本技術(shù)涉及樁孔施工裝置，尤其是涉及一種用于折斷巖芯的鉆頭。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要穿巖的樁基工程的工程量越來越大，對巖石樁基礎(chǔ)開挖的施工方法也有更多需求。在進(jìn)行巖石鉆進(jìn)成孔施工時(shí)，通常會(huì)使用旋挖鉆機(jī)，在旋挖鉆機(jī)的鉆桿上安裝牙輪筒鉆，牙輪筒鉆在旋挖鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，對巖石進(jìn)行碾壓、沖擊使巖石破碎，旋挖至一定深度后形成樁孔，鉆筒外與樁孔之間形成環(huán)形筒狀的巖石旋挖槽，鉆筒內(nèi)形成圓柱形巖芯，隨后需將圓柱形巖芯從樁孔中折斷并取出，完成成孔施工過程。傳統(tǒng)的折斷巖芯方式會(huì)使用楔形部件，其與鉆桿連接并插入巖石旋挖槽內(nèi)，利用楔形部件設(shè)置的斜度對旋挖槽進(jìn)行擠壓沖擊，通過楔形部件沖擊時(shí)分解產(chǎn)生徑向力，以求擠斷巖芯，但由于旋挖鉆機(jī)不能提供下壓功能，僅能依靠鉆桿及部件自身的自重來擠壓巖石，難度較大，成功率不高，且依靠鉆桿的自重下壓容易損壞旋挖鉆機(jī)。

2、現(xiàn)有方案中，可在巖芯充滿鉆筒后，利用設(shè)置于鉆筒內(nèi)壁的若干卡扣件抵住巖芯，使巖芯卡緊在鉆筒內(nèi)，然后通過旋挖鉆機(jī)的鉆桿對鉆筒施加轉(zhuǎn)矩，使鉆筒開始扭轉(zhuǎn)，利用鉆筒和巖芯之間的摩擦力扭斷巖芯，使巖芯從底部斷裂，然后取芯時(shí)操控鉆筒從樁孔中移出，由于卡扣件抵在巖芯上使其固定在鉆筒內(nèi)，因此能將巖芯隨鉆筒從樁孔中整體取出。由這種方式斷裂巖芯時(shí)，需要在所需挖取的巖芯長度與鉆筒長度匹配時(shí)才能利用鉆筒扭斷巖芯使其在底部斷裂，其使用靈活性較低，在長度不匹配時(shí)就還需另外使用如風(fēng)炮機(jī)、鑿巖機(jī)等破巖工具將巖芯的未斷裂部分裂開，在樁孔中形成碎石，然后人工把樁孔中的碎石抬出。由于上述破巖工具通常造價(jià)貴、安全性低、作業(yè)周期長，導(dǎo)致施工難度加大，并產(chǎn)生額外的人工清理成本，降低了施工的效率。

3、此外，上述通過鉆筒扭斷巖芯的操作在實(shí)際施工中的適用范圍受限，其實(shí)施依賴于使用大功率旋挖鉆機(jī)。大功率旋挖鉆機(jī)能提供更大的轉(zhuǎn)矩輸出，使其足以通過鉆筒扭斷巖芯，但大功率旋挖鉆機(jī)價(jià)格較高，導(dǎo)致施工成本高，且其對于操作人員的使用要求較高，使用時(shí)對施工現(xiàn)場的環(huán)境受限較嚴(yán)格，因此難以在多數(shù)施工環(huán)境中普及使用；而小功率旋挖鉆機(jī)雖然具有價(jià)格相對較低、操作簡單、適用于大多數(shù)施工現(xiàn)場環(huán)境的特點(diǎn)，但其功率較小，使其提供的轉(zhuǎn)矩較小，在僅能使用小功率旋挖鉆機(jī)的施工環(huán)境中，當(dāng)需要使用上述鉆筒扭斷巖芯的施工方式時(shí)，由于鉆筒及其形成樁孔的尺寸通常較大，樁孔內(nèi)鉆筒與巖芯的固定處相距鉆筒的筒心較遠(yuǎn)，即鉆筒內(nèi)壁施力固定的卡扣件與鉆桿的旋轉(zhuǎn)中心軸距離較大，因此在旋挖鉆機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩較小的前提下，鉆筒作用于巖芯上的扭力不足，從而無法扭斷巖芯，導(dǎo)致后續(xù)施工過程無法進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型目的在于提供一種用于折斷巖芯的鉆頭，其在旋挖鉆機(jī)提供相同的轉(zhuǎn)矩的情況下能產(chǎn)生更大的徑向推力，從而在旋挖鉆機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩更小的情況下也能將巖芯折斷，可適用于僅提供小功率旋挖鉆機(jī)的施工環(huán)境，以減少施工過程中所需的設(shè)備成本，并通用于更多的施工環(huán)境，操作方便。

2、一種用于折斷巖芯的鉆頭，包括與旋挖鉆機(jī)的鉆桿連接的方筒狀的連接筒，以及由連接筒向下延伸形成的與所述連接筒連成一體的筒狀的擠壓筒，所述擠壓筒的一側(cè)設(shè)置豎直的擠壓面，與擠壓面的相對側(cè)設(shè)置向內(nèi)傾斜的導(dǎo)向面。

