xiàn)正、反循環(huán)氣動(dòng)潛孔錘工法的旋挖鉆機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋挖鉆機(jī)，具體是一種可實(shí)現(xiàn)正、反循環(huán)氣動(dòng)潛孔錘工法的旋挖鉆機(jī)，屬于旋挖鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，旋挖鉆機(jī)施工中的巖石破碎主要屬于剪切入巖，根據(jù)巖石剪切破碎的條件，旋挖鉆機(jī)要實(shí)現(xiàn)順利入巖，必須具備大扭矩及有效傳遞的大加壓力、鉆具截齒的高硬度以及耐磨性三大主因素。然而，由于后兩種因素的限制，使得旋挖鉆機(jī)在硬巖工況下施工效率極其低下。而且，因地層對(duì)設(shè)備的反作用力波動(dòng)大，且峰值高，故對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)件疲勞性損害也較大。
[0003]在此背景下氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，所述氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)是國內(nèi)外目前應(yīng)用較多的一種鉆進(jìn)技術(shù)，也是空氣鉆進(jìn)技術(shù)在碎巖方法上的一項(xiàng)重大突破。將氣動(dòng)潛孔錘與旋挖鉆機(jī)的配套使用技術(shù)不僅可以大幅度提高鉆進(jìn)效率、而且成孔質(zhì)量較好、施工成本低，較適用于中等硬度以上的巖層鉆進(jìn)，特別是堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)。但現(xiàn)有氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)尚存在一些不足的地方:
[0004](I)旋挖鉆機(jī)與潛孔錘配合使用時(shí)，鉆孔直徑較大，一般應(yīng)用正循環(huán)較多，為防止塌孔，必須全護(hù)筒套管跟進(jìn)施工，這樣不僅成本較高，而且所排渣不容易收集，環(huán)境污染較大。而若利用反循環(huán)進(jìn)行排渣，雖然可以集中收集渣，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還可以減少全護(hù)筒施工，降低施工成本。但由于目前市場上大直徑正循環(huán)潛孔錘直徑最大可達(dá)2米，反循環(huán)潛孔錘直徑最大才0.3米左右，如何在施工大孔徑時(shí)用正循環(huán)潛孔錘實(shí)現(xiàn)反循環(huán)施工工法是粧工行業(yè)一直研宄且還未解決的重大難點(diǎn)；
[0005](2)傳統(tǒng)的氣動(dòng)潛孔錘裝置中鉆桿和水龍頭分別接到動(dòng)力頭的上下端，由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆桿，水龍頭上輸氣孔及排渣孔通過動(dòng)力頭轉(zhuǎn)換到鉆桿中。這種結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)旋挖鉆機(jī)與氣動(dòng)潛孔錘配合使用，但動(dòng)力頭改動(dòng)較大，不能很方便地實(shí)現(xiàn)普通旋挖與氣動(dòng)潛孔錘旋挖之間的切換，施工成本較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)正、反循環(huán)氣動(dòng)潛孔錘工法的旋挖鉆機(jī)，利用正循環(huán)潛孔錘，通過拆除、安裝正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，達(dá)到正、反循環(huán)施工的目的；采用一種特殊的水龍頭和特殊的鉆桿，供氣管路、排渣管路等全部從水龍頭、鉆桿和正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部通過，使得動(dòng)力頭無需改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)普通旋挖與氣動(dòng)潛孔錘旋挖之間方便切換。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種可實(shí)現(xiàn)正、反循環(huán)氣動(dòng)潛孔錘工法的旋挖鉆機(jī)，包括旋挖鉆機(jī)機(jī)身、安裝在旋挖鉆機(jī)機(jī)身中鉆機(jī)鉆桅頂端的鵝頭、繞過鵝頭的鋼絲繩、安裝在鉆機(jī)鉆桅上的動(dòng)力頭和安裝在動(dòng)力頭中的鉆桿，還包括水龍頭、隨動(dòng)架、正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置以及正循環(huán)潛孔錘，所述水龍頭、鉆桿和正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部都設(shè)有潛孔錘供氣、氣舉反循環(huán)供氣和排渣三條管路；所述水龍頭固定安裝在隨動(dòng)架上，水龍頭的下端與鉆桿的上端連接，所述鉆桿的下端穿過動(dòng)力頭，傳遞旋挖動(dòng)力；所述隨動(dòng)架安裝在旋挖鉆機(jī)機(jī)身的鉆機(jī)鉆桅上，并可在鋼絲繩的作用下沿鉆機(jī)鉆桅上下移動(dòng)；當(dāng)需要反循環(huán)施工時(shí)，可將正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置的上端與鉆桿的下端連接，并將正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置的下端與正循環(huán)潛孔錘連接，進(jìn)行反循環(huán)施工；需要正循環(huán)施工時(shí)，可拆除正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，將正循環(huán)潛孔錘直接接到鉆桿的下端，進(jìn)行正循環(huán)施工。
