專利名稱：一種旋挖鉆機(jī)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種旋挖鉆機(jī)，尤其涉及一種包括回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的旋挖鉆機(jī)。本發(fā)明也涉及一種旋挖鉆機(jī)的施工方法。
背景技術(shù)：
旋挖鉆機(jī)是一種適合在建筑基礎(chǔ)工程中進(jìn)行成孔作業(yè)的施工機(jī)械，具有裝機(jī)功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、一機(jī)多用、機(jī)動(dòng)靈活、施工效率高及環(huán)境污染小等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)我國大部分地區(qū)的土壤地質(zhì)條件，使用范圍較廣，其工作環(huán)境溫度一般在-20°C 40°C之間。配合不同鉆具，可適應(yīng)于干式(短螺旋)、濕式(回轉(zhuǎn)斗)及巖層(巖心鉆)條件下的成孔作業(yè)。對(duì)于硬性黏土層采用無穩(wěn)定液護(hù)壁的干式旋挖工法，而一般的覆蓋層則采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法，旋挖鉆機(jī)廣泛應(yīng)用于鐵路、公路橋梁、市政建設(shè)、高層建筑等地基基礎(chǔ)鉆孔灌注機(jī)工程。旋挖鉆機(jī)在施工過程中，當(dāng)鉆機(jī)確定孔位后，鉆進(jìn)、提鉆、上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作、再鉆進(jìn)，這樣的動(dòng)作過程是循環(huán)進(jìn)行的，完成一個(gè)孔深幾十米的孔，這樣的過程要進(jìn)行幾十甚至上百次。而每次排渣轉(zhuǎn)過的角度大小都是任意的，因此鉆頭每次轉(zhuǎn)回并對(duì)正孔位均需要操作手仔細(xì)觀察并適當(dāng)調(diào)整，該動(dòng)作的時(shí)間直接影響了成孔效率。回轉(zhuǎn)自動(dòng)定位即旋挖鉆機(jī)在鉆孔作業(yè)時(shí)，鉆頭每次提起、回轉(zhuǎn)任意角度拋上(即排渣)后可自動(dòng)回到原工作孔位?；剞D(zhuǎn)自動(dòng)定位功能的實(shí)現(xiàn)使操作手在反復(fù)循環(huán)鉆孔作業(yè)時(shí)，不需用眼觀察、人工對(duì)準(zhǔn)孔位，而由鉆機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)、快速、平穩(wěn)地對(duì)正孔位，降低了操作手的勞動(dòng)強(qiáng)度和因反復(fù)進(jìn)行孔位對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作引起的疲勞，同時(shí)保證了成孔質(zhì)量，提高了勞動(dòng)效率。旋挖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)是在充分運(yùn)用電液比例控制技術(shù)、信號(hào)反饋控制技術(shù)、CAN-BUS總線通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有的回轉(zhuǎn)自動(dòng)定位控制系統(tǒng)主要有兩種方式，第一是采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)來實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)定位，但目前國內(nèi)的產(chǎn)品還無法實(shí)現(xiàn)這種以大地為參照系的絕對(duì)自動(dòng)回位；第二就是采用以機(jī)架作為參照系的相對(duì)自動(dòng)回位系統(tǒng)。對(duì)于第二種方式，通常是在回轉(zhuǎn)齒輪軸上安裝角度編碼`器或者在回轉(zhuǎn)馬達(dá)上安裝速度傳感器來記錄或計(jì)算回轉(zhuǎn)角度。但由于回轉(zhuǎn)平臺(tái)的最大回轉(zhuǎn)半徑通常比較大，而回轉(zhuǎn)馬達(dá)又一般轉(zhuǎn)速較快，因此對(duì)于傳感器的精度或者響應(yīng)速度要求都非常高，這又進(jìn)一步增加了旋挖鉆機(jī)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的旋挖鉆機(jī)，具體地，包括底盤、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、變幅機(jī)構(gòu)及鉆桅、主副卷揚(yáng)、動(dòng)力頭、鉆桿、鉆頭、發(fā)動(dòng)機(jī)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)包括轉(zhuǎn)臺(tái)主體、減速裝置、回轉(zhuǎn)支承體和液壓驅(qū)動(dòng)部分，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)借助于所述回轉(zhuǎn)支承體實(shí)現(xiàn)相對(duì)于所述底盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其特征在于所述底盤包括回轉(zhuǎn)鎖緊裝置，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