一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法与流程

本发明属于挡墙成孔施工的，具体涉及一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法。

背景技术：

1、在边坡支护、路基构筑等工程中，挡墙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，被广泛地应用于各个工程领域。传统的挡墙截面较大，并且不能充分利用挡墙前岩土体强度。对于带水平悬臂板结构的挡墙，水平悬臂板可以充分地利用挡墙前岩土体的强度，提高挡墙的抗滑能力，但带水平悬臂板挡墙的水平悬臂板孔成孔难度极大，传统的挡墙孔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占坍塌事故总数的65％，并且效率低、成本高，机械开挖更加安全高效。因此，在岩土层内采用机械钻挖带水平悬臂板挡墙孔对于保证施工人员安全、提高效率具有重要的意义。

2、现有开槽技术主要包括挖斗式和铣削轮式，专利号cn 114687393a《一种连续墙施工设备及其施工方法》通过旋挖钻和抓斗联合循环钻挖地连墙槽。专利号cn 110258693a《一种液压抓斗及地下连续墙施工设备》通过活动卡扣和连接件实现液压抓斗和双轮铣的之间的切换，实现一机多用，钻挖地下连续墙槽。为实现在低净空进行地连墙的施工，专利号cn 114086618a《一种在地下进行地连墙施工的模块化铣槽装置》将地连墙成槽设备各功能部件模块化为铣切模块、抽浆模块、卷吊模块和配件卷盘模块，并由前至后依次相互连接铺设在轨道上；专利号cn115070953a《一种建筑工程地下连续墙施工用开槽设备》将同步铣削和水力切割设备通过行架吊装于两个承载车中间，防止承载车导致的槽孔受到横向压力塌孔，提高开槽质量和槽孔稳定性。专利号cn 216108696 u《一种桁架链铣搅地连墙机》和专利号cn 115897551 a《一种基于trd工法钻机的连续墙施工设备及施工方法》均是在两端带有主动和被动驱动机构的桁架上套设均布多个铣搅头的链条，通过主动驱动机构驱动带铣搅头链条钻挖地连墙槽孔。现有地连墙成槽机虽然解决了一些地连墙成槽问题。但还存在以下问题：(1)挡墙内侧土压力会造成挡墙与嵌固段接触位置隆起；(2)不能充分利用挡墙嵌固段岩土体强度，抵抗土压力引起的挡墙变形；(3)挡墙锚固深度过大，造成施工成本过高；(4)无法实现岩土体内水平悬臂板结构孔的施工。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，通过钻机在岩土体上开挖挡墙孔，钻机上设有旋转正交履带钻组件和横切履带钻，通过旋转正交履带钻组件和横切履带钻在岩土体内钻挖竖向墙体孔，并通过旋转正交履带钻组件在岩土体内钻挖水平悬臂板孔，水平悬臂板可以充分地利用挡墙前岩土体的强度，提高挡墙的抗滑能力；减少挡墙锚固长度，节约施工成本；水平悬臂板孔的钻挖无需其他机械设备辅助，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、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，所述方法包括以下步骤：

4、（s1）在钻机上自上而下依次设置起吊组件和u形钢架，所述u形钢架上安装有水平设置的旋转正交履带钻组件和竖向设置的横切履带钻；

5、其中，所述旋转正交履带钻组件包括旋转正交履带钻和平移组件，所述平移组件驱动所述旋转正交履带钻进行水平移动和转动，所述平移组件包括u形驱动架、平移电机、滑动块、支撑座、驱动板和转动电机，所述支撑座和所述平移电机分别固定在所述u形钢架的两侧，所述平移电机的平移丝杆转动连接于所述支撑座，所述滑动块同所述平移丝杆相配合并安装在所述平移丝杆上，所述滑动块固定在所述驱动板上，所述转动电机和所述u形驱动架分别设置在所述驱动板的两侧面，所述转动电机的转动轴穿过所述驱动板并同所述u形驱动架固定连接；

6、（s2）使所述旋转正交履带钻的水平向位于所述u形钢架内，控制所述旋转正交履带钻和所述横切履带钻向下钻挖岩土体至竖向钻孔的设计深度，并通过所述横切履带钻横向钻挖所述竖向钻孔，以得到竖向墙体孔；向上起吊所述钻机，使所述旋转正交履带钻组件移动至水平悬臂板孔的设计深度，开启所述平移组件的所述转动电机，所述转动电机驱动所述旋转正交履带钻转动一定角度，开启所述平移组件的所述平移电机，所述平移电机驱动所述旋转正交履带钻侧向钻挖岩土体，以形成水平钻孔，并通过所述旋转正交履带钻横向钻挖所述水平钻孔，以得到所述水平悬臂板孔。

