CN222207769U - 一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，包括水平设置的正交履带钻组件、竖向设置的横切履带钻以及竖向设置的圆锥钻组件，正交履带钻组件、横切履带钻和圆锥钻组件均安装在U形钢架上；正交履带钻组件包括两个正交履带钻和两个平移组件，平移组件驱动对应正交履带钻进行水平移动；圆锥钻组件包括圆锥钻U形钢架、圆锥钻以及转动组件，圆锥钻U形钢架呈侧向开口的箱型构造。本实用新型的优点是：通过圆锥钻组件和正交履带钻组件，实现岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂孔，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；实现根据不同边坡的剩余下滑力方向，钻挖与剩余下滑力的竖向分力角度最优的分力块孔。

Description

一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻

技术领域

本实用新型涉及抗滑桩或挡墙钻孔机设备的技术领域，尤其是一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻。

背景技术

在边坡支护、路基构筑、基坑开挖和隧道进出口建设等工程中，抗滑桩或挡墙是一种能够将岩土体侧向推力传递到滑动面以下稳固地层中，抵抗侧向推力，治理工程和地质灾害的最有效措施，被广泛地应用于各个工程领域。滑坡推力作用于抗滑桩或挡墙时，剩余下滑力的作用方向通常并非是水平方向，而是与水平方向呈一定夹角，大部分滑坡的夹角在10～30°之间。根据剩余下滑力矢量分析，存在水平分力和竖向分力，通常采用的抗滑桩或挡墙只抵挡了其中的水平分力，竖向分力只作用于抗滑桩或挡墙传递至滑床，对于普通抗滑桩或挡墙没有直接作用。对于抗滑桩或挡墙悬臂端设置多排锯齿形分力块的挡墙，分力块可以发挥剩余下滑力的竖向分力，提供同水平力产生反向的弯矩，提高抗滑桩或挡墙抗弯能力，但锯齿抗滑桩或挡墙的分力块成孔难度极大。传统的矩形截面抗滑桩或挡墙截面较大，并且不能充分利用桩或墙前岩土体强度。对于带水平悬臂结构的抗滑桩或挡墙，水平悬臂可以充分地利用桩或墙前岩土体的强度，提高抗滑桩或挡墙的抗滑能力，但带水平悬臂抗滑桩或挡墙的水平悬臂孔成孔难度极大。传统的抗滑桩或挡墙孔通常采用人工开挖和机械开挖方式，人工挖孔桩施工造成的坍塌占坍塌事故总数的65％，并且效率低、成本高，机械开挖更加安全高效。因此，在岩土层内采用机械钻挖带水平悬臂与可变锯齿角度抗滑桩或挡墙孔对于保证施工人员安全、提高效率具有重要的意义。

目前钻挖设备和机械开挖方式多样，现有抗滑桩钻孔机械有例如专利号CN103244053 A《矩形钻孔机》主要是通过两个凸轮体驱动两个钢框下部均布的T型刀头相向、往复运动，切削土体成矩形孔。专利号CN 104533300 A《矩形钻孔机》在矩形传动箱底部设置锥形钻头和在四个侧面设置十字形长刀，锥形钻头钻进形成圆形桩孔，然后通过十字长刀旋转切削修整为矩形桩孔。专利号CN 105951798 A《一种矩形钻孔机》主要是通过电机驱动四个带搅刀的凹腰圆柱切削土体，钻挖成矩形桩孔。现有挡墙开槽技术主要包括挖斗式和铣削轮式，专利号CN 114687393A《一种连续墙施工设备及其施工方法》通过旋挖钻和抓斗联合循环钻挖地连墙槽。专利号CN 110258693A《一种液压抓斗及地下连续墙施工设备》通过活动卡扣和连接件实现液压抓斗和双轮铣的之间的切换，实现一机多用，钻挖地下连续墙槽。为实现在低净空进行地连墙的施工，专利号CN 114086618A《一种在地下进行地连墙施工的模块化铣槽装置》将地连墙成槽设备各功能部件模块化为铣切模块、抽浆模块、卷吊模块和配件卷盘模块，并由前至后依次相互连接铺设在轨道上；专利号CN 216108696 U《一种桁架链铣搅地连墙机》和专利号CN 115897551 A《一种基于TRD工法钻机的连续墙施工设备及施工方法》均是在两端带有主动和被动驱动机构的桁架上套设均布多个铣搅头的链条，通过主动驱动机构驱动带铣搅头链条钻挖地连墙槽孔。

