[发明专利]低净空双回转钻机及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于钻孔桩机设备，涉及一种可以在低净空条件下施工的双回转钻机。

背景技术

随着城市地铁建设的发展，一种在地铁车站施工中效率高、成本低的PBA 工法应运而生，其无需开挖地表、维持城市环保卫生、不影响地面交通、不影响市民正常生活；但这种工法的施工难点是需要在低净空(狭小的空间)条件下的导洞内钻孔制桩，导洞的横截面尺寸只有3.5～4米宽、4.5～5米高，而钻孔深度需达到二十几米。目前该工法的成孔的方法主要有两种：一是人工挖孔，二是使用反循环钻机钻孔；但其存在的问题是：前者效率低、不安全；后者钻孔时需要使用泥浆护壁，泥浆会对环境造成污染，而且在不稳定底层施工时桩身形状和质量不易控制，施工效率也不尽人意。所以市场目前非常需要有一种没有护壁泥浆污染、既安全环保、又效率高质量好的钻机解决上述问题。

目前，现有技术能解决护壁泥浆污染问题的钻机主要有：搓管机、全套管钻机、双动力头套管钻机、单动力头套管钻机。但前两种钻机依然存在施工效率低的问题，后两种钻机如已公开的：分离驱动式套管螺旋钻机及其施工方法 (ZL 200610138353.3)，多功能钻机及其施工方法(ZL 0313579.0)；这两种钻机虽能解决护壁泥浆污染问题、也能保证安全环保、效率高质量好，但是其整机外形尺寸过大，无法适应在净空小于10米的低净空条件下的导洞内施工。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的钻机在低净空条件下进行作业的缺陷，提供一种新型的低净空双回转钻机及其施工方法。

本发明采用如下技术方案实现：

低净空双回转钻机，包括钻机平台3、立柱4以及钻机动力头5，其中，

所述钻机平台3支撑设置在两组沿钻机前后方向平行布置的长船1上，所述长船1上设有沿钻机前后方向移动的平移小车1c，所述钻机平台3支撑于平移小车1c上；

所述立柱4固定设置在钻机平台3的前端，所述立柱4上设有竖向的立柱导轨4b，所述钻机动力头5通过机架5g滑动装配在立柱导轨4b上，并在立柱4和机架5g之间设置驱动钻机动力头升降的拉压油缸4d；

所述钻机动力头5包括原动机5c、主减速机5c、分流减速机5b、中心出力轴5d和外周出力轴5e，所述原动机5c、主减速机5c和分流减速机5b固定安装于机架5g上，并依次串联传动连接，所述分流减速机5b具有同一轴心布置的两个动力输出端，所述中心出力轴5d和外周出力轴5e同轴设置，并分别与分流减速机5b的两个动力输出端传动连接；

所述中心出力轴5d与分体式拼接的钻杆8和钻杆钻头9之间可拆卸连接，所述外周出力轴5e与分体式拼接的套管6和套管钻头7之间可拆卸连接。

进一步的，所述长船1的长船底座1a上设有沿钻机前后方向布置的长船导轨1b，所述平移小车1c沿长船导轨1b滚动装配，所述长船底座1a上设有推动平移小车1c移动的平移油缸1d。

进一步的，所述钻机平台3的前后两端支撑设置在相对长船垂直的短船2 上，所述短船2的短船底座2a上设有垂直于长船导轨1b的短船导轨2b，所述短船导轨2b上设有横移小车2c，所述钻机平台3的前后两端支撑于横移小车 2c上，所述短船底座2a上设有推动横移小车2c移动的横移油缸2d。

进一步的，所述钻机平台3的平台体3a通过顶升油缸3b可升降支撑在长船1的平移小车1c上，通过顶升油缸3b的升降，则可使长船1和短船2交替着地，实现前后与左右移动或转向状态的转换；所述平台体3a的前后两端底部通过旋转底座3d和铰接头3c支撑在短船2的横移小车2c上，这样通过前后两个横移油缸2d从相反方向推动横移小车2c，则可以使平台体3a与短船2之间发生相对转动，从而实现钻机的转向。

进一步的，所述机架5g通过若干组导向块5h滑动装配在立柱导轨4b上，其中一个导向块5h通过铰座4c与设置在立柱4上的拉压油缸4d连接。

进一步的，所述中心出力轴5d和钻杆8之间、所述外周出力轴5e和套筒6 之间分别通过快动锥销5f可拆卸装配；所述套筒6之间以及钻杆8之间通过连接锥销拼接。

在本发明的低净空双回转钻机中，所述钻机平台3的平台体3a上设有操作台3f和动力站3e。

本发明还公开了一种上述低净空双回转钻机的施工方法，具体包括如下步骤：

1)双回转钻机进入桩位一侧，钻机平台3沿长船1向后移动，钻机动力头 5沿立柱4提升至最高位置，设置套管钻头的套管6与设置钻头钻杆钻头的钻杆 8分别吊装至桩位后垂直地面放置；