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申请/专利权人：上海工程机械厂有限公司

摘要：一种多重管搅拌桩钻机，包括具有顶驱机构、机架和减速箱的动力头、三个浆气回转接头、一个浆线回转接头、方位检测装置、一组第一钻杆总成、三组第二钻杆总成、多个钻杆支撑架、导向支架、方位检测装置、深度传感器和运算控制系统；减速箱的四个中空主轴横向方向排列设置；一个浆线、三个浆气回转接头设置在中空主轴上端，四个中空主轴下端连接一组第一钻杆总成、三组第二钻杆总成；方位检测装置位于减速箱的对接法兰处；运算控制系统通过软件运算、叠加和补偿，将钻杆倾斜度最终显示在控制屏幕上。本发明保证搅拌桩钻机下钻和上提时实现向周围土体进行上下喷浆，促进周围土体与水泥浆的充分搅拌，保证搅拌桩桩身上下均质和强度一致。

主权项：1.一种多重管搅拌桩钻机，包括：具有顶驱机构31、含导向板321和提升滑轮组322的机架32和减速箱30的动力头3、三个浆气回转接头20、一个浆线回转接头20’、含编码器801、小齿轮805、安装架803和围罩804的方位检测装置80；一组第一钻杆总成1、三组第二钻杆总成1’、含封垫体500和三个具有上钢套5011的上凸唇圈501的密封垫50、多个钻杆支撑架7、导向支架7’、深度传感器和运算控制系统，其中：减速箱30包括箱体300、箱盖301、四个具有第一主轴注浆道3021、第二主轴注浆道3022、主轴注气道3023和主轴沉孔3026的中空主轴302、二个输入轴、连接于各个中空主轴302下端的主轴法兰盘304、含母接头102、第一法兰浆管3051、第二法兰浆管3052、第一法兰气管3053、测量齿轮2055和法兰沉坑3056的对接法兰305；其中，母接头102包括位于其内槽底部、具有母板通孔1022的母固定板1021；浆气回转接头20包括支撑架200、下转轴201、含位于其内的上轴送气孔2023和下端部的上轴轴肩2024的上转轴202、转轴外套204、上套盖205、下套盖206、上连接轴207、上支架208、过渡接头209、旋转注气接头210、送气管2101和分流块2102；其中:下转轴201包括第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012、下轴注气孔2013、与第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012分别连通的第一下轴横浆道20111和第二下轴横浆道20121，还包括位于其上端部的下轴沉孔2014和位于其外壁的下轴对接盖2015；转轴外套204包括位于其内壁第一注浆环槽2041、第二注浆环槽2042、多道具有供油嘴的外套环槽2043和外套沟槽2044、位于其上端的外套沉孔2045、与第一注浆环槽2041、第二注浆环槽2042分别连通的位于其外壁的第一注浆孔20411和第二注浆孔20421，还包括位于其外壁的第一锁定孔2046和第二锁定孔2047；浆线回转接头20’包括含第一止动爪2006、第一止动爪2007和位于底部的撑架法兰2008的支撑架200、下转轴201、上转轴202、转轴外套204、含第一上盖沉孔2051、第二上盖沉孔2052的上套盖205、含第一下盖沉孔2061、第二下盖沉孔2062的下套盖206、上连接轴207、含支架圈2081、位于支架圈一侧的固定立板2082的上支架208、过渡接头209和滑电环211；其中：滑电环211包括连接该滑电环外圈的外线缆2112、由滑电环211的内圈引出的内线缆2111和压板2113；第一钻杆总成1包括多节单元钻杆10’、测斜钻杆10和钻具60；其中，单元钻杆10’包括公接头101、母接头102和含第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’和多个第三管路架1054’的第三内置管路105’，测斜钻杆10包括公接头101、母接头102、上喷浆口103、含弧形板1041、板支座1042和第一传感器1043的第一测斜装置104、含第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053和多个第一管路架1054的第一内置管路105；钻具60包括公接头101、下喷浆口603、含第三浆管6052、第二气管6053和多个第二管路架6054的第二内置管路605、喷气口609、多组含叶片6061和叶片座6062的搅拌叶606和切削叶607；第二钻杆总成1’包括多节单元钻杆10’、光钻杆10”和钻具60；其中，单元钻杆10’包括公接头101、母接头102和含第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’和多个第三管路架1054’的第三内置管路105’，光钻杆10”包括公接头101、母接头102、上喷浆口103含第