[發明專利]一種鉆擴孔兩用鉆具及施工方法

有效

• 申請號: 201310086763.8
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103114805A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 楊旭;閻里鵬;楊政
• 申請（專利權）人: 天津開發區三友新科技開發有限公司
• 主分類號: E21B4/04
• 分類號: E21B4/04;E21B10/32;E21B44/00
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 唐曉麗

1.一種鉆擴孔兩用鉆具，由空心鉆桿（1）、動力電纜（4）、測控電纜（22）、鉆擴孔兩用鉆機（2）和鉆擴孔兩用鉆頭（3）自上而下連接組成，所述鉆擴孔兩用鉆機（2）由潛水電機（8）、行星減速器（9）、鉆機軸（19）及法蘭（10）自上而下連接而成，所述鉆擴孔兩用鉆頭（3）由法蘭（10）、鉆頭橫梁（16）和下部的鉆尖自上而下固接組成，鉆機軸（19）與鉆擴孔兩用鉆頭（3）通過法蘭（10）連接，其特征在于：

a．在潛水電機軸、行星式減速器（9）的太陽輪軸和鉆機軸（19）中心開設的中心通孔內設有一根通長的控制軸（20），所述控制軸（20）上端設有一電磁制動器，其下端伸入至鉆擴孔兩用鉆頭內；

b．所述鉆擴孔兩用鉆頭（3）有一水平設置的鉆頭橫梁（16），所述鉆頭橫梁（16）的中心豎直裝有一根上端與控制軸（20）鍵連接且下端為錐齒輪的鉆頭中心軸（18），所述鉆頭橫梁（16）的橫斷面為H型，其上翼緣中心開有縱向通孔，所述通孔中對稱設有兩根水平安裝的錐齒輪軸（11），所述鉆頭橫梁（16）的腹板兩側各設有一根水平安裝且外伸段帶有齒爪刀的擴孔刀桿（12），兩根擴孔刀桿（12）內各有一根與之內螺紋相嚙合的螺桿（17），所述鉆頭橫梁（16）下設置有與其固定連接的鉆尖；

c．?潛水電機（8）內部上端電磁制動器旁設有兩組可對潛水電機軸和控制軸（20）的轉數進行檢測的轉數檢測器（21）。

2.根據權利要求1所述的鉆擴孔兩用鉆具，其特征在于：所述電磁制動器由動磁軛（7）與靜磁軛（5）組成，所述動磁軛（7）用花鍵套接在控制軸（20）的上部，所述靜磁軛（5）固定在潛水電機端蓋（6）底面。

3.根據權利要求1所述的鉆擴孔兩用鉆具，其特征在于：所述測控電纜（22）包括檢測信號纜（25）和制動控制纜（26），所述檢測信號纜（25）連接轉數檢測器（21），所述制動控制纜（26）連接動磁軛（7）。

4.采用權利要求1至3任意一項所述的鉆擴孔兩用鉆具進行多級擴孔樁連續鉆擴孔的施工方法，其特征在于如下步驟：

步驟一，進行樁位定位、安放護筒等鉆孔前的準備工作；

步驟二，在擴孔刀桿（12）完全縮回鉆擴孔兩用鉆頭（3）內、及電磁制動器斷電脫開后，潛水電機（8）啟動正向運轉，鉆擴孔兩用鉆機（2）開始鉆孔作業，潛水電機（8）通過行星減速器（9）及鉆機軸（19）將動力傳給鉆尖進行鉆孔；與此同時，檢測信號纜（25）導通，轉數檢測器（21）開始對潛水電機（8）軸和控制軸（20）進行轉數檢測；

步驟三，當鉆孔深度達到首級擴孔臺的下沿時，繼續向下鉆進不小于1倍孔徑的深度后提鉆，當擴孔刀桿上沿與擴孔臺上沿平齊時，停止提鉆準備擴孔；

步驟四，擴孔時，檢測信號纜（25）和制動控制纜（26）同時導通：檢測信號纜（25）的電源導通，轉數檢測器（21）對潛水電機軸和控制軸（20）進行轉數檢測；制動控制纜（26）的電源導通，電磁制動器的動磁軛（7）與靜磁軛（5）得電吸合制動，控制軸（20）及鉆頭中心軸（18）制動轉速為零，中心軸（18）下端錐齒輪通過驅動錐齒輪軸（11）和螺桿（17）轉動來推動擴孔刀桿（12）伸出擴孔；擴孔時根據設定的擴孔形狀，采用擴孔刀桿（12）的水平伸出切削與鉆擴孔兩用鉆頭（3）豎直向下鉆孔切削聯動的合成運動切削方法進行擴孔，或采用鉆擴孔兩用鉆頭（3）上的擴孔刀桿（12）水平方向單獨步進伸出切削與擴孔刀桿（12）隨鉆擴孔兩用鉆頭（3）單獨步進豎直向下切削的步進順序切削方法進行擴孔作業，直至達到設定的擴孔形狀；

步驟五，擴孔完成后，電磁制動器得電使控制軸（20）制動，擴孔刀桿（12）在潛水電機（8）反向運轉中縮進鉆頭橫梁（16）內后，電磁制動器斷電脫開，潛水電機（8）恢復正轉運轉，鉆尖向下繼續鉆孔；

步驟六，當鉆孔為多級擴孔時，重復步驟二、步驟三、步驟四和步驟五中的鉆擴孔作業過程，如此循環往復，直到完成整個樁孔的鉆擴孔作業；

步驟七，最后一級的擴孔作業完成后，繼續向下鉆800mm～1500mm孔深的收渣孔；

步驟八，換漿清孔后，將鉆擴孔兩用鉆具提起，并下放鋼筋籠（23）與灌灰導管（24）；

步驟九，通過灌灰導管（24）向成型的樁孔內灌注混凝土，最終形成多級擴孔樁。

5.根據權利要求4所述的多級擴孔樁連續鉆擴孔施工方法，其特征在于：所述步驟四中的擴孔形狀為正圓錐臺、階梯狀圓錐臺或圓柱臺。