權利要求書： 1.一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：鉆孔裝置包括鉆孔系統(tǒng)和鉆機支架，所述鉆機支架包括行走的底盤機構（1），底盤機構（1）上設有旋轉機構（2），旋轉機構（2）上設有工作平臺（3），工作平臺（3）上設置有駕駛及操作室（4），工作平臺（3）的前端設有動臂（10），動臂（10）的前端與鉆孔系統(tǒng)鉸接；鉆孔系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)（6）、鑿巖部件（11）、鉆土部件（12）、齒輪、鉆桿（13）和鉆桿底部的鉆頭（15）；所述鑿巖部件（11）包括鑿巖殼體，鑿巖殼體內設有氣缸（111），氣缸（111）頂部設有氣管（112），氣缸（111）底部開孔，氣缸（111）內設有活塞（113），活塞（113）頂部與渦輪扇葉（114）固定連接，活塞（113）底部與傳力構件（115）固定連接；所述鉆土部件（12）包括鉆土殼體和電機（121），傳力構件（115）設于鉆土殼體內，電機（121）設于傳力構件（115）內；齒輪內部與鉆桿（13）嵌套連接，齒輪外部分別與傳力構件（115）的底部和電機（121）嚙合連接，齒輪底部通過受力構件（131）與鉆桿（13）固定連接；所述鉆頭（15）包括螺旋鉆頭（151），螺旋鉆頭（151）底部連接有高強鑿巖鉆頭（152）；

所述施工方法包括如下步驟：

S1將鉆機支架行駛至指定位置；

S2安裝鉆孔系統(tǒng)；

S3調節(jié)動臂（10），控制鉆頭的初始高度和鉆孔角度；

S4開始鉆孔：當高強鑿巖鉆頭（152）接觸土層（16）時，開啟電機（121），電機（121）通過鉆桿（13）轉動帶動螺旋鉆頭（151）和高強鑿巖鉆頭（152）轉動，進行鉆孔；當高強鑿巖鉆頭（152）接觸巖層（17）時，空壓系統(tǒng)（6）通過氣管（112）控制渦輪扇葉（114）帶動活塞（113）轉動，同時控制活塞（113）上、下運動，使得傳力構件（115）帶動鉆桿（13）轉動，并帶動螺旋鉆頭（151）和高強鑿巖鉆頭（152）轉動，同時將沖擊荷載傳遞至受力構件（131），通過鉆桿（13）帶動高強鑿巖鉆頭（152）邊轉動邊鑿碎巖石。

2.如權利要求1所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：步驟S4中空壓系統(tǒng)（6）通過氣管（112）控制渦輪扇葉（114）帶動活塞（113）低頻轉動。

3.如權利要求1所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：所述動臂（10）包括主要動臂（101）、次要動臂（102）和輔助動臂（103）。

4.如權利要求2所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：鑿巖殼體頂端與輔助動臂（103）前端鉸接連接。

5.如權利要求1所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：所述鉆桿（13）采用拼接式連接組裝加長。

6.如權利要求1所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：所述鉆桿（13）底部和鉆頭（15）通過螺紋（141）連接，鉆孔系統(tǒng)還包括拆卸裝置（14），將鉆頭（15）與拆卸裝置（14）相互咬合，通過控制鉆桿（13）反方向轉動，實現(xiàn)鉆桿（13）及鉆頭（15）的自行拆卸。

7.如權利要求6所述的一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，其特征在于：拆卸裝置（14）設置于工作平臺之上，通過控制動臂（10）將鉆頭（15）與拆卸裝置（14）相互咬合。

說明書： 一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法技術領域[0001] 本發(fā)明屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法。

背景技術[0002] 錨桿支護是巖土工程領域中常見的支護形式，通常，土層鉆孔采用螺旋鉆機，巖石層采用沖擊潛孔鉆成孔。實際工程中，常常會遇到既有土層又有巖層的復雜地層，此類問題

的常規(guī)解決方法是更換鉆孔設備。但是，此類解決方法存在下列問題：(1)機具設備的更換、

運輸、組裝、校核花費大量時間，增加施工工期。(2)根據(jù)不同地層情況更換不同鉆孔設備，

無形之中增加了工程費用。(3)機具更換移位容易造成孔位偏差及鉆孔傾斜。

發(fā)明內容[0003] 針對上述技術問題，本發(fā)明旨在提供一種適用于土層與巖層交替的地層情況、鉆孔效率高、適應范圍廣方便快捷并易于操作的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法。

