全回转套管钻机清障用掘进排土机

331 编辑：中冶有色技术网来源：中铁十二局集团建筑安装工程有限公司

2024-01-08 13:57:24

权利要求书： 1.一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，其特征在于，包括排土系统、爬行机构反力架系统、掘土系统，所述排土系统包括电机、排土管，所述排土管上设置出渣口，所述排土管内设置运输叶轮，所述排土系统通过连接管与爬行机构反力架系统连接，所述爬行机构反力架系统包括上层反力框架、下层反力框架、爬行机构伸缩千斤顶和套管，所述上层反力框架与下层反力框架呈上下设置，所述上层反力框架与下层反力框架的数量均为2，2个所述上层反力框架之间设有连系梁，2个所述下层反力框架之间设有连系梁，所述上层反力框架与下层反力框架之间设置有爬行机构伸缩千斤顶，所述上层反力框架与下层反力框架均与套管之间设有防滑垫环，所述掘土系统包括驱动电机、掘进管、掘土机构伸缩千斤顶、过滤格栅和劈裂机，所述掘进管内设置排土叶轮，所述劈裂机包括刀盘、刮刀，所述排土叶轮中间设有中间轴，所述刀盘与中间轴之间设有辐条，所述刮刀设置刀盘底部，所述中间轴通过

4根支撑梁与掘进管相连接，所述掘土机构伸缩千斤顶设在下层反力框架的下方。

2.根据权利要求1所述的一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，其特征在于，所述运输叶轮为无轴叶轮。

3.根据权利要求1所述的一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，其特征在于，所述连接管为柔性管。

4.根据权利要求1所述的一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，其特征在于，所述垫环的材质为橡胶。

说明书：一种全回转套管钻机清障用掘进排土机技术领域[0001] 本实用新型属于掘进机设备技术领域，具体涉及一种全回转套管钻机清障用掘进排土机。

背景技术[0002] 近年来，随着国内经济快速发展，大中型都市的城市建设再开发项目、旧城区改造、地铁隧道、地下围护结构、桥梁改扩建工程等项目的不断增加，经常会遇到地下残留着

旧砼、旧桩，如灌注桩、预制桩等障碍物需要清除，这些地下障碍物已经成为地下工程施工

的棘手问题，设计施工不当，轻则造成改线改址或重新设计、部分施工半途而废，直接影响

工程的施工进度与质量，重则造成供水、煤气泄漏爆炸或电缆挖断中止供电的重大事故。因

此，地下障碍物清除是地下工程施工中十分重要的工作，对保证新建项目方案的安全顺利

实施具有重要意义。

[0003] 全回转套管钻机最早出现在法国，国内自上世纪90年代开始引进并用于地下障碍物清除工程，其工作原理为：通过可产生较大扭矩的主机驱动套管回转，套管装配钻头在负

载反压作用下不断向地层垂直钻进，并通过接管不断增加钻进深度，直至钻穿地下障碍物

并进行清除。对于全回转套管钻机障碍物的清除，目前常用的方法包括：冲抓斗挖掘、高压

水冲刷、冲击锤破碎以及多头抓爪等。对于目前使用的障碍物清除方法，主要存在的问题为

施工效率低，相对于全回转套管钻机的施工，套管内障碍物清除占了较多时间，对于全回转

套管钻机清障工法应用而言，套管内障碍物清除是施工效率的瓶颈，制约整个工法融体的

施工效率。

实用新型内容

[0004] 本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，解决了目前全回转套管钻机施工效率低、套管内障碍物无法清除的问题。

[0005] 为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：[0006] 一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，包括排土系统、爬行机构反力架系统、掘土系统，所述排土系统包括电机、排土管，所述排土管上设置出渣口，所述排土管内设置运