置包括液壓致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器控制裝置和摩擦片，所述摩擦片能夠在液壓致動(dòng)器的作用下前移從而和所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)的外圈制動(dòng)軌道產(chǎn)生摩擦力從而鎖緊所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括中間轉(zhuǎn)盤、安裝在所述中間轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸上的角度編碼器、PLC可編程控制器、回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，所述中間轉(zhuǎn)盤安裝在所述底盤上，所述中間轉(zhuǎn)盤抵靠在所述回轉(zhuǎn)支承體上，為了增加所述中間轉(zhuǎn)盤和所述回轉(zhuǎn)支承體之間的摩擦力，所述中間轉(zhuǎn)盤外圓周上連接有一第一摩擦帶，所述回轉(zhuǎn)支承體與所述中間轉(zhuǎn)盤抵靠部分的外網(wǎng)周上連接有一第二摩擦帶，所述第二摩擦帶的厚度大于所述第一摩擦帶的厚度；當(dāng)所述旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)，利用所述中間轉(zhuǎn)盤上的角度編碼器監(jiān)測(cè)所述回轉(zhuǎn)支承體的回轉(zhuǎn)角度，如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)角度，則所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置的液壓致動(dòng)器控制裝置伸長(zhǎng)液壓致動(dòng)器以增一加夾緊力，如果所述回轉(zhuǎn)角度超出預(yù)定范圍，所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警告，使得操作人員得知所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)超預(yù)期偏轉(zhuǎn)，應(yīng)利用人工操作或者所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾正；在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用所述角度編碼器輸出信號(hào)至PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器計(jì)算出回轉(zhuǎn)方向和角度并控制所述回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)自動(dòng)復(fù)位。中間轉(zhuǎn)盤外圓周上的摩擦帶優(yōu)選地厚度為0.5-1.5mm,所述回轉(zhuǎn)支承體外圓周上的摩擦帶的厚度優(yōu)選為l_2mm。鉆桅的橫截面面呈現(xiàn)外撇的“凹”字型，并且導(dǎo)軌設(shè)置于該外撇的“凹”字型鉆桅的外撇支腳的內(nèi)側(cè)。旋挖鉆機(jī)的允許變幅作業(yè)范圍為3600 4600mm，工作狀態(tài)鉆機(jī)尺寸長(zhǎng)X寬X高為H700 X 4400 X 23500mm，運(yùn)輸狀念鉆機(jī)尺寸長(zhǎng)X寬X高為16800 X 3250 X 3700mm，標(biāo)準(zhǔn)配置下整機(jī)重量90.124t，主泵最大工作壓力36Mpa，副泵最大工作壓力29Mpa，動(dòng)力頭的最大輸出扭矩350KN.m，動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速2 24rpm，加壓油缸最大提升力200KN，加壓油缸行程5300mm,主卷揚(yáng)第一層提升力250KN,主卷揚(yáng)最大提升速度30m/min,主卷揚(yáng)鋼絲直徑34mm,鉆桅左/右傾角3/3度，鉆桅前傾角3度，鉆桅后傾角15度，底盤總長(zhǎng)6255mm，底盤展開寬度3205 4395mm，覆帶縱向兩輪中心距5200mm。本發(fā)明也提供一 種旋挖鉆機(jī)的施工方法，包括如下步驟:(I)平整場(chǎng)地、樁位的測(cè)量放樣:施工前，地上、地下的電纜、管線、舊建筑物、設(shè)備基礎(chǔ)必須排除處理完畢，各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施準(zhǔn)備就緒；在樁孔周圍設(shè)置好排水系統(tǒng)，挖好泥漿池、沉淀池:采用全站儀坐標(biāo)法來進(jìn)行樁的中心位置放樣，放樣后四周設(shè)護(hù)樁并復(fù)測(cè)，誤差控制在4.5mm以內(nèi)，機(jī)位用鋼筋打入地面作為樁的中心點(diǎn)，然后在樁位周圍做上標(biāo)記:(2)護(hù)筒的埋設(shè):護(hù)筒選用整體式鋼制護(hù)筒，壁厚根據(jù)長(zhǎng)度的不同選用8_ 11_，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大150_ ;在埋設(shè)護(hù)筒前，首先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整、清除雜物；在施工中，護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成；護(hù)筒埋設(shè)后再將樁位中心線通過四個(gè)控制護(hù)樁引回，使護(hù)筒中心與樁位中心重合，并在護(hù)筒上用紅油漆標(biāo)識(shí)護(hù)樁方向線位置，經(jīng)確認(rèn)護(hù)筒平面位置的偏差不大于45_，傾斜度的偏差不大于1%，將其四周用粘上填埋，并且分層夯實(shí)；(3)泥漿制備:泥漿選用鈉基膨潤土制作，入孔泥漿性能指標(biāo)應(yīng)按鉆孔方法和地質(zhì)情況確定并符合下列規(guī)定:比重在1.2 1.4g/cm3、膠體率超過95%、黏度在20 25之間、含砂率控制在3.5%之內(nèi)、pH值大于6.5 ;為了增加泥漿密度和粘性，還可添入適量燒堿和添加劑，例如羧甲基纖維素納，燒堿與水的質(zhì)量比為6: 100，添加劑與水的質(zhì)量比為0.55: 100 ; (4)鉆機(jī)就位:旋挖鉆機(jī)底盤為伸縮式自動(dòng)整平裝置，并在操作室內(nèi)根據(jù)儀表讀數(shù)進(jìn)行控制，當(dāng)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心十字線時(shí)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)即可鎖定，并利用回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊回轉(zhuǎn)支承體；鉆機(jī)就位時(shí)鉆頭中心和樁位中心應(yīng)對(duì)正準(zhǔn)確，誤差控制在15mm以內(nèi)；(5)鉆進(jìn):開孔時(shí)，要保證鉆頭對(duì)準(zhǔn)機(jī)位，預(yù)防孔斜和機(jī)位偏差；起初，鉆機(jī)要輕壓慢轉(zhuǎn)漸漸進(jìn)入，待鉆頭全部逆入地層后方可加速鉆進(jìn)；鉆孔時(shí)，應(yīng)參照施工試驗(yàn)相關(guān)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)給予施工，同時(shí)應(yīng)設(shè)置專業(yè)人員對(duì)成孔時(shí)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)、全面的記錄，包括相關(guān)障礙物、所處地質(zhì)的相關(guān)特征、鉆進(jìn)深度以及機(jī)器設(shè)備的損壞程度；開孔及整個(gè)鉆進(jìn)過程中，始終保持孔內(nèi)水位高于地下水位1.6 1.Sm，高于護(hù)筒底腳0.6m以上并低于護(hù)筒頂0.35m,以保持足夠的泥漿壓力以維護(hù)孔壁穩(wěn)定；當(dāng)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊回轉(zhuǎn)支承體，利用中間轉(zhuǎn)盤上的角度編碼器監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)支承體的回轉(zhuǎn)角度，如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)角度，則回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知液壓致動(dòng)器控制裝置伸長(zhǎng)致動(dòng)器以增加夾緊力，如果回轉(zhuǎn)角度超出預(yù)定范圍，那么回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警告，使得操作人員得知回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)超預(yù)期偏轉(zhuǎn)，應(yīng)利用人工操作或者回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾正，防止引起鉆桿彎曲變形、作業(yè)樁孔超限以及塌方；在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用角度編碼器輸出信號(hào)至PLC可編程控制器，PLC可編程控制器計(jì)算出回轉(zhuǎn)方向和角度并控制回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得回轉(zhuǎn)平臺(tái)復(fù)位；(6)成孔驗(yàn)收:當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度并經(jīng)技術(shù)人員對(duì)孔位、孔徑、孔深、孔型以及垂直度檢查符合要求后立即進(jìn)行清孔作業(yè)。利用根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)以及施工方法，使得操作人員在反復(fù)循環(huán)鉆孔作業(yè)時(shí)，不需用眼觀察、人工對(duì)準(zhǔn)孔位，而由鉆機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)、快速、平穩(wěn)地對(duì)正孔位，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和因反復(fù)進(jìn)行孔位對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作引起的疲勞，同時(shí)保證了成孔質(zhì)量，提高了勞動(dòng)效率。而且由于回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，降低了傳感器的成本要求。另外，由于根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)具有很高的精度，因此在鉆孔過程中能夠盡可能避免回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)的微量旋轉(zhuǎn)的增長(zhǎng)或超預(yù)期，且在復(fù)位的過程中能夠糾正已經(jīng)出現(xiàn)的微量旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)大大地提高了工作效率和施工安全性。


圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)支承體和中間轉(zhuǎn)盤的裝配關(guān)系；圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)的鉆桅橫截面。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)包括底盤、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、變幅機(jī)構(gòu)及鉆桅、主副卷揚(yáng)、動(dòng)力頭、鉆桿、鉆頭、發(fā)動(dòng)機(jī)。回轉(zhuǎn)平臺(tái)包括轉(zhuǎn)臺(tái)主體、減速裝置、回轉(zhuǎn)支承體I和液壓驅(qū)動(dòng)部分?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)借助于回轉(zhuǎn)支承體實(shí)現(xiàn)相對(duì)于底盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。底盤包括回轉(zhuǎn)鎖緊裝置，該回轉(zhuǎn)鎖緊裝置包括液壓致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器控制裝置和摩擦片，該摩擦片能夠在液壓致動(dòng)器的作用下前移從而和回轉(zhuǎn)平臺(tái)的外圈制動(dòng)軌道產(chǎn)生摩擦力從而鎖緊回轉(zhuǎn)平臺(tái)。根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括中間轉(zhuǎn)盤2、安裝在中間轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸上的角度編碼器、PLC可編程控制器、回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，中間轉(zhuǎn)盤可安裝在底盤上。如圖1所示，中間轉(zhuǎn)盤抵靠在回轉(zhuǎn)支承體上，為了增加中間轉(zhuǎn)盤和回轉(zhuǎn)支承體之間的摩擦力，中間轉(zhuǎn)盤外圓周上 連接有摩擦帶4，回轉(zhuǎn)支承體與中間轉(zhuǎn)盤抵靠部分的外圓周上同樣也連接有摩擦帶3，摩擦帶例如可以由橡膠材料制成。中間轉(zhuǎn)盤外圓周上的摩擦帶優(yōu)選地厚度為0.5-1.5mm,回轉(zhuǎn)支承體外圓周上的摩擦帶的厚度優(yōu)選為這樣的厚度是較為有利的，因?yàn)槟Σ翈У暮穸冗^小的話容易破損，而厚度過大的話則容易變形進(jìn)而影響角度編碼器的精度，優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)支承體外圓周上的摩擦帶的厚度大于中間轉(zhuǎn)盤外圓周上的摩擦帶的厚度。該摩擦帶可以借助于自身的張緊力而可拆卸地固定于中間轉(zhuǎn)盤或者回轉(zhuǎn)支承體的外圓周上，但也可以例如通過涂敷或者粘結(jié)于中間轉(zhuǎn)盤或者回轉(zhuǎn)支承體的外圓周上，在后兩種方式中，摩擦帶同樣也是易于去除的，從而便于摩擦帶的更換。為了進(jìn)一步增加摩擦，摩擦片上還可設(shè)置波紋狀條紋或突起顆粒。回轉(zhuǎn)支承體的直徑相對(duì)于中間轉(zhuǎn)盤的直徑的比例優(yōu)選地處于5: I到15: I之間，更優(yōu)選地為9: I或者10: 1，這樣對(duì)于最大回轉(zhuǎn)半徑約5000mm的鉆機(jī)來說,選用分辯率212的編碼器時(shí)，回轉(zhuǎn)控制的精度可以達(dá)到0.5mm至1.5mm之間；此處的直徑比例是十分有利的，在使用相同分辯率編碼器時(shí)，如果比例過大的話則對(duì)編碼器的響應(yīng)速度具有較高要求，而如果比例過小的話則控制精度不夠。為了使得中間轉(zhuǎn)盤能夠始終抵靠在回轉(zhuǎn)支承體上，優(yōu)選地，中間轉(zhuǎn)盤借助于壓力可調(diào)的預(yù)壓彈簧的施壓而抵靠在回轉(zhuǎn)支承體上。根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)按照如下方式進(jìn)行工作:當(dāng)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊回轉(zhuǎn)平臺(tái)，利用中間轉(zhuǎn)盤上的角度編碼器監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)支承體的回轉(zhuǎn)角度，如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)角度，則回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知液壓致動(dòng)器控制裝置伸長(zhǎng)致動(dòng)器以增加夾緊力，如果回轉(zhuǎn)角度超出預(yù)定范圍，預(yù)定值例如但不限制地處于0.1 3度，優(yōu)選地處于