[0004] 本發(fā)明采用的技術方案是：[0005] 一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，所述鉆孔裝置包括鉆機系統(tǒng)和鉆機支架，所述鉆機支架包括行走的底盤機構，底盤機構上設有旋轉機構，旋轉機構上設

有工作平臺，工作平臺上設置有駕駛及操作室，工作平臺的前端設有動臂，動臂的前端與鉆

孔系統(tǒng)鉸接連接；鉆孔系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、鑿巖部件、鉆土部件、齒輪、鉆桿和鉆

桿底部的鉆頭；所述鑿巖部件包括鑿巖殼體，鑿巖殼體內設有氣缸，氣缸頂部設有氣管，氣

缸底部開孔，氣缸內設有活塞，活塞頂部與渦輪扇葉固定連接，活塞底部與傳力構件固定連

接；所述鉆土部件包括鉆土殼體和電機，傳力構件設于鉆土殼體內，電機設于傳力構件內；

齒輪內部與鉆桿嵌套連接，齒輪外部分別與傳力構件的底部和電機嚙合連接，齒輪底部通

過受力構件與鉆桿固定連接；所述鉆頭包括螺旋鉆頭，螺旋鉆頭底部連接有高強鑿巖鉆頭，

其既滿足土層鉆孔的旋挖功能又滿足巖層鉆孔的沖擊鑿巖功能；

[0006] 所述施工方法包括如下步驟：[0007] (1)將鉆機支架行駛至指定位置；[0008] (2)安裝鉆孔系統(tǒng)；[0009] (3)調節(jié)動臂控制鉆頭的初始高度和鉆孔角度；[0010] (4)開始鉆孔：當高強鑿巖鉆頭接觸土層時，開啟電機，電機通過鉆桿轉動帶動螺旋鉆頭和高強鑿巖鉆頭轉動，進行鉆孔；當高強鑿巖鉆頭接觸巖層時，空壓系統(tǒng)(泵入或抽

出氣體)通過氣管控制渦輪扇葉帶動活塞轉動，同時控制活塞上、下運動，使得傳力構件帶

動鉆桿轉動，并帶動螺旋鉆頭和高強鑿巖鉆頭轉動，同時將沖擊荷載傳遞至受力構件，通過

鉆桿帶動高強鑿巖鉆頭邊轉動邊鑿碎巖石。

[0011] 步驟(4)空壓系統(tǒng)(泵入或抽出氣體)通過氣管控制渦輪扇葉帶動活塞轉動，轉動為低頻轉動，通過調整渦輪數(shù)目或改變渦輪扇葉角度實現(xiàn)。

[0012] 行走的底盤機構包括底盤、動力系統(tǒng)、動力油箱、液壓油箱和液壓泵，液壓泵設置于液壓油箱之上。底盤為履帶。

[0013] 配電系統(tǒng)和空壓系統(tǒng)設于工作平臺之上。[0014] 所述動臂包括主要動臂、次要動臂和輔助動臂，其中主要動臂用來控制鉆頭的初始高度，次要動臂用來控制鉆孔過程中鉆頭的升降，輔助動臂用來控制鉆頭鉆孔角度。

[0015] 鑿巖殼體頂端與輔助動臂前端鉸接連接。[0016] 駕駛及操作室并排設置于工作平臺之上。[0017] 所述鉆桿采用拼接式連接組裝加長，例如螺紋連接組裝加長，根據(jù)鉆孔深度對鉆桿組合拼裝，使其滿足孔深要求。

[0018] 活塞頂部與渦輪扇葉的軸或扇葉固定連接。[0019] 所述鉆桿底部和鉆頭通過螺紋連接，更進一步的，鉆孔系統(tǒng)還包括與鉆頭配套的拆卸裝置，例如扳手，將鉆頭與拆卸裝置相互咬合，通過控制鉆桿反方向轉動，實現(xiàn)鉆桿及

鉆頭的自行拆卸。

[0020] 拆卸裝置設置于工作平臺之上，通過控制動臂將鉆頭與拆卸裝置相互咬合。[0021] 鑿巖殼體與鉆土殼體螺栓相連。[0022] 齒輪為一個，還可以是上、下兩個，上邊的齒輪外部與電機嚙合，下邊的齒輪外部與傳力構件的底部嚙合，下邊齒輪的底部通過受力構件與鉆桿固定連接。優(yōu)選齒輪為一個。

