阅读说明：本技术 一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置 (Mechanical enlarged head drilling device for anchor cable hole expanding section ) 是由 叶建 万学林 王伟 夏安海 王哲 王利文 徐小龙 佟国锋 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置,包括钻头和翼片,钻头安装固定在内轴前端,内轴的后端安装在底座上,底座安装固定在外轴上,钻头的圆周方向上均匀布置有三个翼片,翼片分为上伸缩板和下伸缩板两部分,上伸缩板前端与钻头铰接在一起,上伸缩板的后端与下伸缩板的前端铰接在一起,下伸缩板的后端与底座铰接在一起,锚索施工进入扩孔段时,翼片的上伸缩板和下伸缩板相互靠近,三个翼片的连接端部向外发散扩张,钻进装置的直径变大,钻头和翼片上均开有钻齿,进入扩孔段后,钻齿切割土体,达到扩孔的效果。该装置结构简单、使用方便且扩孔效果明显,使得钻头在硬质土层扩展顺利无卡钻,在软土层则提钻容易、排渣顺畅。(The invention discloses a mechanical expanding head drilling device for an anchor cable hole expanding section, which comprises a drill bit and fins, wherein the drill bit is installed and fixed at the front end of an inner shaft, the rear end of the inner shaft is installed on a base, the base is installed and fixed on an outer shaft, three fins are uniformly arranged in the circumferential direction of the drill bit, the fins are divided into an upper expansion plate and a lower expansion plate, the front end of the upper expansion plate is hinged with the drill bit, the rear end of the upper expansion plate is hinged with the front end of the lower expansion plate, the rear end of the lower expansion plate is hinged with the base, when an anchor cable enters the hole expanding section during construction, the upper expansion plate and the lower expansion plate of the fins are close to each other, the connecting end parts of the three fins are outwards dispersed and expanded, the diameter of the drilling device is increased, drill teeth are arranged on the drill bit and the fins, and the drill teeth cut a soil body after the anchor cable enters the. The device simple structure, convenient to use and reaming effect are obvious for the drill bit is smooth in the expansion of stereoplasm soil layer not have the sticking of a drill, and then carry the drilling easily, arrange the sediment smoothly in soft soil layer.)

一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置

技术领域

本发明涉及技术领域，具体为一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置。

背景技术

在黏性土地层等土质较差的地质环境中，锚索需要能够提供更高的承载力，使基坑、边坡安全系数提高，而普通锚索在这点上稍逊。而相比普通锚索，扩大头锚索能提供比其更高的承载力，也因此，在基坑支护中该技术渐渐被推广使用。但采用机械扩大头钻进装置施工时也存在扩孔、清渣等问题。

在非扩孔段锚索施工中锚孔钻进可采用干钻，以确保锚固工程施工不恶化边坡地质条件和保证孔壁的粘结性能，若遇地质复杂或者难以钻进时可采用水钻。钻进过程严格控制钻机性能和锚固地层，防止钻孔变径，造成下锚困难或其它意外情况。同时锚索钻孔施工过程也要加强钻机的导向作用，防止孔斜误差，必要时需要采用纠偏措施，确保孔径和孔壁强度设计及规范要求。同时钻进过程中除了变径等问题，排渣也是扩孔段锚索施工钻进中一个难点。

发明内容

为了克服现有技术中的技术缺陷，本发明提供了一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，通过锥形钻头和其连接的翼片，装置内加水注浆，解决了施工时存在的扩孔、清渣等问题，保证了基坑支护结构安全稳定。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，包括钻头和连接钻头的翼片，钻头呈锥形，设置有钻齿，安装固定在内轴前端，内轴的后端安装在底座上，底座安装固定在外轴上，钻头的圆周方向上均匀布置有三个翼片，翼片分为上伸缩板和下伸缩板两部分，且外侧面均设置有钻齿，上伸缩板前端与钻头铰接在一起，上伸缩板的后端与下伸缩板的前端铰接在一起，下伸缩板的后端与底座铰接在一起，锚索施工进入扩孔段时，翼片的上伸缩板和下伸缩板相互靠近，三个翼片的连接端部向外发散扩张，钻进装置的直径变大。

上述的一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，所述钻头为呈中心对称的锥形结构，材质为碳钢或者不锈钢，采用双面满焊与内轴连接，内轴与外轴的连接处做成耐磨底座，内轴插进外轴内，底座处通过咬合或者加焊的方式连接内、外轴，三者同轴心。

上述的一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，所述钻齿开设在上伸缩板和下伸缩板的翼缘处和钻头的端部，间距均匀，呈锯齿状结构,进入扩孔段后，钻齿切割土体，不断加压和旋转，达到扩孔的效果。

上述的一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，所述翼片的上伸缩板和下伸缩板在扩孔段施工前收齐至与内轴和外轴平行，在扩孔段施工时打开与内轴和外轴形成一定的角度。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：