3、本實(shí)用新型所述的用于折斷巖芯的鉆頭，進(jìn)行折斷巖芯的施工時(shí)，將所述鉆頭通過連接筒安裝固定在旋挖鉆機(jī)的鉆桿上，操控旋挖鉆機(jī)，使擠壓筒的擠壓面朝向巖芯，導(dǎo)向面朝向樁孔內(nèi)壁，將擠壓筒向下插入巖芯與樁孔內(nèi)壁之間的巖石旋挖槽中并向下移動(dòng)，在傾斜的導(dǎo)向面的導(dǎo)向作用下，隨著擠壓筒的下移，擠壓筒的兩側(cè)將抵緊于旋挖槽的兩側(cè)，擠壓面壓緊于巖芯側(cè)壁上，此時(shí)，通過操控旋挖鉆機(jī)對與其連接的連接筒施加轉(zhuǎn)矩，使擠壓筒繞鉆桿的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓面會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，對巖芯施加徑向的推力，壓迫巖芯，使其在與擠壓面接觸的部分向遠(yuǎn)離鉆頭的另一側(cè)發(fā)生偏移變形，隨著擠壓筒的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓面能持續(xù)對巖芯施加徑向推力，迫使巖芯進(jìn)一步發(fā)生偏移變形，直至巖芯發(fā)生斷裂。

4、本實(shí)用新型所述的鉆頭與現(xiàn)有的鉆筒相比，其擠壓筒是由連接筒向下延伸而出的一體結(jié)構(gòu)，使其擠壓面與連接筒筒心的距離相對較小，也即其擠壓面對巖芯施加推力的作用點(diǎn)與鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)的中心軸之間的距離較小，根據(jù)公式：力=轉(zhuǎn)矩/距離，在旋挖鉆機(jī)提供相同的轉(zhuǎn)矩的情況下能產(chǎn)生更大的徑向推力，從而能在旋挖鉆機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩更小的情況下也能將巖芯折斷，因此其在施工中的適用范圍更廣，可適用于僅提供小功率旋挖鉆機(jī)的施工環(huán)境，從而可充分利用小功率旋挖鉆機(jī)的價(jià)格相對較低、操作簡單、對施工現(xiàn)場環(huán)境的通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，減少施工過程中所需的設(shè)備成本，并適用于更多的施工環(huán)境，且折斷巖芯時(shí)無需再額外使用其它破巖工具把巖芯裂開，使操作方便，降低了操作人員的施工難度；此外，由于擠壓面呈豎直設(shè)置，并壓緊于巖芯側(cè)壁上，因此在擠壓筒轉(zhuǎn)動(dòng)并持續(xù)對巖芯施壓的過程中，能始終保持?jǐn)D壓面與巖芯接觸，且其與巖芯接觸時(shí)能維持在相對較大的面接觸狀態(tài)，能減少施壓接觸部位的應(yīng)力集中，從而能較好地降低對巖芯接觸部位直接造成破損的情況發(fā)生，使巖芯在斷裂過程中保持較好的完整度，也就能夠避免因巖芯的局部破損而使對整個(gè)巖芯的徑向推力被破損處吸收、分解，導(dǎo)致巖芯受到的徑向推力減小或不受徑向推力，從而無法折斷巖芯的異常情形發(fā)生，并能減少施工時(shí)在樁孔中額外產(chǎn)生的碎石量，便于后續(xù)對樁孔的清理工作。

技術(shù)特征：

1.一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，包括與旋挖鉆機(jī)的鉆桿連接的方筒狀的連接筒（1），以及由連接筒（1）向下延伸形成的與所述連接筒（1）連成一體的筒狀的擠壓筒（2），所述擠壓筒（2）的一側(cè)設(shè)置豎直的擠壓面，與擠壓面的相對側(cè)設(shè)置向內(nèi)傾斜的導(dǎo)向面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述擠壓面上下等寬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述導(dǎo)向面由上往下逐漸變窄。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述擠壓筒（2）呈倒置的棱臺形狀，其底部為四邊形底面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述連接筒（1）的側(cè)面設(shè)有可通過插入固定螺栓使連接筒（1）固定連接于鉆桿的固定孔（4）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述固定孔（4）的上下兩側(cè)安裝有加強(qiáng)板（3）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，在固定孔（4）下側(cè)的加強(qiáng)板（3）安裝于連接筒（1）與擠壓筒（2）的交界處。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于折斷巖芯的鉆頭，其特征在于，所述加強(qiáng)板（3）呈l形，其分別安裝于連接筒（1）的四條棱邊上。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種用于折斷巖芯的鉆頭，包括與旋挖鉆機(jī)的鉆桿連接的方筒狀的連接筒，以及由連接筒向下延伸形成的與所述連接筒連成一體的筒狀的擠壓筒，所述擠壓筒的一側(cè)設(shè)置豎直的擠壓面，與擠壓面的相對側(cè)設(shè)置向內(nèi)傾斜的導(dǎo)向面。采用本技術(shù)所述的鉆頭，在旋挖鉆機(jī)提供相同的轉(zhuǎn)矩的情況下能產(chǎn)生更大的徑向推力，從而能在旋挖鉆機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩更小的情況下也能將巖芯折斷，因此其在施工中的適用范圍更廣，可適用于僅提供小功率旋挖鉆機(jī)的施工環(huán)境，且其與巖芯接觸時(shí)能維持在相對較大的面接觸狀態(tài)，能減少施壓接觸部位的應(yīng)力集中，從而能較好地降低對巖芯接觸部位直接造成破損的情況發(fā)生，使巖芯在斷裂過程中保持較好的完整度。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒志鵬,鄭維友,陳金財(cái),鄭集天,鄭學(xué)峰,曹成,蘇星光,謝浩,王益斌,朱振鋒,鄧露明,喻曉雷,董正江,黃耿,溫賢龍,吳中平,肖岳賓,謝斌先,鄭建合,吳耀敏,倪子杰,周有志,康鉅敏,張?jiān)盍?李火炎,廖維鋒,何金剛,劉淵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240508
技術(shù)公布日：2024/12/19