[0023] 本發(fā)明的有益效果：[0024] (1)可適應不同的地層條件，特別適合于土層與巖層交替的地層。本鉆機可根據(jù)不同的地層情況采取不同的鉆孔方式，當遇到土體地層時，可采用旋挖的方式鉆孔；當遇到堅

硬的巖體地層時，可采用沖擊鑿巖的方式鉆孔。

[0025] (2)可精準控制鉆孔角度。輔助動臂可準確控制鉆孔傾角，避免鉆孔傾角偏差。[0026] (3)綠色環(huán)保、節(jié)能降噪。鑿巖部件以壓縮空氣為動力源，無有害產物，節(jié)能環(huán)保；同時鑿巖部件工作效率高。

[0027] (4)實現(xiàn)設備鉆孔與鑿孔的自由切換。設備鉆孔時采用電機控制，當鉆頭在土體中工作時，通過電機控制鉆頭轉動鉆孔；當鉆頭在巖石中工作時，通過氣泵控制活塞上下運

動，從而實現(xiàn)鑿巖工作，在氣泵作用下，活塞上端渦輪扇葉帶動活塞低頻轉動，從而帶動鉆

頭低速轉動，使得的鉆頭鑿孔更加均勻。

[0028] (5)電機鉆孔穩(wěn)定且能提供合適的扭矩。土體鉆孔時，不需要鑿擊巖石成孔，那么電機帶動鉆桿轉動，相對于氣泵、液壓控制鉆桿轉動，電機的轉動頻率更加穩(wěn)定，同時，電機

可提供滿足鉆孔需求的扭矩，而氣泵、液壓則提供扭矩有限。

[0029] (6)傳動系統(tǒng)穩(wěn)定、牢靠。本發(fā)明研發(fā)了新型的傳力構件和受力構件，組成一套全新的傳動系統(tǒng)。傳力構件與受力構件組合使用，可以完美切分兩種工作狀態(tài)，使得土中鉆

孔、巖中鑿孔兩種工作獨立進行，兩者之間不產生關聯(lián)。同時，傳力構件與受力構件的組合

極大的發(fā)揮了穩(wěn)定鉆桿的重要作用。

[0030] (7)鉆頭、鉆桿的自動裝卸。通過設置與鉆頭配套的拆卸裝置，可實現(xiàn)鉆頭、鉆桿的自動裝卸。鉆桿正方向轉動，鉆頭與鉆桿緊固；鉆桿反方向轉動，鉆頭與鉆桿松動，可便于拆

除鉆頭、鉆桿。

[0031] (8)鉆頭堅固牢靠。鉆頭在鉆進過程中直接與巖土體作用，所以鉆頭為鉆機最薄弱部位。本發(fā)明中的鉆頭為螺旋鉆頭和高強鑿鉆頭的組合鉆頭，使其既滿足旋挖和沖擊鑿巖

的需求，在鉆孔過程中不發(fā)生破壞。

[0032] (9)鑿巖均勻。由于活塞上端設置渦輪扇葉，泵入空氣時，傳力構件帶動鉆桿轉動，高強鑿巖鉆頭在沖擊鑿巖時發(fā)生轉動，使得鑿巖孔洞更加勻稱。

[0033] (10)機動性強。行走的底盤機構采用履帶驅動行駛，可適應高山、洼地，陡坡等各種地形，機動靈活，邊坡支護工程中作用明顯。

附圖說明[0034] 圖1為本發(fā)明的左視圖；[0035] 圖2為本發(fā)明的右視圖；[0036] 圖3為鑿巖部件、鉆土部件內部示意圖。[0037] 圖4為A?A剖視圖。[0038] 其中，1、底盤機構；2、旋轉機構；3、工作平臺；4、駕駛及操作室；5、行走的底盤機構的動力系統(tǒng)；6、空壓系統(tǒng)；7、動力油箱；8、液壓油箱；9、液壓泵；10、動臂；101、主要動臂；