在机械成孔方法方面，例如专利号CN 108678661 A《方形抗滑桩成孔方法以及成孔用方形钻头》利用旋挖钻机的圆形钻头沿方形抗滑桩孔横截面的长度方向依序相连钻出至少一排圆形引孔，并且各排圆形引孔间相连，并且方形抗滑桩孔的侧壁均与临近的圆形引孔边缘相切，然后采用方形钻头扫孔，使得方形钻头沿方形抗滑桩孔的轮廓线向下切削余土，依次循环，直至满足设计要求。专利号CN110593753 A《矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法》先采用旋挖钻圆钻头在四角钻引孔，引孔钻至设计桩底标高为止；然后利用成槽机分三个部位对引孔进行修整，分三次抓斗施工：第一次沿抗滑桩长边引孔位置抓起，直至设计孔深；第二次沿抗滑桩另一长边引孔位置抓起，直至设计孔深；第三次将中间剩余的部分抓完，直至设计孔深。若遇坚硬的姜石土、钙质胶结层等复杂坚硬地层时，成槽机则停止抓土作业，硬层部分采用长臂破碎锤进行破碎。专利号CN 110820733 A《一种改进的简易矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法》主要是通过两次旋挖圆形桩孔，圆形桩孔相连并且超挖过矩形桩孔轮廓，在桩孔内放入矩形钢筒后浇筑超挖部分形成矩形桩孔。专利号CN 110714460A《一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法》和专利号CN 113605387《一种矩形抗滑桩全机械施工方法》均主要是通过两次或多次旋挖圆形桩孔，圆形桩孔相连或部分重叠并且与矩形桩孔轮廓相切，通过机械在桩孔内周边进行掏渣修孔形成矩形桩孔。现有开槽施工方法，专利号CN 115288115 A专利号采用间隔开挖竖向槽后，再采用成槽机抓挖间隔槽孔内岩土体形成连续地连墙。专利号CN 115094915 A《一种微风化火山岩地质地下连续墙成槽施工方法》在首开单元和闭合单元中分别按要求进行引孔布置，先对引孔钻削，后对引孔之间的岩石铣削，实现成槽，且在施工时，实现多个施工单元交替施工，一个施工单元完成引孔钻削后，对该施工单元相邻引孔之间岩石进行铣削，同时对另一施工单元进行引孔钻削，实现钻铣合理结合循环交替成槽方法。专利号CN 114658050 A《含中风化岩层地连墙成槽施工方法》将钻机钻孔孔距调整为2 m，然后采用双轮铣槽机进行铣槽施工，铣槽时两个滚筒低速转动，方向相反，其铣齿将岩层铣削破碎，通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆排到地面泥浆站，如此往复循环，直至终孔成槽。专利号CN 114687393A《一种连续墙施工设备及其施工方法》通过旋挖钻和抓斗联合循环钻挖地连墙槽。

现有抗滑桩或挡墙成槽机虽然解决了一些成孔、成槽问题。但存在以下问题： (1)现有的钻机主要在岩土体内形成竖向矩形桩孔或墙槽，无法在岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂结构孔；(2)不同边坡的剩余下滑力与水平夹角不同，无法钻挖与剩余下滑力的竖向分力角度最优的分力块孔；(3)需要采用其他机械或辅助措施进行修孔处理，钻孔施工效率低和成本高，无法一次钻挖成槽或成孔；(4)抗滑桩或挡墙孔需要辅助设备清理桩孔或槽内渣土，钻挖和排渣设备集成度低，钻孔施工效率低和成本高。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，由正交履带钻组件、横切履带钻和可调节水平角度的圆锥钻组件组成，通过正交履带钻组件和横切履带钻在岩土体内钻挖竖向桩孔/竖向墙体孔，通过可调节水平角度的圆锥钻组件在岩土体内钻挖分力块孔，并通过正交履带钻组件向竖向桩孔/竖向墙体孔的两侧钻挖水平悬臂孔；分力块可以发挥剩余下滑力的竖向分力，提供同水平力产生反向的弯矩，并且根据不同边坡的剩余下滑力方向，钻挖与剩余下滑力的竖向分力角度最优的分力块孔；同时水平悬臂可以充分地利用抗滑桩或挡墙前岩土体的强度，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；减少抗滑桩或挡墙锚固长度，节约施工成本；钻挖和排渣设备集成度高，节省工期和施工成本，提高工作效率，保证工程质量和施工人员的安全。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，包括水平设置的正交履带钻组件、竖向设置的横切履带钻以及竖向设置的圆锥钻组件，所述正交履带钻组件、所述横切履带钻和所述圆锥钻组件均安装在U形钢架上；

所述正交履带钻组件包括两个正交履带钻和两个平移组件，所述平移组件驱动对应所述正交履带钻进行水平移动，所述平移组件包括U形驱动架、平移电机和滑动块，两个所述平移组件的所述平移电机分别安装在所述U形钢架两侧，两个所述平移组件的所述平移电机之间的中部设有一个支撑座，所述支撑座通过支撑板同所述U形钢架固定，两个所述平移组件的所述平移电机的平移丝杆均分别转动连接于所述支撑座，所述滑动块同所述平移丝杆相配合并安装在所述平移丝杆上，所述滑动块固定在所述U形驱动架上，所述U形驱动架同所述正交履带钻连接；

