一种多功能钻机技术领域
本发明涉及一种多功能钻机，主要用于地下小空间、地铁导洞、小型作业空间的支
护、桩基、锚杆、帷幕、引孔的施工。现以高压旋喷工艺举例说明，传统小型作业空间施工由
于空间有限，均采用人工做作业，导致施工现场环境差，工人施工困难，现有技术在地下小
空间孔洞中人工操作存在一定危险性，施工效率低下的问题，研发一种新型多功能钻机。
背景技术
随着我国工程建设和社会经济的发展，小型作业空间的施工在城市中存在重要作
用，小型作业空间中的施工需求量日益增加，传统小型作业空间施工采用人工作业，设备体
积大，无法满足设计需求，且危险性和人工费较高，孔内作业环境恶劣，安装进度缓慢，施工
空间受限，传统设备体积较大，无法达到设计需求，为解决以上问题，研发一种新型多功能
钻机。多功能钻机体积小，占地面积小，可在狭小空间任意角度旋转，解决大型设备无法在
狭小空间作业的问题，采用机械化生产降低施工成本，安全可靠，取消传统人工施工。
根据我国目前的施工情况，传统的小型作业空间采用人工作业。新发明可以解决
现有技术施工困难的问题，可节约人力，经济和时间成本。
发明内容
此项研发的项目克服了传统设备占地面积大，无法满足设计要求，设备不灵活，人
工费较高，施工质量无法保证的问题。本发明的多功能钻机使施工变得简单，节约造价。此
研发项目改善工人作业环境，多功能钻机可以在狭小作业空间内作业，设备性能大幅提高，
对改善工人施工环境有积极意义。多功能钻机后台为双高压设计，增大了旋喷的压力，旋喷
直径可达3m以上，多功能钻机可采用单重管法、双重管法、三重管法，提高了破坏土体的能
力，使土体与水泥浆搅拌更加均匀，旋喷效果更理想，并增加了导流器装置，在动力头上起
到过度作用，旋喷角度可0-360度任意角度调整，可实现旋喷、摆喷和定向喷射的任意转换，
提高了工作效率，增加了远程遥控系统，避免了工作人员近距离操作产生的危险。本多功能
钻机采用液压系统与执行系统分离的设计，使设备更加小巧灵活，履带底盘可根据现场需
求伸缩，适应各种工作环境, 动力头可在滑槽内左右移动，方便施工,推进架可根据施工现
场的情况调整长度，满足各种工况的需求,动力头在推进架上的传动路径为：液压马达—齿
轮—链条—动力头。而传统动力头采用液压缸传动，不能合理利用空间，产生一定的浪费,
多功能钻机的推进架前端增加了旋转控制箱，并采用蜗杆传动，可以控制钻头的工作方向,
后台采用油电双驱动的设计，可接外接电源，也可用自带柴油机工作，方便在没有外接电源
的情况下自行工作，多功能钻机含有检测垂直度的电脑控制系统，可根据显示器上的参数
调整钻杆的方向，保证施工质量。
为达到上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种多功能钻机，主要用于地下小空间、地铁导洞、小型作业空间的支护、桩基、锚杆、
帷幕、引孔的施工的设备，包括电控系统、后台液压动力系统、执行系统三部分，其中电控系
统包括遥控器17、仪表台20和检测垂直度控制器23；后台液压动力系统提供整套设备的液
压动力和电控动力；执行系统包括导流器1、动力头2、夹持器3、推进架4、液压马达5、推进架
液压缸6、旋转控制箱7、变幅液压缸8、履带9、后直腿10、前直腿11、控制手柄12、阀门13、喷
头14、钻杆15、钻头16、齿轮21、链条22、提升液压缸24。将多功能钻机的电控箱中的输电线
与现场的电源相连接，当现场没有外接电源时，可采用设备后台自带的柴油机工作，合上总
开关，启动电源，电机运转，后台液压动力系统输出液压动力，多功能钻机通过履带行走系
统移动到指定位置，前后支腿支撑在地面上，使整个设备固定，无法移动，保证施工的精度。
液压缸带动推进架移动，旋转控制箱移动推进架调整角度，将推进架调整到指定位置，夹持
器导正钻杆，保证钻杆钻孔精度。启动动力头使钻杆旋转，启动液压马达，液压马达旋转使
齿轮旋转，齿轮带动链条将钻杆压入土层，启动空压机和高压注浆泵，切割土层，钻杆开始
钻进至设计孔深，增大空压机和注浆泵的工作压力，钻杆开始旋喷提升，旋喷提升至设计桩
顶停止，多功能钻机拔出钻杆移位下个孔位。施工过程均可使用遥控器完成，工作人员可远
程操作，保证了人员的安全，后台液压动力系统提供设备的动力需求。
本发明还提供了多功能钻机在小型作业空间中的施工方法，包括以下步骤：步骤
一，查看地层土质，对场地进行勘测，对土层分析，确定旋喷深度，设计施工方案；
步骤二，根据设计图纸中的旋喷位置，确定设备位置，调整施工设备；
步骤三，启动电源，电机运转，液压系统开始工作，将液压固定支腿与地面紧密接触，使