102、次要動臂；103、輔助動臂；11鑿巖部件；111、氣缸；112、氣管；113、活塞；114、渦輪扇葉；

115、傳力構件；12、鉆土部件；121、電機；13、鉆桿；131、受力構件；14、拆卸裝置；141、螺紋；

15、鉆頭；151、螺旋鉆頭；152、高強鑿巖鉆頭；16、土層；17、巖層。

具體實施方式[0039] 需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎向”、“縱向”、“橫向”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的

方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或

元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

[0040] 實施例1[0041] 如圖1－4所示，一種適用于巖與土的螺旋沖擊鉆孔裝置的施工方法，鉆孔裝置包括鉆機系統(tǒng)和鉆機支架，所述鉆機支架包括行走的底盤機構1，底盤機構1上設有旋轉機構

2，旋轉機構2上設有工作平臺3，工作平臺3上設置有駕駛及操作室4，工作平臺3的前端設有

動臂10，動臂10的前端與鉆孔系統(tǒng)連接；鉆孔系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)6、鑿巖部件11、

鉆土部件12、齒輪、鉆桿13和鉆桿底部的鉆頭15；所述鑿巖部件11包括鑿巖殼體，鑿巖殼體

內設有氣缸111，氣缸111頂部設有氣管112，氣缸111底部開孔，氣缸111內設有活塞113，活

塞113頂部與渦輪扇葉114固定連接，活塞113底部與傳力構件115固定連接；所述鉆土部件

12包括鉆土殼體和電機121，傳力構件設于鉆土殼體內，電機121設于傳力構件115內；齒輪

內部與鉆桿13嵌套連接，齒輪外部分別與傳力構件115的底部和電機121嚙合連接，齒輪底

部通過受力構件131與鉆桿13固定連接；所述鉆頭15包括螺旋鉆頭151，螺旋鉆頭151底部連

接有高強鑿巖鉆頭152，其既滿足土層鉆孔的旋挖功能又滿足巖層鉆孔的沖擊鑿巖功能。底

盤機構1包括底盤、動力系統(tǒng)、動力油箱7、液壓油箱8和液壓泵9，液壓泵9設置于液壓油箱8

之上。底盤為履帶。配電系統(tǒng)和空壓系統(tǒng)6設于工作平臺之上。所述動臂10包括主要動臂

101、次要動臂102和輔助動臂103，其中主要動臂101用來控制鉆頭的初始高度，次要動臂

102用來控制鉆孔過程中鉆頭的升降，輔助動臂103用來控制鉆頭鉆孔角度。鑿巖殼體頂端

與輔助動臂103前端鉸接連接。駕駛及操作室4并排設置于工作平臺3之上。所述鉆桿13采用

螺紋141連接組裝加長，根據(jù)鉆孔深度對鉆桿組合拼裝，使其滿足孔深要求?；钊?13頂部與

渦輪扇葉的軸固定連接。所述鉆桿13底部和鉆頭15通過螺紋141連接，更進一步的，鉆孔系

統(tǒng)還包括與鉆頭配套的拆卸裝置14，例如扳手，拆卸裝置14設置于工作平臺3之上，通過控

制動臂10將鉆頭15與拆卸裝置14相互咬合，通過控制鉆桿13反方向轉動，實現(xiàn)鉆桿13及鉆

頭15的自行拆卸。鑿巖殼體與鉆土殼體螺栓相連。齒輪為一個。

[0042] 所述施工方法，包括如下步驟：[0043] (1)將鉆機支架行駛至指定位置；[0044] (2)安裝鉆孔系統(tǒng)，將鑿巖殼體頂端與輔助動臂103前端鉸接連接；[0045] (3)調節(jié)主要動臂101控制鉆頭的初始高度、輔助動臂控103制鉆頭鉆孔角度；[0046] (4)開始鉆孔：當高強鑿巖鉆頭152接觸土層16時，開啟電機121，電機121通過鉆桿13轉動帶動螺旋鉆頭151和高強鑿巖鉆頭152轉動，進行鉆孔；當高強鑿巖鉆頭152接觸巖層

17時，空壓系統(tǒng)6(泵入或抽出氣體)通過氣管控制渦輪扇葉114帶動活塞113低頻轉動，同時

控制活塞113上、下運動，使得傳力構件115帶動鉆桿13轉動，并帶動螺旋鉆頭151和高強鑿

巖鉆頭152轉動，同時將沖擊荷載傳遞至受力構件131，通過鉆桿帶動高強鑿巖鉆頭邊轉動

邊鑿碎巖石，使得巖石破碎更加均勻。