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053和多个第一管路架1054的第一内置管路105；钻具60包括公接头101、下喷浆口603、含第三浆管6052、第二气管6053和多个第二管路架6054的第二内置管路605、喷气口609、多组含叶片6061和叶片座6062的搅拌叶606和切削叶607；其特征在于：所述动力头3的机架32固装于齿轮箱30的箱盖301处，它通过其导向板321置于外部桩架的立柱导轨上，它的提升滑轮组322连接由外部桩架卷扬机引出的钢丝绳；所述减速箱30的四个中空主轴302沿减速箱30的箱体300横向方向直线排列、且均以两端伸出减速箱30的方式设置，其上端部伸出箱盖301后位于各个端部套圈306内，其下端部伸出箱体300后套装主轴法兰盘304后安装对接法兰305；所述中空主轴302的第一主轴注浆道3021、第二主轴注浆道3022、主轴注气道3023以其截面方向为等边三角形对称、轴向互为平行的方式设置，它们的上端面均位于中空主轴302的主轴沉孔3026处；所述二个输入轴布置在四个中空主轴一侧的齿轮箱30上，它们在齿轮箱30的内腔通过齿轮传动与四个中空主轴302分别啮合后输出动力；所述顶驱机构31分别设置于各个输入轴的上端部；所述三个浆气回转接头20、一个浆线回转接头20’设置在减速箱30的四个中空主轴302上方，它们均通过其下转轴201穿过减速箱30的端部套圈306到达中空主轴302的上端部；所述下转轴201的第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012和下轴注气孔2013以其截面方向为等边三角形对称、轴向互为平行的方式设置；所述第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012分别在下转轴201内与第一下轴横向浆道20111、第二下轴横向浆道20121接通，所述第一下轴横向浆道20111、第二下轴横向浆道20121分别与转轴外套204的第一注浆环槽2041、第二注浆环槽2042连通；所述下转轴201下端置于的中空主轴302的主轴沉孔3026内，它的第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012和下轴注气孔2013分别与中空主轴302的第一主轴注浆道3021、第二主轴注浆道3022和主轴注气道3023分别贯通；所述下轴对接盖2015通过螺钉固装于中空主轴302上，将下转轴201和中空主轴连接成一体；所述下套盖206的第一下套孔槽2061、第二下套孔槽2062内分别安装轴承、骨架油封后套装于下转轴201上的安装位置；所述转轴外套204套装于下转轴201上与下套盖206紧固连接；所述外套环槽2043和外套沟槽2044分别安装O型密封圈和加入润滑脂；所述转轴外套204的第一注浆孔20411、第二注浆孔20421在转轴外套204内分别与第一注浆环槽2041、第二注浆环槽2042贯通，另一端分别连接外部送浆管路，由外部注浆系统泵入配比水泥浆液；所述上转轴202通过其上轴轴肩2024置于下转轴201的下轴沉孔2014内，其上轴送气孔2023斜向设置、并与下转轴201的下轴注气孔2013贯通；所述上转轴202的上端面固装过渡接头209；所述上连接轴207通过位于其底部的上轴孔肩2071置于过渡接头209的上端面后通过螺钉固定在上转轴202上，从而将上连接轴207、过渡接头209和上转轴202连成一体；所述上连接轴207的通孔与过渡接头209的通孔、上转轴202的上轴送气孔2023贯通；所述上套盖205的第一下上套孔槽2061、第二上套孔槽2062内分别安装轴承、骨架油封后穿过上连接轴207和过渡接头209后与转轴外套204的上端面固装；所述上支架208通过支架圈2081固装于上套盖205上；所述固定立板2082固装于支架圈2081的一侧；所述支撑架200分别设置于各个浆气回转接头20和浆线回转接头20’的左右二侧，该支撑架的第一止动爪2006、第一止动爪2007分别置于各个浆气回转接头20和浆线回转接头20’的转轴外套204的外壁上的第一锁定孔2046、第二锁定孔2047内；所述撑架法兰2008固装于在减速箱30的箱盖301的各个安装位置，从而将浆气回转接头20和浆线回转接头20’固装于中空输出轴302的上端部；所述浆气回转接头20的旋转注气接头210固装于上连接轴207上；所述分流块2102固装于固定立板2082上；所述送气管2101连接旋转注气接头210和分流块2102；所述浆线回转接头20’的滑电环211通过其内圈套装于上套盖205上，所述压板2083固定在滑电环211端面，另一端与固定立板2082紧固；所述内线缆2111穿过上连接轴207的通孔、过渡接头209的通孔、上转轴202的上轴送气孔2023、下转轴201的下轴注气孔2013、中空主轴302的主轴注气道3023后依次进入第一钻杆总成1的多节单