專利名稱：水泥土擠密樁成孔鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于既有鐵路路基加固的施工機構(gòu)，涉及一種水泥土擠密樁路基加固的成孔鉆機。
背景技術(shù)：
水泥土樁起原于美國。這種方法是從不斷回轉(zhuǎn)的中空軸端向四周已被攪松的土中噴出水泥漿，經(jīng)葉片攪拌而成樁。日本于1953年由美國引入該項技術(shù)，于1967年研制出石灰土攪拌施工機構(gòu)。1974年大型施工企業(yè)接連開發(fā)出施工效率各異的深層攪拌機械。國內(nèi)1977年由冶金部和交通部引進技術(shù)設(shè)計了水泥土攪拌機械設(shè)備，并于1980年用于上海寶鋼地基工程，鐵道部第四設(shè)計院于1984年進行粉體噴射攪拌法加固軟土，于1985年用于廣東云浮硫鐵礦鐵路專用線。以上兩種水泥土樁均為水泥土攪拌法。1994年鐵四院在廣深準高速鐵路設(shè)計中，對既有行車線路基床不能滿足準高速的技術(shù)要求部分，進行補強加固，首次采用水泥土攪拌法和建筑地基的擠密樁兩種方法演變而來的水泥土擠密樁技術(shù)，成功地加固了路基。
水泥土擠密樁路基加固，主要是在兩軌枕間鉆6個直徑為240mm的孔，經(jīng)填料夯擊后使樁徑擴為300mm，樁深1m，利用水泥土的高強度和成樁過程中的擠密作用達到提高路基基床承載力的目的。廣深線在水泥土擠密樁加固路基的施工中采用了人工操作的方法，不但勞動強度大，工作效率低，而且人工成孔的質(zhì)量受人為因素影響較大，成樁質(zhì)量與擠密效果不易控制。
據(jù)有關(guān)資料查證，國外水泥土成樁方法均為攪拌法，無擠密效果，且機具龐大，設(shè)備笨重。未見水泥土擠密樁相關(guān)工程介紹。國內(nèi)的水泥土擠密樁路基加固尚無成套施工機械。國內(nèi)外的各種工程鉆機，體積龐大笨重，都不能滿足既有行車線上進行成孔作業(yè)的效率和安全方面的要求，一般鉆機的鉆頭無法在鐵路路基上取石渣，更不能使護筒隨鉆頭一起鉆進。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的狀況，提供一種能滿足在既有鐵路線上施工條件的水泥土擠密樁成孔鉆機，它能與上下道裝置配套使用，方便靈活快速地上道作業(yè)，下道避車；能對石碴層和路基土層高效鉆進，在一個行車間隔內(nèi)完成上道、鉆成一個φ240×1000-2500mm的樁孔并安全下道的作業(yè)過程；鉆具能將鉆出的石碴和土直接運出道床，不使道床受到土的污染；鉆機結(jié)構(gòu)可靠性要高，確保鐵路的行車安全。
本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下一種水泥土擠密樁成孔鉆機，由走行臺車架、柴油機、液壓傳動系統(tǒng)、以及鉆具組成。柴油機、液壓傳動系統(tǒng)安裝在走行臺車架的上面，走行臺車架的下面安裝有8個可以在上下道裝置的走行架上行走的橫移車輪，分布在車架的兩邊各安裝4個。在走行臺車架長度方向的4個角上分別焊有4個支架，支架上面分別安裝4套夾緊裝置和4個可以在鐵路鋼軌上行走的縱移車輪裝置。車輪內(nèi)部鋃有絕緣套和絕緣墊，使行車輪和鋼軌絕緣。夾緊裝置由4個液壓油缸和4個卡爪組成，卡爪由液壓油缸驅(qū)動作往復(fù)運動，可將卡爪卡在上下道裝置的走行架上?？v移車輪裝置由液壓油缸的活塞桿推動縱移車輪，使它落在鋼軌上，并使鉆機的8個橫移車輪離開上下道裝置的走行架。鉆具包括取碴鉆具和取土鉆具兩種。取碴鉆具由鉆頭體、護筒、聯(lián)接盤、六方鉆桿組成。六方鉆桿裝入主傳動系統(tǒng)的主軸孔內(nèi)，由主軸帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)。鉆頭體為鋼制圓柱筒體，頭部設(shè)6個梯形豁口，并焊有合金刀頭，鉆頭體的上頂部有4個螺旋開口，與聯(lián)接盤的4個聯(lián)接爪相聯(lián)，聯(lián)接盤與六方鉆桿固接，護筒可套裝在鉆頭體的外邊，鉆進時鉆頭體上部的頂塊壓住護筒，使護筒隨鉆頭一起進鉆，當提起鉆頭時，護筒被留在石碴層中，擋住石碴，保護鉆孔。護筒上端焊有2個吊耳，供起吊用。取土鉆具由鉆頭體、聯(lián)接盤、鉆桿組成，鉆頭體是一種倒置的圓錐臺筒體，鉆頭體的下端裝有螺旋形橫刃，鉆刃部分鋃有合金刀頭。其他構(gòu)造同取碴鉆具。柴油機和液壓傳動系統(tǒng)均為現(xiàn)有技術(shù)，為了防止柴油機發(fā)生故障，確保鐵路行車安全，在液壓系統(tǒng)內(nèi)裝有手動油泵，供應(yīng)急使用。