输叶轮，所述排土系统通过连接管与爬行机构反力架系统连接，所述爬行机构反力架系统

包括上层反力框架、下层反力框架、爬行机构伸缩千斤顶和套管，所述上层反力框架与下层

反力框架呈上下设置，所述上层反力框架与下层反力框架的数量均为2，2个所述上层反力

框架之间设有连系梁，2个所述下层反力框架之间设有连系梁，所述上层反力框架与下层反

力框架之间设置有爬行机构伸缩千斤顶，所述上层反力框架与下层反力框架均与套管之间

设有防滑垫环，所述掘土系统包括驱动电机、掘进管、掘土机构伸缩千斤顶、过滤格栅和劈

裂机，所述掘进管内设置排土叶轮，所述劈裂机包括刀盘、刮刀，所述排土叶轮中间设有中

间轴，所述刀盘与中间轴之间设有辐条，所述刮刀设置刀盘底部，所述中间轴通过4根支撑

梁与掘进管相连接，所述掘土机构伸缩千斤顶设在下层反力框架的下方。

[0007] 进一步的，所述运输叶轮为无轴叶轮。[0008] 进一步的，所述连接管为柔性管。[0009] 进一步的，所述垫环的材质为橡胶。[0010] 本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：[0011] 本实用新型通过设置排土系统、爬行机构反力架系统，能够将掘土系统掘进过程中产生的渣土及时的清理，排土系统通过爬行机构反力架系统可沿套管自行向下爬行，同

时采用类盾构刀头可以连续切削破碎岩土层，极大的提高了全回转套管钻机的施工效率，

实现对套管内障碍物清障的连续作业。

附图说明[0012] 下面结合附图对本实用新型做进一步描述：[0013] 图1为本实用新型所述全回转套管钻机清障用掘进排土机结构示意图；[0014] 图2为本实用新型所述去除排土系统后的俯视结构示意图；[0015] 图3为本实用新型所述过滤格栅的结构示意图；[0016] 图4为本实用新型所述劈裂机的主视结构示意图；[0017] 图5为本实用新型所述劈裂机的俯视结构示意图；[0018] 图中：1?套管；2?上层反力框架；3?防滑垫环；4?下层反力框架；5?连接管；6?爬行机构伸缩千斤顶；7?刀盘；8?刮刀；9?劈裂机；10?掘进管；11?排土叶轮；12?驱动电机；13?掘

土机构伸缩千斤顶；14?过滤格栅；15?连系梁；16?中间轴；17?支撑梁；18?辐条；19?套管内

清障开挖界线；20?电机；21?出渣口；22?排土管；23?运输叶轮。

具体实施方式[0019] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例

仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本

实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

[0020] 如图1 5所示，本实施例提供了一种全回转套管钻机清障用掘进排土机，包括排土~

系统、爬行机构反力架系统、掘土系统，排土系统包括电机、排土管，排土管上设置出渣口，

排土管内设置运输叶轮，该运输叶轮为无轴螺旋叶轮，排土系统通过柔性连接管与爬行机

构反力架系统连接，爬行机构反力架系统包括上层反力框架、下层反力框架、爬行机构伸缩

千斤顶和套管，上层反力框架与下层反力框架呈上下设置，上层反力框架与下层反力框架

的数量均为2，2个上层反力框架之间设有连系梁，2个下层反力框架之间设有连系梁，上层

反力框架与下层反力框架之间设置有爬行机构伸缩千斤顶，上层反力框架与下层反力框架

均与套管之间设有高强度高摩阻橡胶防滑垫环，掘土系统包括驱动电机、掘进管、掘土机构

伸缩千斤顶、过滤格栅和劈裂机，掘进管内设置排土叶轮，劈裂机包括刀盘、刮刀，排土叶轮

中间设有中间轴，刀盘与中间轴之间设有辐条，刮刀设置刀盘底部，中间轴通过4根支撑梁

与掘进管相连接，掘土机构伸缩千斤顶设在下层反力框架的下方。

[0021] 本实用新型的掘进排土机可在一范围内调整掘进姿态实现多位掘进排土，全回转套管钻机钻进至设定深度时，进入掘进排土工序。本实施例的主要实施过程为：

[0022] 第一步，将掘土系统和爬行机构反力架系统连接成整体吊入套管内；[0023] 第二步，将爬行机构反力架系统依靠防滑垫环撑在套管内壁，开启伺服控制系统，调整好反力框架姿态，使反力框架处于水平状态；

[0024] 第三步，伺服伸长爬行机构伸缩千斤顶，使掘土系统刀盘接触地面；[0025] 第四步，启动掘土系统刀盘转动；[0026] 第五步，自动控制伺服伸长掘土机构伸缩千斤顶，为掘土系统提供掘进反力；[0027] 第六步，吊装螺旋排土系统通过柔性连接管与掘土系统连接；[0028] 第七步，掘土系统通过刀盘切刮的渣土进入土仓后通过排土叶轮向上传输进入柔性连接软管；

[0029] 第八步，启动排土系统的电机，通过运输叶轮的转动对柔性连接软管内的渣土不断进行排土作业；

[0030] 第九步，上述流程循环往复进行，直到掘进至设定深度。[0031] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员

来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于

本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。