元钻杆10’、测斜钻杆10后连接第一测斜装置104；所述一组第一钻杆总成1、三组第二钻杆总成1’分别插入减速箱30的各个中空主轴302下端固装的对接法兰305的母接头102后完成钻杆钻具的组装；所述第一钻杆总成1由多节单元钻杆10’、测斜钻杆10和钻具60对接而成；所述单元钻杆10’的公接头101的公固定板1011的公板通孔1012设有三个，它们在公固定板1011径向方向以等边三角形对称方式布置；所述母接头102的母固定板1021的母板通孔1022设有三个，它们在母固定板1021径向方向以等边三角形对称方式布置；所述第三内置管路105’通过多个第三管路架1054’设置于单元钻杆10’的内腔，该第三内置管路的第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’以其截面方向为等边三角形对称、轴向互为平行的方式设置在单元钻杆10’的内腔；所述第三管路架1054’设有三个以其径向方向呈等边三角形对称方式布置的第三管架通孔10541’；所述第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’分别穿过第三管路架1054’的三个第三管架通孔10541’后固定在单元钻杆10’的内腔；所述第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’的上端分别置于公接头101的公固定板1011的三个公板通孔1012后焊接固定，该公固定板焊接固定在公接头101的端面；所述第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’的下端置于母接头102的母固定板1021的三个母板通孔1022后焊接固定，该母固定板焊接固定在母接头102的内槽底部；所述测斜钻杆10的公接头101的公固定板1011的公板通孔1012设有三个，它们在公固定板1011径向方向以等边三角形对称方式布置；所述母接头102的母固定板1021的母板通孔1022设有三个，它们在母固定板1021径向方向以等边三角形对称方式布置；所述测斜钻杆10的上喷浆口103设置于其外壁；所述测斜钻杆10的第一内置管路105通过多个第一管路架1054设置于测斜钻杆10的内腔，该第一内置管路的第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053以其截面方向为等边三角形对称、轴向互为平行的方式设置在测斜钻杆10的内腔；所述第一浆管1051在测斜钻杆10的内腔通过短弯管10511连接上喷浆口103；所述第一管路架1054设有三个以其径向方向呈等边三角形对称方式布置的第一管架通孔10541；所述第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053分别穿过第一管路架1054的三个第一管架通孔10541后固定在测斜钻杆10的内腔；所述第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053的上端分别置于公固定板1011的三个公板通孔1012后焊接固定，该公固定板焊接固定在公接头101的端面；所述第二浆管1052、第一气管1053的下端置于母固定板1021的二个母板通孔1022后焊接固定，该母固定板焊接固定在母接头102的内槽底部；所述第一测斜装置104通过弧形板1041固装于上喷浆口103下方的测斜钻杆10外壁上；所述板支座1042位于弧形板1041的内侧；所述第一测斜装置104的传感器1043固装于板支座1042上，并与穿过第一钻杆总成1内腔各个气管的滑电环211的内线缆2111连接；所述钻具60的公接头101的公固定板1011的公板通孔1012设有三个，它们在公固定板1011径向方向以等边三角形对称方式布置；所述下喷浆口603设置于钻具60的钻具管体608的外壁底端处；所述喷气口609设置于钻具60的钻具管体608底部；所述钻具60的第二内置管路605通过多个第二管路架6054设置于钻具60的内腔；所述第二管路架6054设有三个以其径向方向呈等边三角形对称方式布置的第二管架通孔60541；所述第二内置管路605的第三浆管6052、第二气管6053分别穿过多个第二管路架6054的二个第二管架通孔60541固定在搅拌钻具60的内腔；所述第三浆管6052、第二气管6053的上端分别置于公固定板1011的二个公板通孔1012后焊接固定，该公固定板焊接固定在公接头101的端面；所述第三浆管6052的下端通过下弯浆管60521连接下喷浆口603；所述第二气管6053的下端连接喷气口609；所述钻具60的多组搅拌叶606以上下间隔交叉的方式对称设置在钻具60的钻具管体608外壁；每组所述搅拌叶606的叶片6061通过销轴安装于叶片座6062上；所述钻具60的切削翼片660对称布置在钻具60的钻具管体608的底部外壁；所述下喷浆口603设置于钻