所述圆锥钻组件包括圆锥钻U形钢架、圆锥钻以及转动组件，所述圆锥钻U形钢架呈侧向开口的箱型构造，所述圆锥钻和所述所述转动组件均安装在所述圆锥钻U形钢架内，所述圆锥钻设置有多个，单个所述圆锥钻为水平设置且多个所述圆锥钻之间呈矩阵排布；所述转动组件包括联动板和转动液压缸，所述联动板为竖向设置且所述联动板的竖向两端均连接有所述转动液压缸，所述转动液压缸固定在所述圆锥钻U形钢架上，所述转动液压缸驱动所述联动板转动。

所述圆锥钻包括依次连接的刀盘组件、动力组件和水平液压缸，所述动力组件驱动所述刀盘组件转动，所述水平液压缸一端固定在所述联动板上、另一端通过伸缩杆同所述动力组件连接，以驱动所述圆锥钻水平移动。

所述刀盘组件包括圆锥形的刀盘以及沿所述刀盘周向设置的若干切削进渣孔，所述刀盘外壁在每一所述切削进渣孔边缘处均安装有一切削刀；所述动力组件包括保护罩壳、挡板、底板和旋切电机，所述保护罩壳的两端分别安装有所述挡板和所述底板，所述挡板的中心处开设有一转轴孔，所述旋切电机固定在所述挡板和所述底板之间，所述旋切电机上的旋切电机转轴穿过所述挡板上的所述转轴孔并同所述刀盘内壁的中心处连接，所述旋切电机转轴沿其周向设置有若干钢支撑，所述旋切电机转轴通过所述钢支撑同所述刀盘的内壁连接。

所述U形钢架由钻机左护板、钻机右护板和钻机前护板组成，所述钻机左护板和所述钻机右护板上各开设有一允许所述正交履带钻通过的钻口；所述圆锥钻U形钢架由圆锥钻下护板、圆锥钻上护板、圆锥钻左护板和圆锥钻后护板围合而成；所述圆锥钻左护板和所述钻机前护板均分别沿其长度方向开设有两条滑槽；最顶部一排的所述圆锥钻和最底部一排所述圆锥钻的两侧均设有同所述滑槽相配合的滑动转轴，最顶部一排的所述圆锥钻之间和最底部一排所述圆锥钻之间均通过所述滑动转轴相连。

所述U形钢架通过起吊组件进行吊装，所述起吊组件包括缆索固定架、吊梁、缆索电机和缆索，所述缆索固定架固定于所述吊梁底面，所述缆索电机经其上的缆索电机轴固定于所述吊梁上，所述缆索电机用于驱动所述缆索及其下端所吊装的所述U形钢架做升降运动。

所述正交履带钻包括旋转电机组件、履带组件和连板，所述旋转电机组件由旋转电机转子和齿轮环组成，所述齿轮环相对左右设置有两个且所述齿轮环的内环上固定有所述旋转电机转子，所述连板相对前后设置有两个且所述连板的两端分别固定连接于两所述旋转电机转子的旋转电机定轴的同一端，所述U形驱动架的两端分别同一所述旋转电机定轴的两端固定连接。

所述履带组件包括履带和绞刀组件，所述履带为环状且所述履带沿其内环的周向设置有若干齿，所述履带上的所述齿与所述齿轮环的外环上的齿相啮合，所述绞刀组件沿所述履带外环的周向均匀布置，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜安装在所述绞刀基座上的绞刀。

还包括排渣系统，所述排渣系统包括排渣主管、圆锥钻排渣管、竖向钻排渣管和排渣总管，所述圆锥钻排渣管水平设置于所述圆锥钻内并通过伸缩管同所述排渣主管连接，所述排渣主管竖向设置于所述圆锥钻U形钢架内，所述排渣主管顶部同所述排渣总管连接、底部连接于所述竖向钻排渣管，所述竖向钻排渣管下端延伸至所述正交履带钻组件内并靠近所述正交履带钻设置，所述竖向钻排渣管上安装有带吸渣阀门的吸头。

本实用新型的优点是：

(1)通过圆锥钻组件和正交履带钻组件，实现岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂孔，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；