7、所述起吊组件包括缆索固定架、吊梁、缆索电机和缆索，所述缆索固定架固定于所述吊梁底面，所述缆索电机经其上的缆索电机轴固定于所述吊梁上，所述缆索电机用于驱动所述缆索及其下端所吊装的所述u形钢架做升降运动。

8、所述u形钢架由左护板、右护板和前护板组成，所述右护板上开设有一允许所述旋转正交履带钻通过的钻口。

9、所述旋转正交履带钻包括旋转电机组件、履带组件和连板，所述旋转电机组件由旋转电机转子和齿轮环组成，所述齿轮环相对左右设置有两个且所述齿轮环的内环上固定有所述旋转电机转子，所述连板相对前后设置有两个且所述连板的两端分别固定连接于两所述旋转电机转子的旋转电机定轴的同一端，所述u形驱动架的两端分别同一所述旋转电机定轴的两端固定连接。

10、所述履带组件包括履带和绞刀组件，所述履带为环状且所述履带沿其内环的周向设置有若干齿，所述履带上的所述齿与所述齿轮环的外环上的齿相啮合，所述绞刀组件沿所述履带外环的周向均匀布置，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜安装在所述绞刀基座上的绞刀。

11、本发明的优点是：

12、(1)通过旋转正交履带钻组件实现岩土体内钻挖水平悬臂板孔；

13、(2)水平悬臂板可充分利用挡墙嵌固段岩土体强度，抵抗土压力引起的挡墙变形；

14、(3)水平悬臂板可消除挡墙内侧土压力造成挡墙与嵌固段接触位置隆起；

15、(4)减少挡墙锚固长度，节约施工成本；

16、(5)岩土体内竖向墙、水平悬臂板可一次成孔，提高施工效率、节省施工和设备成本的目的。

技术特征：

1.一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，其特征在于所述起吊组件包括缆索固定架、吊梁、缆索电机和缆索，所述缆索固定架固定于所述吊梁底面，所述缆索电机经其上的缆索电机轴固定于所述吊梁上，所述缆索电机用于驱动所述缆索及其下端所吊装的所述u形钢架做升降运动。

3.根据权利要求1所述的一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，其特征在于所述u形钢架由左护板、右护板和前护板组成，所述右护板上开设有一允许所述旋转正交履带钻通过的钻口。

4.根据权利要求1所述的一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，其特征在于所述旋转正交履带钻包括旋转电机组件、履带组件和连板，所述旋转电机组件由旋转电机转子和齿轮环组成，所述齿轮环相对左右设置有两个且所述齿轮环的内环上固定有所述旋转电机转子，所述连板相对前后设置有两个且所述连板的两端分别固定连接于两所述旋转电机转子的旋转电机定轴的同一端，所述u形驱动架的两端分别同一所述旋转电机定轴的两端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，其特征在于所述履带组件包括履带和绞刀组件，所述履带为环状且所述履带沿其内环的周向设置有若干齿，所述履带上的所述齿与所述齿轮环的外环上的齿相啮合，所述绞刀组件沿所述履带外环的周向均匀布置，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜安装在所述绞刀基座上的绞刀。

技术总结本发明公开了一种带旋转水平悬臂的挡墙机械成孔方法，方法包括以下步骤：在钻机上自上而下依次设置起吊组件和U形钢架，U形钢架上安装有水平设置的旋转正交履带钻组件和竖向设置的横切履带钻；控制旋转正交履带钻和横切履带钻向下钻挖岩土体至竖向钻孔的设计深度，并通过横切履带钻横向钻挖竖向钻孔，以得到竖向墙体孔；转动电机驱动旋转正交履带钻转动一定角度，平移电机驱动旋转正交履带钻侧向钻挖岩土体，以形成水平钻孔，并通过旋转正交履带钻横向钻挖水平钻孔，以得到水平悬臂板孔。本发明的优点是：通过旋转正交履带钻组件实现岩土体内钻挖水平悬臂板孔；岩土体内竖向墙、水平悬臂板可一次成孔，提高施工效率、节省施工和设备成本的目的。技术研发人员：赵璐,黄昌富,李文兵,姚铁军,时伟生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：技术公布日：2024/7/18