[发明专利]一种旋挖钻机及其施工方法

权利要求书

1.一种旋挖钻机，包括底盘、回转平台、变幅机构及钻桅、主副卷扬、动力头、钻杆、钻头、发动机，所述回转平台包括转台主体、减速装置、回转支承体和液压驱动部分，所述回转平台借助于所述回转支承体实现相对于所述底盘的回转运动，其特征在于所述底盘包括回转锁紧装置，所述回转锁紧装置包括液压致动器、液压致动器控制装置和摩擦片，所述摩擦片能够在液压致动器的作用下前移从而和所述回转平台的外圈制动轨道产生摩擦力从而锁紧所述回转平台，回转自动控制系统包括中间转盘、安装在所述中间转盘旋转轴上的角度编码器、PLC可编程控制器、回转动力系统和报警系统，所述中间转盘安装在所述底盘上，所述中间转盘抵靠在所述回转支承体上，为了增加所述中间转盘和所述回转支承体之间的摩擦力，所述中间转盘外圆周上连接有第一摩擦带，所述回转支承体与所述中间转盘抵靠部分的外圆周上连接有第二摩擦带，所述回转支承体的直径相对于所述中间转盘的直径的比例优选地处于5∶1到15∶1之间，当所述旋挖钻机进行钻孔时，所述回转锁紧装置锁紧所述回转平台，利用所述中间转盘上的角度编码器监测所述回转支承体的回转角度，如果出现回转角度，则所述回转自动控制系统通知所述回转锁紧装置的液压致动器控制装置伸长液压致动器以增加夹紧力，如果回转角度超出预定范围，所述回转自动控制系统通知报警系统发出警告，使得操作人员得知所述回转平台出现超预期偏转，应利用人工操作或者所述回转自动控制系统进行纠正；在当需要进行上车回转、排渣、转回空位操作时，所述回转自动控制系统利用所述角度编码器输出信号至PLC可编程控制器，PLC可编程控制器计算出回转方向和角度并控制所述回转动力系统使得所述回转平台自动复位。

2.根据权利要求1所述的旋挖钻机，其特征在于所述中间转盘外圆周上的第一摩擦带厚度为0.5～1.5mm，回转支承体外圆周上的摩擦带的厚度为1-2mm。

3.根据权利要求1或2所述的旋挖钻机，其特征在于所述钻桅的横截面面呈现外撇的“凹”字型，并且导轨设置于该外撇的“凹”字型钻桅的外撇支脚的内侧。

4.根据前述权利要求1或2所述的旋挖钻机，其特征在于旋挖钻机的允许变幅作业范围为3600～4600mm，工作状态钻机尺寸长×宽×高为11700×4400×23500mm，动输状态钻机尺寸长×宽×高为16800×3250×3700mm，标准配置下整机重量90.124t，主泵最大工作压力36Mpa，副泵最大工作压力29Mpa，动力头的最大输出扭矩350KN.m，动力头的转速2～24rpm，加压油缸最大提升力200KN，加压油缸行程5300mm，主卷扬第层提升力250KN，主卷扬最大提升速度30m/min，主卷扬钢丝直径34mm，钻桅左/右倾角3/3度，钻桅前倾角3度，钻桅后倾角15度，底盘总长6255mm，底盘展开宽度3205～4395mm，履带纵向两轮中心距5200mm

5.种利用根椐前述任一权利要求所述的旋挖钻机的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)半整场地、桩位的测量放样：施工前，地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础必须排除处理完毕，各项临时设施准备就绪；在桩孔周围设置好排水系统，挖好泥浆池、沉淀池；采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样，放样后四周设护桩并复测，误差控制在4mm以内，桩位用钢筋打入地面作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记；(2)护筒的埋设：护筒选用整体式钢制护筒，壁厚根据长度的不同选用7mm～10mm，护筒内径应比钻头直径大150mm以上；在埋设护筒前，首先对场地进行平整、清除杂物；在施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成；护筒埋设后再将桩位中心线通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置，经确认护筒半面位置的偏差不大于40mm，倾斜度的偏差不大于1％，将其四周用粘|填埋，并且分层夯实；(3)泥浆制备：泥浆选用钠基膨润上制作，入孔泥浆性能指标应按钻孔方法和地质情况确定并符合下列规定：比重在1.2～1.4g/cm³、胶休率超过95％、黏度在20～25之间、含砂率控制在3.5％之内、pH值大于6.5；为了增加泥浆密度和粘性，还可添入适量烧碱和添加剂，烧碱与水的质量比为5∶100，添加剂与水的质量比为0.5∶100；(4)钻机就位：旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内根据仪表读数进行控制，当钻头对准桩位中心上字线时，各项数据即可锁定，并利用回转锁紧装置锁紧回转平台；钻机就位时钻头中心和桩位中心应对正准确，误差控制在15mm以内；(5)钻进：开孔时，要保证钻头对准桩位，预防孔斜和桩位偏差；起初，钻机要轻压慢转渐渐进入，待钻头全部进入地层后方可加速钻进；钻孔时，应参照施工试验相关的参数标准给予施工，回时应设置专业人员对成孔时的多个参数进行记录；开孔及整个钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位1.6～1.8m，高于护筒底脚0.6m以上并低于护筒顶0.33m，以保持足够的泥浆压力以维护孔壁稳定；当旋挖钻机进行钻孔时，回转锁紧装置锁紧回转平台，利用中间转盘上的角度编码器监测回转支承体的回转角度，如果出现回转角度，则回转自动控制系统通知液压致动器控制装置伸长致动器以增加夹紧力，如果回转角度超出预定范围，那么回转自动控制系统通知报警系统发出警告，使得操作人员得知回转平台出现超预期偏转，应利用人于操作或者回转自动控制系统进行纠正，防止引起钻杆弯曲变形、作业桩孔超限以及塌方；在当需要进行上车回转、排渣、转回空位操作时，回转自动控制系统利用角度编码器输出信号至PLC可编程控制器，PLC可编程控制器计算出回转方向和角度并控制回转动力系统使得回转平台复位；(6)成孔验收：当钻孔达到设计深度并经技术人员对孔位、孔径、孔深、孔型以及垂直度检查符合要求后立即进行清孔作业。