(2)实现根据不同边坡的剩余下滑力方向，钻挖与剩余下滑力的竖向分力角度最优的分力块孔；

(3)水平悬臂可充分利用抗滑桩或挡墙嵌固段岩土体强度，抵抗土压力引起的抗滑桩或挡墙变形；

(4)水平悬臂可消除抗滑桩或挡墙内侧土压力造成抗滑桩或挡墙与嵌固段接触位置隆起；

(5)减少抗滑桩或挡墙锚固长度，节约施工成本；

(6)岩土体内竖向桩或墙、分力块和水平悬臂可一次成孔；

(7)钻挖和排渣设备集成度高，达到提高施工效率、节省施工和设备成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型多履带钻的示意图（一）；

图2为本实用新型多履带钻的示意图（二）；

图3为本实用新型多履带钻的示意图（三）；

图4为图1中A-A的剖面图；

图5为图1中B-B的剖面图；

图6为图1中C-C的剖面图；

图7为图1中D-D的剖面图；

图8为图1中E-E的剖面图；

图9为本实用新型挡墙孔的施工流程图；

图10为图9中F-F的剖面图；

图11为本实用新型挡墙的受力关系图；

图12为图11中g的放大图；

图13为本实用新型分力块三维示意图；

如图1~13所示，图中标记分别表示为：

1.正交履带钻组件，2.横切履带钻，3.圆锥钻组件，4.U形钢架，5.起吊组件；

11.正交履带钻，12.平移组件；

111.旋转电机组件，112.履带组件，113.连板；

1111.旋转电机转子，1112.旋转电机定轴，1113.齿轮环，1114.齿；

1121.履带，1122.绞刀组件，11221.绞刀基座，11222.绞刀；

121.U形驱动架，122.轴孔，123.平移丝杆，124.平移电机，125.滑动块，126.支撑座，127.支撑板；

31.圆锥钻，32.圆锥钻U形钢架，33.排渣系统；

311.刀盘组件，312.动力组件，313.水平液压缸，314.转动组件；

3111.刀盘，3112.切削进渣孔，3113.切削刀，3114.钢支撑；

3121.保护罩壳，3122.挡板，3123.圆锥钻吸渣管孔，3124.转轴孔，3125.底板，3126.圆锥钻排渣管孔，3127.旋切电机，3128.旋切电机转轴；

3141.滑动转轴，3142.联动板，3143.转动液压缸；

321.圆锥钻下护板，322.圆锥钻上护板，323.圆锥钻左护板，324.圆锥钻后护板，325.竖向钻排渣管孔，326.排渣总管孔，327.滑槽；

331.排渣主管，332.圆锥钻排渣管，333.伸缩管，334.竖向钻排渣管，335.吸头，336.吸渣阀门，337.排渣总管；

41.钻机左护板，42.钻机右护板，43.钻机前护板，44.钻口；

51.缆索固定架，52.吊梁，53.缆索电机，54.缆索电机轴，55.缆索；

a.多履带钻，b.岩土边坡，b1.滑坡体，b2.滑床，b3.滑动面，c1.竖向钻孔，c2.水平钻孔，c3.圆锥孔，c4.竖向墙体孔，c5.水平悬臂孔，c6.分力块孔，d.分力块，e.竖向墙体，h.水平悬臂；

T.滑动力，M_T.滑动力的力矩，T_v.滑动力的竖向分力，T_h.滑动力的水平分力，M_Tv.滑动力的竖向分力的力矩，F.竖向反力，M_F.竖向反力的力矩，G.重力，M_G.重力的力矩。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图1~13所示，本实施例涉及一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其主要包括U形钢架4、起吊组件5、正交履带钻组件1、横切履带钻2、圆锥钻组件3以及排渣系统33，起吊组件5用于吊装U形钢架4，正交履带钻组件1、横切履带钻2和圆锥钻组件3均安装在U形钢架4上，并且正交履带钻组件1为水平设置，横切履带钻2和圆锥钻组件3均为竖向设置，正交履带钻组件1底部以及横切履带钻2底部和侧部均露出于U形钢架4底部外，正交履带钻组件1和横切履带钻2底面相平，用于钻挖岩土体内的竖向桩孔或竖向墙体孔，以形成竖向桩或竖向墙体；正交履带钻组件1可进行水平移动，即，正交履带钻组件1的水平向可移动至U形钢架4外，用于钻挖岩土体内的水平悬臂孔，以形成水平悬臂；圆锥钻组件3用于钻挖分力块孔，以形成分力块，并且圆锥钻组件3的水平角度可调，此处的圆锥钻组件3的水平角度是指圆锥钻组件3的圆锥钻31与圆锥钻组件3的圆锥钻U形钢架32之间的水平角度。排渣系统33用于排除钻挖岩土体时产生的土渣。