0.2 0.8度，那么回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警告，使得操作人員得知回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)超預(yù)定偏轉(zhuǎn)，應(yīng)利用人工操作或者回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾正，防止引起鉆桿彎曲變形、作業(yè)樁孔超限以及塌方；在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用角度編碼器輸出信號(hào)至PLC可編程控制器，PLC可編程控制器計(jì)算出回轉(zhuǎn)方向和角度并控制回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得回轉(zhuǎn)平臺(tái)自動(dòng)復(fù)位。由于根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)具有很高的精度，鉆機(jī) 鉆孔作業(yè)中出現(xiàn)的微量旋轉(zhuǎn)同樣可以被監(jiān)測(cè)到，增加了安全性，而且在鉆機(jī)排渣后轉(zhuǎn)回孔位時(shí)能夠盡可能地恢復(fù)到最初的定位位置。優(yōu)選地，為了改善鉆桅強(qiáng)度，根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)采用如圖2所示的鉆桅5橫截面面結(jié)構(gòu)，其中該橫截面呈現(xiàn)外撇的“凹”字型，并且導(dǎo)軌6設(shè)置于該外撇的“凹”字型外撇支腳7的內(nèi)側(cè)，這樣對(duì)導(dǎo)軌能夠起到顯著的保護(hù)作用。根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)優(yōu)選的技術(shù)參數(shù)如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種旋挖鉆機(jī)，包括底盤、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、變幅機(jī)構(gòu)及鉆桅、主副卷揚(yáng)、動(dòng)力頭、鉆桿、鉆頭、發(fā)動(dòng)機(jī)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)包括轉(zhuǎn)臺(tái)主體、減速裝置、回轉(zhuǎn)支承體和液壓驅(qū)動(dòng)部分，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)借助于回轉(zhuǎn)支承體實(shí)現(xiàn)相對(duì)于所述底盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其特征在于所述底盤包括回轉(zhuǎn)鎖緊裝置，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置包括液壓致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器控制裝置和摩擦片，所述摩擦片能夠在液壓致動(dòng)器的作用下前移從而和所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)的外圈制動(dòng)軌道產(chǎn)生摩擦力從而鎖緊所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括中間轉(zhuǎn)盤、安裝在所述中間轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)軸上的角度編碼器、PLC可編程控制器、回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，所述中間轉(zhuǎn)盤安裝在所述底盤上，所述中間轉(zhuǎn)盤抵靠在所述回轉(zhuǎn)支承體上，為了增加所述中間轉(zhuǎn)盤和所述回轉(zhuǎn)支承體之間的摩擦力，所述中間轉(zhuǎn)盤外圓周上連接有一第一摩擦帶，所述回轉(zhuǎn)支承體與所述中間轉(zhuǎn)盤抵靠部分的外圓周上連接有一第二摩擦帶，所述第二摩擦帶的厚度大于所述第一摩擦帶的厚度；當(dāng)所述旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)，利用所述中間轉(zhuǎn)盤上的所述角度編碼器監(jiān)測(cè)所述回轉(zhuǎn)支承體的回轉(zhuǎn)角度，如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)角度，則所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置的液壓致動(dòng)器控制裝置伸長(zhǎng)液壓致動(dòng)器以增加夾緊力，如果回轉(zhuǎn)角度超出預(yù)定范圍，所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警告