整个设备固定，施工精度更加精确，液压缸带动推进架移动，旋转控制箱移动推进架调整角
度将推进架调整到指定位置，夹持器导正钻杆，保证钻杆钻孔精度。启动动力头使钻杆旋
转，启动液压马达将钻杆压入土层，启动动力头上的液压马达，动力头带动钻杆旋转。
步骤四，后台液压系统将水泥浆、水和压缩空气加压，启动高压泥浆泵开始供浆，
启动空压机喷出高压气体，切割土层，钻杆开始钻进至设计孔深，增大空压机和注浆泵的工
作压力，钻杆开始旋喷提升，旋喷提升至设计桩顶停止提升，多功能钻机拔出钻杆移位下个
孔位。
本发明解决了地下小空间桩基施工存在的技术难题，本发明取得的有益效果如
下：
1、取消了工作人员近距离操作，使用遥控器远程控制，保证了工作人员的人身安全。
2、后台液压系统与执行系统分离，分离距离可达100m，使设备更加小巧，灵活，可
进入宽度大于等于90cm的入口。解决大型设备无法在狭小空间作业及噪音的问题。
3、采用双高压喷头，使旋喷射程更远。
4、后台液压系统采用油、电双驱动的设计，可接外接电源，也可用自带柴油机工
作，方便在没有外接电源的情况下自行工作。
5、履带底盘上装有液压缸，可使履带内外伸缩，即可达到进入狭小空间的目的，又
可以适应不同的施工现场。
6、通过液压缸带动推进架，可以任意的变换角度，满足各种工况需求。
7、多功能钻机可采用单重管法、双重管法、三重管法，提高了破坏土体的能力，使
土体与水泥浆搅拌均匀，旋喷效果更理想。
8、旋喷角度可0-360度任意调整，实现旋喷、摆喷、定喷的任意转换，方便施工。
9、钻杆上加设有潜孔锤，方便遇到坚硬土层的施工。
10、动力头可在滑槽内左右移动，方便施工。
11、推进架可根据施工现场的情况调整长度，满足各种工况的需求。
12、动力头在推进架上的传动路径为：液压马达—齿轮—链条—动力头。而传统动
力头采用液压缸传动，不能合理利用空间，产生一定的浪费。
13、多功能钻机加设有旋转控制箱，旋转控制箱采用蜗杆传动，可以控制推进架的
工作方向。
14、多功能钻机含有检测垂直度的电脑控制系统，根据显示器上的参数调整推进
架的方向，保证施工质量。
附图说明
图1是多功能钻杆施工示意图；
图2是后台液压动力系统示意图；
图3是多功能钻杆剖视图；
附图中数字所表示的相应部件名称：
1、导流器 2、动力头 3、夹持器 4、推进架 5、液压马达
6、推进架液压缸 7、旋转控制箱 8、变幅液压缸 9、履带 10、后直腿
11、前直腿 12、控制手柄 13、阀门 14、喷头 15、钻杆 16、钻头
17、遥控器 18、后台液压动力系统 19、垂直度显示器 20、仪表台
21、齿轮 22、链条 23、检测垂直度控制器 24、提升液压缸
具体实施方式
下面结合实施例中的附图，对本发明的技术方案进行示例性的描述，但本发明不
受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
一种多功能钻机，是地下小空间中桩基之间的旋喷、摆喷、定喷设备，包括电控系
统、液压系统、执行系统三部分。
电控系统包括遥控器17、仪表台20和检测垂直度控制器23；
液压系统提供整套设备的液压动力和电控动力；
执行系统包括导流器1、动力头2、夹持器3、推进架4、液压马达5、推进架液压缸6、旋转
控制箱7、变幅液压缸8、履带9、后直腿10、前直腿11、控制手柄12、阀门13、喷头14、钻杆15、
钻头16、齿轮21、链条22、提升液压缸24。执行系统可以完成施工中所需要的各种机械动作。
使用多功能钻机在地下小空间中的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，查看地层土质，对场地进行勘测，对土层分析，确定旋喷深度、角度及旋喷直
径，设计施工方案；
步骤二，根据设计图纸中的旋喷指定位置，确定设备位置，调整施工设备；
步骤三，启动电控系统，电机运转，后台液压动力系统开始工作，将液压固定支腿与地
面紧密接触，使整个设备固定，施工精度更加精确，液压缸带动推进架移动，将推进架调整
到指定位置，夹持器导正钻杆，保证钻杆钻孔精度，启动动力头上的液压马达，动力头带动
钻杆使钻杆旋转，液压马达旋转通过链条传动将钻杆压入土层；
步骤四，后台液压系统将水泥浆、水和压缩空气加压，启动高压泥浆泵开始供浆，启动
空压机喷出高压气体，切割土层，旋喷钻机开始钻进至设计孔深，增大空压机和注浆泵的工
作压力，旋喷钻机开始旋喷提升，旋喷提升至设计桩顶停止提升，旋喷钻机拔出钻杆移位至
下个孔位。