如图1~8所示，U形钢架4由钻机左护板41、钻机右护板42和钻机前护板43组成，并且钻机左护板41和钻机右护板42上各开设有一允许正交履带钻组件1（正交履带钻11）通过的钻口44。起吊组件5包括缆索固定架51、吊梁52、缆索电机53和缆索55，缆索固定架51固定于吊梁52底面，缆索电机53经其上的缆索电机轴54固定于吊梁52上，缆索电机53用于驱动缆索55及其下端所吊装的U形钢架4做升降运动，以保证正交履带钻组件1、横切履带钻2和圆锥钻组件3的正常工作。其中，缆索55分别同U形钢架4的钻机左护板41和钻机右护板42连接。

如图1~8所示，正交履带钻组件1包括两个正交履带钻11和两个平移组件12，平移组件12驱动对应正交履带钻11进行水平移动，即，平移组件12驱动对应正交履带钻11穿过对应钻口44移动至U形钢架4外，以钻挖岩土体内的水平悬臂孔。正交履带钻11包括旋转电机组件111、履带组件112和连板113，旋转电机组件111由旋转电机转子1111和齿轮环1113组成，齿轮环1113相对左右设置有两个且齿轮环1113的内环上固定有旋转电机转子1111，连板113相对前后设置有两个且连板113的两端分别固定连接于两旋转电机转子1111的旋转电机定轴1112的同一端，连板113设有同旋转电机定轴1112相对应的轴孔122，齿轮环1113沿其外环的周向设有若干齿1114。履带组件112包括履带1121和绞刀组件1122，履带1121为环状且履带1121沿其内环的周向设置有若干齿114，履带1121上的齿114与齿轮环1113的外环上的齿114相啮合。绞刀组件1122沿履带1121外环的周向均匀布置，绞刀组件1122包括绞刀基座11221以及倾斜安装在绞刀基座11221上的绞刀11222。旋转电机转子1111驱动齿轮环1113转动，以带动履带1121转动，从而带动绞刀组件1122的绞刀11222绞挖岩土体，并且绞刀11222的倾斜设置，更利于绞挖岩土体。

平移组件12包括U形驱动架121、平移电机124和滑动块125，两个平移组件12的平移电机124分别安装在U形钢架4两侧（钻机左护板41和钻机右护板42），两个平移组件12的平移电机124之间的中部设有一个支撑座126，支撑座126通过支撑板127同U形钢架4（钻机前护板43）固定，两个平移组件12的平移电机124的平移丝杆123均分别转动连接于支撑座126，滑动块125同平移丝杆123相配合并安装在平移丝杆123上，滑动块125固定在U形驱动架121中部上，U形驱动架121的两端分别同一根旋转电机定轴1112的两端固定连接，U形驱动架121的两端均设有同旋转电机定轴1112相对应的轴孔122。平移电机124驱动平移丝杆123转动，以带动滑动块125沿平移丝杆123的长度方向进行移动，从而实现正交履带钻11的水平移动。

本实施例中，除横切履带钻2为竖向设置，以及横切履带钻2的旋转电机定轴1112的两端分别固定连接于U形钢架4的钻机左护板41和钻机右护板42（未设置连板113）外，横切履带钻2的其余结构均与正交履带钻11相同，故在此不再赘述。

如图1~8所示，圆锥钻组件3包括圆锥钻U形钢架32、圆锥钻31以及转动组件314，圆锥钻U形钢架32呈侧向开口的箱型构造，圆锥钻31和转动组件314均安装在圆锥钻U形钢架32内，圆锥钻31设置有多个，单个圆锥钻31为水平设置且多个圆锥钻31之间呈矩阵排布，圆锥钻U形钢架32由圆锥钻下护板321、圆锥钻上护板322、圆锥钻左护板323和圆锥钻后护板324围合而成。圆锥钻31包括依次连接的刀盘组件311、动力组件312和水平液压缸313，动力组件312驱动刀盘组件311转动，水平液压缸313一端固定在转动组件314（联动板3142）上、另一端通过伸缩杆同动力组件312（底板3125）连接，以驱动圆锥钻31水平移动，即，水平液压缸313驱动圆锥钻U形钢架32内的圆锥钻31移动至圆锥钻U形钢架32外或使圆锥钻U形钢架32外的圆锥钻31回退至圆锥钻U形钢架32内。转动组件314包括联动板3142和转动液压缸3143，联动板3142为竖向设置且联动板3142的竖向两端均连接有转动液压缸3143，转动液压缸3143固定在圆锥钻U形钢架32（圆锥钻下护板321和圆锥钻上护板322）上，本实施例中，联动板3142的竖向两端的每一端均分别连接有两个转动液压缸3143，转动液压缸3143驱动联动板3142转动，以带动圆锥钻31进行水平转动（非自转）。此外，圆锥钻左护板323和钻机前护板43分别沿其长度方向开设有两条滑槽327，对应地，最顶部一排的圆锥钻31和最底部一排圆锥钻31的两侧均设有同滑槽327相配合的滑动转轴3141，此处的最顶部一排的圆锥钻31（最底部一排圆锥钻31）两侧是指最顶部一排的圆锥钻31（最底部一排圆锥钻31）端部的两个圆锥钻31，当转动组件314驱动圆锥钻31进行转动时，滑动转轴3141在滑槽327内转动（不会脱离滑槽327），可以对圆锥钻31进行限位，并且水平液压缸313驱动圆锥钻31水平移动时，可以起到导向作用。最顶部一排的圆锥钻31之间和最底部一排圆锥钻31之间均通过滑动转轴3141相连，以加强整体性。本实施例中，滑动转轴3141设置在动力组件312的挡板3122上。

