[发明专利]一种适用于硬岩的小口径矩形断面竖井开挖设备

说明书

本发明涉及市政工程竖井施工技术领域，具体涉及一种适用于硬岩的小口径矩形断面竖井开挖设备，包括履带主机，履带主机通过绞绳以及悬挂系统连接有刚性框架，所述刚性框架内部设置有电机，电机的输出轴上固定连接有主轴，所述主轴下端连接有三牙轮钻头。本发明具有的有益效果是：履带主机带动刚性框架移动到所需位置，并通过绞绳以及悬挂系统来实现刚性框架的升降，在进行开挖时，刚性框架整体向下慢慢移动，电机通过主轴带动三牙轮钻头转动，三牙轮钻头首先对待开挖的岩体挖掘出一个圆柱面；随后高压气泵工作使边缘破碎装置工作对圆柱面周围进行破碎开挖，从而可以形成一个矩形面，解决了现有方桩施工中小口径矩形断面竖井施工的问题。

技术领域

本发明涉及市政工程竖井施工技术领域，具体涉及一种适用于硬岩的小口径矩形断面竖井开挖设备。

背景技术

方桩是一种一般用于楼房建筑的基础结构，以预制桩为主。近些年来方桩在桥梁施工中也被广泛应用，方桩以其刚度大，承载力高以及施工难度小等优势越来越多的被应用于大型的建筑构筑物中。方桩的施工工艺与地下连续墙施工工艺类似，首先施工导墙，并根据方桩的厚度采用施工装备将岩土体取出，之后置入钢筋笼而后采用浇筑水下砼工艺成桩。

目前方桩施工主要采用地下连续墙施工的机械设备，以液压抓斗与双轮铣槽机为主。此两种设备购置费用高昂，且设备体积较大，在复杂地形条件下，设备难以运输到位及时入场。液压抓斗适用于较为软弱的岩石与土层，对于强度较高的岩石施工难度较大；而双轮铣槽机铣削断面形状为扁平的矩形，对于方桩施工需要铣削多次，效率较低；此外，目前双轮铣槽机与液压抓斗的施工成槽宽度大多在3m左右，而目前方桩工程需求的断面槽宽大多在1.5m左右，难以进行匹配。

因此需提出一种适用于小口径方桩施工竖井掘进设备，解决目前的问题。

发明内容

针对问题，本发明提供了一种适用于硬岩的小口径矩形断面竖井开挖设备，包括履带主机，履带主机通过绞绳以及悬挂系统连接有刚性框架，所述刚性框架内部设置有电机，电机的输出轴上固定连接有主轴，所述主轴下端连接有三牙轮钻头，所述三牙轮钻头周围布置有边缘破碎装置，所述刚性框架内设置有高压气泵，高压气泵通过输气管道与所述边缘破碎装置相连。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述三牙轮钻头包括与所述主轴相连的安装主板，安装主板上设置有三个竖直设置的安装支架，所述安装支架上均转动连接有钻头，钻头上均匀布置有若干破碎齿。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述边缘破碎装置包括排齿破碎组件、单截齿破碎组件和块状破碎组件，所述排齿破碎组件包括与所述刚性框架相连的多个第一气动装置，所述第一气动装置底端连接有第一刀架，第一刀架上四边处安装有一排第一截齿，第一截齿呈长方形布置在第一刀架上。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述块状破碎组件包括与所述刚性框架相连的多个第二气动装置，所述第二气动装置底端连接有第二刀架，第二刀架上安装有第二截齿，第二截齿呈块状布置在第二刀架上。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述单截齿破碎组件包括与所述刚性框架相连的多个第三气动装置，第三气动装置共设置有四个，分别布置在刚性框架的四角处，所述第三气动装置的底端连接有第三刀架，第三刀架上均固定连接有单个第三截齿。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述三牙轮钻头的最前端超过第三截齿的最前端，第三截齿的最前端超过第二截齿和第一截齿的最前端。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述第一气动装置/第二气动装置/第三气动装置包括外壳体，外壳体内部开设有空腔，所述空腔内设置有滑块，滑块上设置有连接杆，连接杆一端向下延伸至空腔外部，所述连接杆与所述第一支架/第二支架/第三支架相连接，还包括第一输气支管和第二输气支管，第一输气支管与第二输气支管均与所述输气管道相连通，且所述第一输气支管与所述滑块上方的空腔内部相连通，第二输气支管与所述滑块下方的空腔内部相连通，且第一输气支管和第二输气支管上均设置有电磁阀。