，使得操作人員得知所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)超預(yù)期偏轉(zhuǎn)，應(yīng)利用人工操作或者所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾正；在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用所述角度編碼器輸出信號(hào)至所述PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器計(jì)算出所述回轉(zhuǎn)方向和角度并控制所述回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得回轉(zhuǎn)平臺(tái)自動(dòng)復(fù)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機(jī)，其特征在于中間轉(zhuǎn)盤外圓周上的摩擦帶優(yōu)選地厚度為O. 5-1. 5mm,回轉(zhuǎn)支承體外圓周上的摩擦帶的厚度優(yōu)選為l_2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋挖鉆機(jī)，其特征在于所述鉆桅的橫截面面呈現(xiàn)外撇的“凹”字型，并且導(dǎo)軌設(shè)置于該外撇的“凹”字型的外撇支腳(7)的內(nèi)側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋挖鉆機(jī)，其特征在于旋挖鉆機(jī)的允許變幅作業(yè)范圍為3600 4600mm，工作狀態(tài)鉆機(jī)尺寸長(zhǎng)X寬X高為11700 X 4400 X 23500mm，運(yùn)輸狀態(tài)鉆機(jī)尺寸長(zhǎng)X寬X高為16800 X 3250 X 3700mm，標(biāo)準(zhǔn)配置下整機(jī)重量90. 124t，主泵最大工作壓力36Mpa，副泵最大工作壓力29Mpa，動(dòng)力頭的最大輸出扭矩350KN. m，動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速2 24rpm，加壓油缸最大提升力200KN，加壓油缸行程5300mm，主卷揚(yáng)第一層提升力250KN，主卷揚(yáng)最大提升速度30m/min,主卷揚(yáng)鋼絲直徑34mm,鉆桅左/右傾角3/3度,鉆桅前傾角3度，鉆桅后傾角15度，底盤總長(zhǎng)6255mm，底盤展開寬度3205 4395mm，履帶縱向兩輪中心距 5200mm。
5.—種利用根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的旋挖鉆機(jī)的施工方法,其特征在于包括如下步驟(1)平整場(chǎng)地、樁位的測(cè)量放樣施工前，地上、地下的電纜、管線、舊建筑物、設(shè)備基礎(chǔ)必須排除處理完畢，各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施準(zhǔn)備就緒；在樁孔周圍設(shè)置好排水系統(tǒng)，挖好泥漿池、沉淀池；采用全站儀坐標(biāo)法來進(jìn)行樁的中心位置放樣，放樣后四周設(shè)護(hù)樁并復(fù)測(cè)，誤差控制在4. 5mm以內(nèi)，樁位用鋼筋打入地面作為樁的中心點(diǎn)，然后在樁位周圍做上標(biāo)記；(2)護(hù)筒的埋設(shè)護(hù)筒選用整體式鋼制護(hù)筒，壁厚根據(jù)長(zhǎng)度的不同選用8mm 11mm，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大150_ ;在埋設(shè)護(hù)筒前，首先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整、清除雜物；在施工中，護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成；護(hù)筒埋設(shè)后再將樁位中心線通過四個(gè)控制護(hù)樁引回，使護(hù)筒中心與樁位中心重合，并在護(hù)筒上用紅油漆標(biāo)識(shí)護(hù)樁方向線位置，經(jīng)確認(rèn)護(hù)筒平面位置的偏差不大于45mm，傾斜度的偏差不大于1%，將其四周用粘上填埋，并且分層夯實(shí)；(3)泥漿制備泥漿選用鈉基膨潤土制作，入孔泥漿性能指標(biāo)應(yīng)按鉆孔方法和地質(zhì)情況確定并符合下列規(guī)定比重在I. 2 I. 4g/cm3、膠體率超過95%、黏度在20 25之間、含砂率控制在`3.5%之內(nèi)、pH值大于6. 