其中，刀盘组件311包括刀盘3111、切削进渣孔3112和切削刀3113，刀盘3111为圆锥形，切削进渣孔3112沿刀盘3111周向设置有多个，切削进渣孔3112的延伸方向为从刀盘3111侧部至刀盘3111中部，并且内径逐渐减小，刀盘3111外壁在每一切削进渣孔3112边缘处均安装有一把切削刀3113，并且切削刀3113也沿刀盘3111周向设置，并且切削刀3113的延伸方向也与切削进渣孔3112的延伸方向相同，即切削刀3113的延伸方向为从刀盘3111侧部至刀盘3111中部。切削刀3113用于切削岩土，并且切削后的岩土经过切削进渣孔3112可进入刀盘3111内部。

动力组件312包括保护罩壳3121、挡板3122、底板3125和旋切电机3127，保护罩壳3121为圆筒形，挡板3122和底板3125均为圆形，保护罩壳3121的两端分别安装有挡板3122和底板3125，挡板3122的中心处开设有一个转轴孔3124，旋切电机3127固定在挡板3122和底板3125之间，旋切电机3127上的旋切电机转轴3128穿过挡板3122上的转轴孔3124并同刀盘3111内壁的中心处连接，旋切电机3127驱动其上的旋切电机转轴3128进行转动，以带动刀盘3111转动，实现切削刀3113对岩土的切削。刀盘3111转动连接于挡板3122，防止岩土从刀盘3111与挡板3122之间的间隙进入。旋切电机转轴3128沿其周向设置有若干钢支撑3114，旋切电机转轴3128通过钢支撑3114同刀盘3111的内壁连接，起连接加固作用，并且每根钢支撑3114均位于刀盘3111的两相邻切削进渣孔3112之间，不会阻碍岩土进入刀盘3111。通过旋切电机3127驱动刀盘3111转动，以带动刀盘3111上的切削刀3113切削岩土，配合水平液压缸313驱动圆锥钻31水平移动，以钻挖分力块孔。

如图1~8所示，排渣系统33包括排渣主管331、圆锥钻排渣管332、竖向钻排渣管334和排渣总管337，挡板3122的侧部开设有一个圆锥钻吸渣管孔3123，底板3125侧部开设有一个圆锥钻排渣管孔3126，圆锥钻吸渣管孔3123的位置、大小均分别同圆锥钻排渣管孔3126的位置、大小相对应，圆锥钻吸渣管孔3123和圆锥钻排渣管孔3126之间设置有一根圆锥钻排渣管332，圆锥钻排渣管332上设有吸渣阀门336，圆锥钻排渣管332通过伸缩管333同排渣主管331连接，伸缩管333的设置可以适应圆锥钻31的水平移动。排渣主管331竖向设置于圆锥钻U形钢架32内，排渣主管331顶部同排渣总管337连接、底部连接于竖向钻排渣管334，排渣主管331顶部和底部均采用伸缩管333形式，以适应圆锥钻31的转动，并且排渣总管337同吸渣装置连接，圆锥钻下护板321和圆锥钻上护板322上分别开设有竖向钻排渣管孔325和排渣总管孔326，排渣主管331底端安装在竖向钻排渣管孔325内，排渣总管337安装在排渣总管孔326内。竖向钻排渣管334下端延伸至正交履带钻组件1内并靠近正交履带钻11设置，竖向钻排渣管334上安装有带吸渣阀门336的吸头335。本实施例中，旋切电机3127驱动刀盘3111上的切削刀3113对岩土进行切削，并打开圆锥钻排渣管332上的吸渣阀门336，切削后的岩土经过切削进渣孔3112进入刀盘3111内部，再依次经圆锥钻排渣管332、伸缩管333、排渣主管331和排渣总管337，最后通过吸渣装置排走；旋转电机转子1111驱动履带1121上的绞刀11222对岩土进行绞挖，打开吸头335上的吸渣阀门336，搅挖后的岩土经吸头335、竖向钻排渣管334、排渣主管331和排渣总管337，最后通过吸渣装置排走。