具管体608的外壁底端处；所述喷气口609设置于钻具管体608的底部；所述第二钻杆总成1’由多节单元钻杆10’、光钻杆10”和钻具60对接而成；所述光钻杆10”的第一内置管路105通过多个第一管路架1054设置于光钻杆10”的内腔，该第一内置管路的第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053以其截面方向为等边三角形对称、轴向互为平行的方式设置在光钻杆10”的内腔；所述第一管路架1054设有三个以其径向方向呈等边三角形对称方式布置的第一管架通孔10541；所述第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053分别穿过第一管路架1054的三个第一管架通孔10541后固定在光钻杆10”的内腔；所述第一浆管1051在光钻杆10”的内腔通过短弯管10511连接上喷浆口103；所述第一浆管1051、第二浆管1052、第一气管1053的上端分别置于公接头101的公固定板1011的三个公板通孔1012后焊接固定，该公固定板焊接固定在公接头101的端面；所述第二浆管1052、第一气管1053的下端置于母接头102的母固定板1021的二个母板通孔1022后焊接固定，该母固定板焊接固定在母接头102的内槽底部；所述密封垫50的三个上凸唇圈501以等边三角形对称方式布置在封垫体500的上端面，所述上钢套5011设置于上凸唇圈501的孔内；所述密封垫50分别设置于各个浆气回转接头20、浆线回转接头20’的下转轴201与减速箱30的中空主轴302的主轴沉孔3026之间以及各个中空主轴302与对接法兰305之间，它们的三个上凸唇圈501分别进入各个下转轴201下端部的第一下轴注浆孔2011、第二下轴注浆孔2012和下轴注气孔2013的孔内以及各个中空主轴302下端部的第一主轴注浆道3021、第二主轴注浆道3022和主轴注气道3023的孔内；在所述减速箱30的各个对接法兰305的母接头102处连接第一钻杆总成1和各个第二钻杆总成1’时，所述密封垫50分别设置于各个对接法兰305与单元钻杆10’之间、单元钻杆10’与测斜钻杆10之间、各个单元钻杆10’与光钻杆10”之间，其三个上凸唇圈501分别各个对接法兰305的法兰沉坑3056处的第一法兰浆管3051、第二法兰浆管3052、第一法兰气管3053的孔内、各个单元钻杆10’的母接头102的母固定板1021端面处的第五浆管1051’、第六浆管1052’、第三气管1053’的孔内；所述密封垫50还分别设置于测斜钻杆10与钻具60之间、各个光钻杆10”与钻具60之间，其三个上凸唇圈501中的二个分别进入位于测斜钻杆10、各个光钻杆10”的母接头102的母固定板1021外端面处的第二浆管1052、第一气管1053的孔内；所述减速箱30的对接法兰305的法兰沉坑3056外端面与对接法兰305的轴向中心线的垂直度偏差均小于等于0.08-0.10mm；所述第一钻杆总成1和第二钻杆总成1’之间、以及相邻的第二钻杆总成1’之间的钻具的各组搅拌叶606按上下错开方式布置，以各个钻具60旋转过程中它们的各组搅拌叶606形成圆弧轨迹有一定的重叠；所述第一钻杆总成1和第二钻杆总成1’的各个单元钻杆10’之间通过与之垂直设置的多个导向支架7’予以支承，该导向支架7’的侧端置于外部桩架的立柱导轨上、且通过铁链连接悬挂于动力头3的减速箱30下方；所述第一钻杆总成1和第二钻杆总成1’的各个钻具60之间通过与之垂直设置的多个钻杆支撑架7予以支承；所述公接头101的公固定板1011外端面分别与减速箱30的中空主轴302、单元钻杆10’、测斜钻杆10、光钻杆10”和钻具60轴向中心线的垂直度偏差均小于等于0.08-0.10mm；所述母接头102的母固定板1021外端面与减速箱30的对接法兰305、单元钻杆10’、测斜钻杆10、光钻杆10”的轴向中心线的垂直度偏差均小于等于0.08-0.10mm；所述方位检测装置80设置于减速箱30下方的一个对接法兰305处，该对接法兰固装第一钻杆总成1；所述编码器801固装于安装架803上，其转动轴上固装小齿轮805；所述安装架803与围罩804固装于减速箱30下方后将减速箱30的套装于中空主轴302上的主轴法兰盘304、对接法兰305围在其中；所述小齿轮805与对接法兰305的测量齿轮2055啮合，将第一钻杆总成1旋转过程中的水平方位角通过线缆传递至运算控制系统；所述深度传感器安装于悬挂搅拌桩钻机的外部桩架立柱上，即时检测钻掘深度，由外部数据线传输至运算控制系统；所述运算控制系统通过对深度传感器采集的钻掘深度、第一测斜装置104和第二测斜装置104’采集的第一钻杆总成1的上下端偏斜角度以及方位检测装置80检测的第一钻杆总成1的水平方位角进行软件运算、叠加和补偿，在显示屏上显示钻杆倾斜度。

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