带旋转水平悬臂与锯齿的抗滑桩或挡墙成孔双履带钻的制作方法

本技术涉及抗滑桩或挡墙钻孔机设备的，尤其是一种带旋转水平悬臂与锯齿的抗滑桩或挡墙成孔双履带钻。

背景技术：

1、在边坡支护、路基构筑等工程中，抗滑桩/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。滑坡推力作用于抗滑桩或挡墙时，剩余下滑力的作用方向通常并非是水平方向，而是与水平方向呈一定夹角，大部分滑坡的夹角在10～30°之间。根据剩余下滑力矢量分析，存在水平分力和竖向分力，通常采用的抗滑桩或挡墙只抵挡了其中的水平分力，竖向分力只作用于抗滑桩或挡墙传递至滑床，对于普通抗滑桩或挡墙没有直接作用。对于抗滑桩或挡墙悬臂端设置多排锯齿形分力块的挡墙，分力块可以发挥剩余下滑力的竖向分力，提供同水平力产生反向的弯矩，提高抗滑桩或挡墙抗弯能力。但锯齿抗滑桩或挡墙的分力块成孔难度极大。传统的抗滑桩或挡墙截面较大，并且不能充分利用抗滑桩或挡墙前岩土体强度。对于带水平悬臂结构的抗滑桩或挡墙，水平悬臂可以充分地利用抗滑桩或挡墙前岩土体的强度，提高抗滑桩或挡墙的抗滑能力，但带水平悬臂抗滑桩或挡墙的水平悬臂孔成孔难度极大，传统的抗滑桩或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锯齿抗滑桩或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、目前钻挖设备和机械开挖方式多样，现有抗滑桩钻孔机械有例如专利号cn103244053 a《矩形钻孔机》主要是通过两个凸轮体驱动两个钢框下部均布的t型刀头相向、往复运动，切削土体成矩形孔。专利号cn 104533300 a《矩形钻孔机》在矩形传动箱底部设置锥形钻头和在四个侧面设置十字形长刀，锥形钻头钻进形成圆形桩孔，然后通过十字长刀旋转切削修整为矩形桩孔。专利号cn 105951798 a《一种矩形钻孔机》主要是通过电机驱动四个带搅刀的凹腰圆柱切削土体，钻挖成矩形桩孔。现有挡墙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。现有抗滑桩或挡墙成槽机虽然解决了一些成孔、成槽问题。但还存在以下问题：(1)现有的钻机主要在岩土体内形成竖向矩形桩孔或墙槽，无法在岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂结构孔；(2)需要采用其他机械或辅助措施进行修孔处理，钻孔施工效率低和成本高，无法一次钻挖成槽或成孔；(3)抗滑桩或挡墙孔需要辅助设备清理桩孔或槽内渣土，钻挖和排渣设备集成度低，钻孔施工效率低和成本高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种带旋转水平悬臂与锯齿的抗滑桩或挡墙成孔双履带钻，由旋转正交履带钻组件、横切履带钻和圆锥钻组件组成，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桩孔/竖向墙体孔，通过旋转正交履带钻组件在岩土体内钻挖水平悬臂孔，通过圆锥钻组件在岩土体内钻挖分力块孔，分力块可以发挥剩余下滑力的竖向分力，提供同水平力产生反向的弯矩，同时水平悬臂可以充分地利用抗滑桩或挡墙前岩土体的强度，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；减少抗滑桩或挡墙锚固长度，节约施工成本；钻挖和排渣设备集成度高，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、本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

3、一种带旋转水平悬臂与锯齿的抗滑桩或挡墙成孔双履带钻，包括水平设置的旋转正交履带钻组件、竖向设置的横切履带钻和竖向设置的圆锥钻组件，所述旋转正交履带钻组件、所述横切履带钻和所述圆锥钻组件均安装在u形钢架上；

4、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；

5、所述圆锥钻组件包括呈侧向开口的箱型构造的圆锥钻u形钢架以及若干安装在所述圆锥钻u形钢架内的圆锥钻，单个所述圆锥钻为水平设置且多个所述圆锥钻之间呈矩阵排布。

6、所述圆锥钻包括依次连接的刀盘组件、动力组件和水平液压缸，所述动力组件驱动所述刀盘组件转动，所述水平液压缸一端固定在所述圆锥钻u形钢架上、另一端通过伸缩杆同所述动力组件连接，以驱动所述圆锥钻水平移动。

7、所述刀盘组件包括圆锥形的刀盘以及沿所述刀盘周向设置的若干切削进渣孔，所述刀盘外壁在每一所述切削进渣孔边缘处均安装有一切削刀；所述动力组件包括保护罩壳、挡板、底板和旋切电机，所述保护罩壳的两端分别安装有所述挡板和所述底板，所述挡板的中心处开设有一转轴孔，所述旋切电机固定在所述挡板和所述底板之间，所述旋切电机上的旋切电机转轴穿过所述挡板上的所述转轴孔并同所述刀盘内壁的中心处连接，所述旋切电机转轴沿其周向设置有若干钢支撑，所述旋切电机转轴通过所述钢支撑同所述刀盘的内壁连接。

8、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。

9、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。

10、所述u形钢架通过起吊组件进行吊装，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；所述u形钢架由钻机左护板、钻机右护板和钻机前护板组成，所述钻机右护板上开设有一允许所述旋转正交履带钻通过的钻口。

11、所述圆锥钻u形钢架由圆锥钻下护板、圆锥钻上护板、圆锥钻左护板和圆锥钻后护板围合而成。

12、还包括排渣系统，所述排渣系统包括排渣主管、圆锥钻排渣管、竖向钻排渣管和排渣总管，所述圆锥钻排渣管水平设置于所述圆锥钻内并通过伸缩管同所述排渣主管连接，所述排渣主管竖向设置于所述圆锥钻u形钢架内，所述排渣主管顶部同所述排渣总管连接、底部连接于所述竖向钻排渣管，所述竖向钻排渣管下端延伸至所述旋转正交履带钻组件内并靠近所述旋转正交履带钻设置，所述竖向钻排渣管上安装有带吸渣阀门的吸头。

13、本实用新型的优点是：

14、(1)通过圆锥钻组件和旋转正交履带钻组件，实现岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂孔，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；

15、(2)水平悬臂可充分利用抗滑桩或挡墙嵌固段岩土体强度，抵抗土压力引起的抗滑桩或挡墙变形；

16、(3)水平悬臂可消除抗滑桩或挡墙内侧土压力造成抗滑桩或挡墙与嵌固段接触位置隆起；

17、(4)减少抗滑桩或挡墙锚固长度，节约施工成本；

18、(5)岩土体内竖向桩或墙、分力块和水平悬臂可一次成孔；

19、(6)钻挖和排渣设备集成度高，达到提高施工效率、节省施工和设备成本的目的。