1、本发明一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置，在机械扩大头端部和翼片上均开有钻齿，当钻孔直径未达到设计要求时，钻头不会向前推进旋转，当钻头两翼扩到位后，就会带动前方的锥形钻转动，整个钻头向前钻进，从而保证了扩孔直径，同时扩孔的长度也不会受到影响；

2、本发明所述的钻进装置结构简单、使用方便，钻头在硬质土层扩展顺利，不会出现卡钻现象，在软土层则提钻容易、排渣顺畅；

3、本发明在使用时，在钻进装置内充入压缩空气和泥浆，利用装置较小的孔径，陡然增大气压将泥浆压出孔外，泥浆带出钻渣，从而解决了钻进时排渣的问题，再加上水和压缩空气，保证浇筑形成强度较高的水泥土。

附图说明

下面结合附图对本发明的

具体实施方式

做进一步详细的说明，其中：

图1为本发明一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置的整体结构示意图；

图中：1-钻头，2-内轴，3-上伸缩板，4-下伸缩板，5-底座，6-外轴，7-翼片。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种用于锚索扩孔段的机械扩大头钻进装置的整体结构示意图，包括钻头1和连接钻头1的翼片7，钻头1呈锥形，设置有钻齿，安装固定在内轴2前端，内轴2的后端安装在底座5上，底座安装固定在外轴6上，钻头1的圆周方向上均匀布置有三个翼片7，翼片7分为上伸缩板3和下伸缩板4两部分，且外侧面均设置有钻齿，上伸缩板3前端与钻头1铰接在一起，上伸缩板3的后端与下伸缩板4的前端铰接在一起，下伸缩板4的后端与底座5铰接在一起，锚索施工进入扩孔段时，翼片7的上伸缩板3和下伸缩板4相互靠近，三个翼片7的连接端部向外发散扩张，钻进装置的直径变大，钻头1和翼片7上均开有钻齿，进入扩孔段后，钻齿切割土体，不断加压和旋转，达到扩孔的效果，翼片7和钻头1上带有的钻齿配合旋转切割土体，减小了钻头1和翼片7与土体的磨损，提高了两者的使用寿命。

钻头1为呈中心对称的锥形结构，材质为碳钢或者不锈钢，采用双面满焊与内轴2连接，内轴2与外轴6的连接处做成耐磨底座5，内轴2插进外轴6内，底座5处通过咬合或者加焊的方式连接内、外轴，三者同轴心。锥形结构的钻头2与上伸缩板3，上伸缩板3与下伸缩板4，下伸缩板4与外轴6均采用大螺栓进行铰接。

钻齿开设在上伸缩板3和下伸缩板4的翼缘处和钻头1的端部，间距均匀，呈锯齿状结构,进入扩孔段后，钻齿切割土体，不断加压和旋转，达到扩孔的效果。

在发明在使用过程中，具体的装配施工方法按照如下步骤进行：

步骤一：先将内轴2下端伸入外轴6上端线以下400mm处，并采用底座5咬合的方式连接，再将钻头1与内轴2连接，采用双面满焊，必要时可增加插销加固；

步骤二：钻头1每一片与上伸缩板3对位处用螺栓铰接连接，下伸缩板4与外轴6连接同样采用螺栓，连接完成后再用大螺栓连接上伸缩板3与下伸缩板4，为保证翼片7能够伸缩变化，螺栓连接处须留有一定变位空间；

步骤三：将锚杆与外轴6对位连接，杆内压缩空气，并随钻进施工过程加水注水泥浆。

在施工过程中，为解决扩孔钻进带来的直径变化和钻渣排除问题，采用以下措施：在钻进过程中加水，将钻渣形成泥浆，不仅有利于清除钻渣，形成的泥浆也可以减小阻力。当钻机通过装置向钻头1施加推力时，钻头1的翼片7向外扩张，当钻头整体未完全扩开时，前端锥形钻头1不会转动，当翼片7伸展至最大时，钻头中轴顶住前端锥形钻头1，前端钻头1开始旋转。

翼片7带有排布均匀的钻齿，钻齿呈锯齿状，每个小钻齿端部凸起高于平部1-2cm，并且垂直于翼片7的短边方向，每根翼片7的翼缘不需要都开有钻齿，只需要在外面的两个翼缘选一个开钻齿即可，但是这3排钻齿在每个翼片7的位置需要相同，即钻头1旋转120°之后下一排钻齿又出现在同一位置上，从而实现了该钻进装置一边钻进一边扩孔，形成稳定的扩孔直线段。

本发明所述的钻进装置结构简单、使用方便，通过一系列措施，使钻头1在硬质土层扩展顺利无卡钻，在软土层则提钻容易、排渣顺畅，在硬土层和软土层均可使用，形成的扩大头孔径稳定，符合设计和规范要求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。