5 ;為了增加泥漿密度和粘性，還可添入適量燒堿和添加劑，燒堿與水的質(zhì)量比為6 100，添加劑與水的質(zhì)量比為0.55 100 ; (4)鉆機(jī)就位旋挖鉆機(jī)底盤為伸縮式自動(dòng)整平裝置，并在操作室內(nèi)根據(jù)儀表讀數(shù)進(jìn)行控制，當(dāng)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心十字線時(shí)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)即可鎖定，并利用回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊回轉(zhuǎn)平臺(tái)；鉆機(jī)就位時(shí)鉆頭中心和樁位中心應(yīng)對(duì)正準(zhǔn)確，誤差控制在15mm以內(nèi)；(5)鉆進(jìn)開孔時(shí)，要保證鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，預(yù)防孔斜和樁位偏差；起初，鉆機(jī)要輕壓慢轉(zhuǎn)漸漸進(jìn)入，待鉆頭全部進(jìn)入地層后方可加速鉆進(jìn)；鉆孔時(shí)，應(yīng)參照施工試驗(yàn)相關(guān)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)給予施工，同時(shí)應(yīng)設(shè)置專業(yè)人員對(duì)成孔時(shí)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行記錄；開孔及整個(gè)鉆進(jìn)過程中，始終保持孔內(nèi)水位高于地下水位I. 6 I. Sm，高于護(hù)筒底腳O. 6m以上并低于護(hù)筒頂O. 35m,以保持足夠的泥漿壓力以維護(hù)孔壁穩(wěn)定；當(dāng)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊回轉(zhuǎn)平臺(tái)，利用中間轉(zhuǎn)盤上的角度編碼器監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)支承體的回轉(zhuǎn)角度，如果出現(xiàn)回轉(zhuǎn)角度，則回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知液壓致動(dòng)器控制裝置伸長(zhǎng)致動(dòng)器以增加夾緊力，如果回轉(zhuǎn)角度超出預(yù)定范圍，那么回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)通知報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警告，使得操作人員得知回轉(zhuǎn)平臺(tái)出現(xiàn)超預(yù)期偏轉(zhuǎn)，應(yīng)利用人工操作或者回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾正，防止引起鉆桿彎曲變形、作業(yè)樁孔超限以及塌方；在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用角度編碼器輸出信號(hào)至PLC可編程控制器，PLC可編程控制器計(jì)算出回轉(zhuǎn)方向和角度并控制回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得回轉(zhuǎn)平臺(tái)復(fù)位；(6)成孔驗(yàn)收當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度并經(jīng)技術(shù)人員對(duì)孔位、孔徑、孔深、孔型以及垂直度檢查符合要求后立即進(jìn)行清孔作業(yè)。
全文摘要
一種旋挖鉆機(jī)，包括底盤、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、變幅機(jī)構(gòu)及鉆桅、主副卷揚(yáng)、動(dòng)力頭、鉆桿、鉆頭、發(fā)動(dòng)機(jī)，所述底盤包括回轉(zhuǎn)鎖緊裝置，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置包括液壓致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器控制裝置和摩擦片，回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括中間轉(zhuǎn)盤、安裝在所述中間轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸上的角度編碼器、PLC可編程控制器、回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，所述回轉(zhuǎn)鎖緊裝置鎖緊所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)，在當(dāng)需要進(jìn)行上車回轉(zhuǎn)、排渣、轉(zhuǎn)回孔位操作時(shí)，所述回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)利用角度編碼器輸出信號(hào)至PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器控制所述回轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)使得所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)自動(dòng)復(fù)位。根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)節(jié)約了成本，提高了勞動(dòng)效率和操作安全性。本發(fā)明也涉及一種旋挖鉆機(jī)施工方法。
文檔編號(hào)E21B3/02GK103256001SQ20131013486
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者劉勁, 楊越, 李恩熙 申請(qǐng)人:重慶科壘機(jī)械有限公司