如图1~10所示，本实施例中，利用多履带钻a在岩土边坡b钻挖挡墙孔，其中，岩土边坡b包括滑坡体b1和滑床b2，滑坡体b1和滑床b2之间设置有滑动面b3，挡墙孔的竖向墙体孔c4位于滑坡体b1和滑床b2内，竖向墙体孔c4通过竖向钻孔c1获得，竖向钻孔c1由自由段和嵌固段组成，自由段位于滑坡体b1内，嵌固段位于滑床b2内。挡墙孔的分力块孔c6位于滑坡体b1内，分力块孔c6通过圆锥孔c3获得，即，先钻挖圆锥孔c3，然后通过进行横向旋转钻挖，从而获得分力块孔c6。挡墙孔的水平悬臂孔c5位于滑床b2内，水平悬臂孔c5通过水平钻孔c2获得，挡墙孔的施工方法步骤如下：

使圆锥钻31的水平液压缸313的伸缩杆处于最小行程的待机状态，并使两个正交履带钻11的水平向均位于U形钢架4内，控制正交履带钻11和横切履带钻2向下钻挖竖向钻孔c1，直至竖向钻孔c1的设计深度，利用横切履带钻2横向钻挖竖向钻孔c1，以形成竖向墙体孔c4。向上起吊多履带钻a，使圆锥钻组件3移动至分力块孔c6的设计深度，通过转动组件314调节圆锥钻31与圆锥钻U形钢架32之间的水平角度，并利用旋切电机3127和水平液压缸313控制圆锥钻31向外钻挖圆锥孔c3，此时的圆锥钻31不回退至圆锥钻U形钢架32内，并沿竖向墙体孔c4长度方向移动多履带钻a，通过圆锥钻31钻挖圆锥孔c3，以形成分力块孔c6。利用平移组件12的平移电机124控制两个正交履带钻11向外钻挖水平钻孔c2，该组水平钻孔c2钻挖完毕后，平移组件12的平移电机124驱动两个正交履带钻11回退至U形钢架3内，接着沿竖向墙体孔c4的长度移动多履带钻a，进行下一组水平钻孔c2的钻挖，以此循环，直至完成水平悬臂孔c4的开挖。

如图11~13所示，挡墙包括竖向墙体e、水平悬臂h和分力块d（多个分力块d形成锯齿结构），水平悬臂h分别设于竖向墙体e的两侧，其中，未与分力块d位于竖向墙体e同侧的水平悬臂h为第一水平悬臂，与分力块d位于竖向墙体e同侧的水平悬臂h为第二水平悬臂，岩土边坡b的滑动力T作用于挡墙，滑动力T分解为滑动力的竖向分力T_v和滑动力的水平分力T_h，滑动力T的力矩为M_T，竖向墙体e用于阻挡滑动力的水平分力T_h，分力块d用于将滑动力的竖向分力T_v转化为力矩M_Tv，且力矩M_Tv与力矩M_T相反，进而提高挡墙的抗弯能力；利用第一水平悬臂下岩土体强度，第一水平悬臂与嵌固段岩土体产生向上的竖向反力F，竖向反力F的力矩M_F与滑动力T的力矩M_T相反，进一步提高挡墙的变形能力；第二水平悬臂上岩土体对第二水平悬臂施加重力G，重力G的力矩M_G与滑动力T的力矩M_T相同，用于提高挡墙的抗拔能力。

本实施例的有益技术效果为：

(1)通过圆锥钻组件和正交履带钻组件，实现岩土体内钻挖分力块孔和水平悬臂孔，提高抗滑桩或挡墙抗弯和抗滑能力；

(2)实现根据不同边坡的剩余下滑力方向，钻挖与剩余下滑力的竖向分力角度最优的分力块孔；

(3)水平悬臂可充分利用抗滑桩或挡墙嵌固段岩土体强度，抵抗土压力引起的抗滑桩或挡墙变形；

(4)水平悬臂可消除抗滑桩或挡墙内侧土压力造成抗滑桩或挡墙与嵌固段接触位置隆起；

(5)减少抗滑桩或挡墙锚固长度，节约施工成本；

(6)岩土体内竖向桩或墙、分力块和水平悬臂可一次成孔；

(7)钻挖和排渣设备集成度高，达到提高施工效率、节省施工和设备成本的目的。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (8)

1.一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：包括水平设置的正交履带钻组件、竖向设置的横切履带钻以及竖向设置的圆锥钻组件，所述正交履带钻组件、所述横切履带钻和所述圆锥钻组件均安装在U形钢架上；