本實用新型的有益效果由于鉆機總體布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，特別是走行臺車架的下面安裝了8個行走輪，保證了鉆機在走過上下道裝置的鋼軌豁口時有4個輪起作用，從而使鉆機行走平穩(wěn)。臺車架上合理設(shè)置的夾緊裝置，保證了鉆機在鉆孔時產(chǎn)生巨大扭矩的情況下的穩(wěn)定性，和快速夾緊、快速松開的要求。臺車架上設(shè)置的縱移裝置，保證了鉆機轉(zhuǎn)移位置的靈活性。所有行走輪內(nèi)部鋃有絕緣套和絕緣墊，使行走輪和鋼軌絕緣，當鉆機在鋼軌上行走或工作時，不會出現(xiàn)紅光帶影響列車信號。由于取碴鉆頭的合理結(jié)構(gòu)，當鉆頭旋轉(zhuǎn)進鉆時，鉆至板結(jié)層或土層時，土屑在鉆頭尖部擠實，使鉆頭盛滿石碴，土屑，拔鉆時隨鉆頭帶上地面，運出道床。同時護筒套在鉆頭外面隨鉆頭下降，擋住石碴向鉆孔內(nèi)塌陷，當拔鉆時，護筒留在孔內(nèi)，取土鉆頭頂部焊有一橫切削刃，撥動土鋃，使鉆頭尖部土鋃板結(jié)擠實，使鉆頭內(nèi)盛滿土屑，拔鉆時隨鉆頭帶上地面。因此，本實用新型結(jié)構(gòu)合理，能方便靈活地上道作業(yè)，下道避車；系統(tǒng)可靠性高，可以滿足既有鐵路路基加固鉆孔作業(yè)的安全要求；鉆機能對石碴層和路基土層高效率進，且成孔質(zhì)量高、擠密效果好；鉆具將鉆出的石碴和土直接運出道床，不使道床受到土的污染。


圖1是一種水泥土擠密樁成孔鉆機結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖2的A-A剖面示意圖；圖4是取碴鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是取土鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，一種水泥土擠密樁成孔鉆機，由走行臺車架3、柴油機4、液壓泵站2、包含傳動機構(gòu)的機頭1，以及由傳動主軸帶動的鉆具組成。柴油機4是鉆機的動力源，可選用國產(chǎn)機型，液壓泵站2由兩臺齒輪泵、兩組多路換向閥、油箱及附件組成。柴油機帶動齒輪泵，經(jīng)多路換向閥分別向液壓馬達、液壓卡盤以及夾緊裝置、縱移裝置的油缸供油。機頭1含有主傳動機構(gòu)和進給傳動機構(gòu)，主傳動系統(tǒng)由液壓馬達帶動回轉(zhuǎn)器里的傳動軸，經(jīng)一對錐齒輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)，主軸的六方孔帶動六方鉆桿11旋轉(zhuǎn)，鉆桿上安裝有鉆具實現(xiàn)主傳動。進給傳動系統(tǒng)由雙作用油缸、手動卡盤、液壓卡盤以及上下橫梁組成。上述柴油機4、液壓泵站2、包括傳動系統(tǒng)的機頭1均安裝固定在用8號槽鋼焊接成的走行臺車架3的上面，臺車架3的下面安裝有8個可以在上下道裝置的走行架12上行走的橫移車輪5(參看圖3)，在臺車架的兩邊各安裝4個。在走行臺車架3的長度方向的4個角上，分別焊有4個支架6、上面分別安裝有4套夾緊裝置和4個可以在鐵路鋼軌上行走的縱移車輪裝置。夾緊裝置由液壓油缸10和卡爪7組成，卡爪由油缸驅(qū)動作往復(fù)運動，可將卡爪卡在上下道裝置的走行架12上，將鉆機夾緊在上下道裝置上?？v移車輪裝置由液壓油缸9的活塞桿推動縱移車輪8，使它落在鋼軌上，并使鉆機的8個橫移車輪5離開上下道裝置的走行架12，實現(xiàn)鉆機的轉(zhuǎn)移。當鉆機在一個砼枕槽內(nèi)鉆完6個樁孔后，要轉(zhuǎn)移到另一個砼枕槽內(nèi)鉆孔時，將鉆機推至兩鋼軌間，操縱4個液壓油缸9，按上述方法使鉆機的橫移車輪高出走行架，將鉆機推到已安裝好的另一套上下道裝置的走行架上，此時油缸活塞桿縮進，4個縱移車輪收回，鉆機落到走行架上。上述車輪內(nèi)部鋃有絕緣套和絕緣墊，使車輪與鋼軌絕緣。