[0008]還包括集渣車和空壓機(jī)，所述集渣車通過排渣管與水龍頭的出渣口相連，空壓機(jī)通過進(jìn)氣管、氣舉進(jìn)氣管與水龍頭的進(jìn)氣口、氣舉進(jìn)氣口對(duì)應(yīng)相連。
[0009]所述水龍頭、鉆桿及正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置的連接端都設(shè)有相互匹配的內(nèi)、外六方接頭、，水龍頭與鉆桿之間、鉆桿與鉆桿之間、鉆桿與正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置之間通過設(shè)置在各自端部的一對(duì)內(nèi)、外六方接頭、連接；各對(duì)內(nèi)、外六方接頭、之間通過第三銷軸總成連接。
[0010]所述內(nèi)、外六方接頭、之間設(shè)有用于保證各自管路密封性的密封圈。
[0011]所述水龍頭包括三通道的殼體總成、回轉(zhuǎn)體、使三通道的殼體總成與回轉(zhuǎn)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軸承、與回轉(zhuǎn)體相連接的輸出外六方軸總成以及內(nèi)圈固定在隨動(dòng)架上、外圈固定外六方軸總成的回轉(zhuǎn)支承，所述三通道的殼體總成包括殼體1、殼體II及殼體III;殼體I上設(shè)有出渣孔及法蘭盤，施工中碎石及雜物可通過出渣孔排出，法蘭盤與過渡體連接；過渡體下端與殼體II固定，殼體II上設(shè)有氣舉反循環(huán)供給孔，氣舉反循環(huán)供給孔在施工中可提供氣源，實(shí)現(xiàn)氣舉排渣；殼體II下端與殼體III固定，殼體III上設(shè)有潛孔錘進(jìn)氣孔，在施工中，潛孔錘進(jìn)氣孔可用于提供氣源供給潛孔錘工作。
[0012]所述三通道的殼體總成固定在隨動(dòng)架上，隨動(dòng)架上設(shè)有軸承安裝止口 ；所述軸承的外圈與隨動(dòng)架軸承安裝止口配合，內(nèi)圈與回轉(zhuǎn)體配合安裝，使三通道的殼體總成和隨動(dòng)架不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)體與三通道的殼體總成之間設(shè)有用于密封各通道防止氣源泄漏的旋轉(zhuǎn)密封，使回轉(zhuǎn)體與三通道的殼體總成之間可相互相對(duì)運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)體與外六方軸總成相連接，外六方軸總成上設(shè)計(jì)有安裝孔，可使外六方軸總成與回轉(zhuǎn)支承外圈連接，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈固定在隨動(dòng)架上；外六方軸總成上設(shè)有與鉆桿端部內(nèi)六方接頭配合使用的外六方接頭。
[0013]所述隨動(dòng)架上安裝有提升架，所述提升架的上端與鋼絲繩連接。
[0014]所述正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置包括短鉆桿、供氣管路和排渣系統(tǒng)；所述短鉆桿的上端設(shè)有內(nèi)六方接頭，下端設(shè)有外六方接頭；所述短鉆桿內(nèi)設(shè)有與內(nèi)六方接頭I連通用于氣舉排渣的氣舉供給管；所述供氣管路包括進(jìn)氣管1、過渡腔和曲形進(jìn)氣管II，進(jìn)氣管I上端通過過渡腔與內(nèi)六方接頭連通，進(jìn)氣管I下端通過過渡腔連接曲形進(jìn)氣管II，曲形進(jìn)氣管II連通外六方接頭；所述排渣系統(tǒng)包括排渣孔及排渣管a，所述排渣管a設(shè)置在短鉆桿內(nèi)，并與內(nèi)六方接頭連通，短鉆桿下端部開設(shè)有若干與排渣管a連通的排渣孔。
[0015]所述短鉆桿下部外周設(shè)有護(hù)筒，護(hù)筒下設(shè)置有用于集渣的護(hù)罩。
[0016]所述鉆桿包括中空的外桿，所述外桿的兩端分別連接設(shè)有中心孔的內(nèi)六方接頭和外六方接頭，所述內(nèi)、外六方接頭的中心孔內(nèi)均設(shè)有鋼管座，內(nèi)、外六方接頭上中心孔的外周開有長圓孔槽；所述外桿內(nèi)側(cè)兩端設(shè)有與外桿同心的圓柱形過渡腔，所述外桿內(nèi)套有同心放置且橫貫兩段過渡腔的第一鋼管，第一鋼管的兩端分別與內(nèi)、外六方接頭的中心孔對(duì)接；所述外桿和第一鋼管之間的環(huán)形圓柱空腔內(nèi)布置有連通兩段過渡腔的第二鋼管；所述第一鋼管內(nèi)布置有橫穿第一鋼管的第三鋼管，所述第三鋼管的一端插入內(nèi)六方接頭中心孔內(nèi)的鋼管座，另一端穿出外六方接頭中心孔內(nèi)的鋼管座；所述兩段過渡腔分別與內(nèi)、外六方接頭上的長圓孔槽連通；所述內(nèi)、外六方接頭的長圓孔槽、過渡腔以及第二鋼管形成潛孔錘供氣管路；所述第三鋼管與內(nèi)、外六方接頭的鋼管座形成氣舉反循環(huán)管路；所述內(nèi)、外六方接頭的中心孔以及第一鋼管和第三鋼管之間的空腔形成排渣管路。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用正循環(huán)潛孔錘，通過安裝、拆除正反循環(huán)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，達(dá)到正、反循環(huán)施工的目的，而采用內(nèi)設(shè)孔錘供氣、氣舉反循環(huán)供氣和排渣三條管路的水龍頭、鉆桿和正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，使得動(dòng)力頭無需改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)普通旋挖與氣動(dòng)潛孔錘旋挖之間方便切換。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為水龍頭與其他部件間的連接示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明水龍頭的