所述正交履带钻组件包括两个正交履带钻和两个平移组件，所述平移组件驱动对应所述正交履带钻进行水平移动，所述平移组件包括U形驱动架、平移电机和滑动块，两个所述平移组件的所述平移电机分别安装在所述U形钢架两侧，两个所述平移组件的所述平移电机之间的中部设有一个支撑座，所述支撑座通过支撑板同所述U形钢架固定，两个所述平移组件的所述平移电机的平移丝杆均分别转动连接于所述支撑座，所述滑动块同所述平移丝杆相配合并安装在所述平移丝杆上，所述滑动块固定在所述U形驱动架上，所述U形驱动架同所述正交履带钻连接；

所述圆锥钻组件包括圆锥钻U形钢架、圆锥钻以及转动组件，所述圆锥钻U形钢架呈侧向开口的箱型构造，所述圆锥钻和所述转动组件均安装在所述圆锥钻U形钢架内，所述圆锥钻设置有多个，单个所述圆锥钻为水平设置且多个所述圆锥钻之间呈矩阵排布；所述转动组件包括联动板和转动液压缸，所述联动板为竖向设置且所述联动板的竖向两端均连接有所述转动液压缸，所述转动液压缸固定在所述圆锥钻U形钢架上，所述转动液压缸驱动所述联动板转动。

2.如权利要求1所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述圆锥钻包括依次连接的刀盘组件、动力组件和水平液压缸，所述动力组件驱动所述刀盘组件转动，所述水平液压缸一端固定在所述联动板上、另一端通过伸缩杆同所述动力组件连接，以驱动所述圆锥钻水平移动。

3.如权利要求2所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述刀盘组件包括圆锥形的刀盘以及沿所述刀盘周向设置的若干切削进渣孔，所述刀盘外壁在每一所述切削进渣孔边缘处均安装有一切削刀；所述动力组件包括保护罩壳、挡板、底板和旋切电机，所述保护罩壳的两端分别安装有所述挡板和所述底板，所述挡板的中心处开设有一转轴孔，所述旋切电机固定在所述挡板和所述底板之间，所述旋切电机上的旋切电机转轴穿过所述挡板上的所述转轴孔并同所述刀盘内壁的中心处连接，所述旋切电机转轴沿其周向设置有若干钢支撑，所述旋切电机转轴通过所述钢支撑同所述刀盘的内壁连接。

4.如权利要求1所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述U形钢架由钻机左护板、钻机右护板和钻机前护板组成，所述钻机左护板和所述钻机右护板上各开设有一允许所述正交履带钻通过的钻口；所述圆锥钻U形钢架由圆锥钻下护板、圆锥钻上护板、圆锥钻左护板和圆锥钻后护板围合而成；所述圆锥钻左护板和所述钻机前护板均分别沿其长度方向开设有两条滑槽；最顶部一排的所述圆锥钻和最底部一排所述圆锥钻的两侧均设有同所述滑槽相配合的滑动转轴，最顶部一排的所述圆锥钻之间和最底部一排所述圆锥钻之间均通过所述滑动转轴相连。

5.如权利要求1所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述U形钢架通过起吊组件进行吊装，所述起吊组件包括缆索固定架、吊梁、缆索电机和缆索，所述缆索固定架固定于所述吊梁底面，所述缆索电机经其上的缆索电机轴固定于所述吊梁上，所述缆索电机用于驱动所述缆索及其下端所吊装的所述U形钢架做升降运动。

6.如权利要求1所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述正交履带钻包括旋转电机组件、履带组件和连板，所述旋转电机组件由旋转电机转子和齿轮环组成，所述齿轮环相对左右设置有两个且所述齿轮环的内环上固定有所述旋转电机转子，所述连板相对前后设置有两个且所述连板的两端分别固定连接于两所述旋转电机转子的旋转电机定轴的同一端，所述U形驱动架的两端分别同一所述旋转电机定轴的两端固定连接。

7.如权利要求6所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：所述履带组件包括履带和绞刀组件，所述履带为环状且所述履带沿其内环的周向设置有若干齿，所述履带上的所述齿与所述齿轮环的外环上的齿相啮合，所述绞刀组件沿所述履带外环的周向均匀布置，所述绞刀组件包括绞刀基座以及倾斜安装在所述绞刀基座上的绞刀。

8.如权利要求1所述的一种双水平悬臂与可变角度锯齿抗滑桩或挡墙多履带钻，其特征在于：还包括排渣系统，所述排渣系统包括排渣主管、圆锥钻排渣管、竖向钻排渣管和排渣总管，所述圆锥钻排渣管水平设置于所述圆锥钻内并通过伸缩管同所述排渣主管连接，所述排渣主管竖向设置于所述圆锥钻U形钢架内，所述排渣主管顶部同所述排渣总管连接、底部连接于所述竖向钻排渣管，所述竖向钻排渣管下端延伸至所述正交履带钻组件内并靠近所述正交履带钻设置，所述竖向钻排渣管上安装有带吸渣阀门的吸头。