鉆具的結(jié)構(gòu)如圖4、5所示，成孔鉆機所用鉆具包括取碴鉆具和取土鉆具兩種，圖4給出了一種取碴鉆具，它由鉆頭體14、護筒15、聯(lián)接盤13以及六方鉆桿11組成。鉆頭體14用鋼板卷制而成，呈圓柱筒體，端頭設(shè)有六個梯形豁口，并焊有合金刀頭，鉆頭體的上頂部有4個螺旋開口，與聯(lián)接盤的4個聯(lián)接爪相聯(lián)，聯(lián)接盤13與鉆桿11固接，護筒15可套裝在鉆頭體14的外面，鉆進時，鉆頭體上部的頂塊16壓住護筒，使護筒隨鉆頭一起進鉆，護筒上端還焊有2個吊耳。圖5給出了一種取土鉆具，它由鉆頭體17、聯(lián)接盤13，鉆桿11組成，鉆頭體17是一種倒置的圓錐臺筒體，鉆頭體的下端裝有螺旋形橫刃，鉆刃部分鋃有合金刀頭，其他結(jié)構(gòu)同取碴鉆具。在液壓系統(tǒng)內(nèi)裝有手動油泵，當柴油機發(fā)生故障，不能帶動齒輪工作時，為將鉆頭拔出地面，松開夾緊裝置，可利用手動油泵產(chǎn)生高壓油操縱各控制閥，完成上述工作后，將鉆機推到避車臺上檢修，這是確保鐵路行車安全的重復(fù)措施。
權(quán)利要求1.一種水泥土擠密樁成孔鉆機，其特征在于所述的鉆機在走行臺車架(3)的上面安裝有柴油機(4)、液壓泵站(2)、包含傳動機構(gòu)的機頭(1)以及由傳動主軸帶動旋轉(zhuǎn)的鉆具，走行臺車架(3)下面的兩邊分別各安裝4個可以在上下道裝置的走行架上行走的橫移絕緣車輪(5)，在車架(3)長度方向的4個角上分別焊有4個支架(6)，上面分別安裝4套夾緊裝置和4個可以在鋼軌上行走的縱移絕緣車輪裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的成孔鉆機，其特征在于所述的夾緊裝置由4個液壓油缸(10)和4個卡爪(7)組成，卡爪由液壓油缸驅(qū)動作往復(fù)運動，可將爪卡卡在上下道裝置的走行架(12)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的成孔鉆機，其特征在于所述的縱移車輪裝置，由液壓油缸(9)的活塞桿推動縱移輪(8)，使它落在鋼軌上，并使8個橫移車輪(5)離開上下道裝置的走行架(12)。
4.按照權(quán)利要求1所述的成孔鉆機，其特征在于所述的鉆具包括取碴鉆具和取土鉆具兩種，取碴鉆具由鉆頭體(14)和可以套裝在鉆頭體外邊的護筒(15)組成，鉆頭體(14)為鋼制圓柱筒體，頭部設(shè)6個梯形豁口，并焊有合金刀頭，鉆頭體的頂部有4個螺旋開口，與聯(lián)接盤(13)的4個聯(lián)接爪相聯(lián)，聯(lián)接盤與鉆桿(11)固接，鉆頭體的上部設(shè)有護筒的頂塊(16)；取土鉆具的鉆頭體(17)是一個倒置的圓錐臺筒體，鉆頭體的下端裝有螺旋形橫刃。
5.按照權(quán)利要求4所述的成孔鉆機，其特征在于所述的護筒(15)上端焊有2個吊耳。
6.按照權(quán)利要求1所述的成孔鉆機，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)內(nèi)裝有一個手動油泵。
專利摘要一種水泥土擠密樁成孔鉆機,屬于既有鐵路路基加固的施工機械。它由走行臺車架(3)、柴油機(4)、液壓泵站(2)、包含傳動機構(gòu)的機頭(1)以及由主軸帶動的鉆具組成。臺車架(3)的下面裝有可以在上下道裝置上行走的8個橫移絕緣車輪(5),在車架(3)的4個角上焊有支架(6),上面裝有4套夾緊裝置和4個縱移絕緣車輪裝置。本實用新型結(jié)構(gòu)合理、能方便靈活地上道作業(yè)、下道避車,系統(tǒng)可靠,能滿足既有鐵路路基加固鉆孔作業(yè)的安全要求,鉆孔能對石碴層、土層高效率鉆進,且成孔質(zhì)量高、擠密效果好。
文檔編號E21B7/02GK2499562SQ0123327
公開日2002年7月10日 申請日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者肖于太, 陳洪慶, 曹守信, 陳小重, 羅丁 申請人:太原鐵路工程總公司