1.翼片式全面鉆頭
      翼片式全面鉆頭主要包括刮刀鉆頭和翼片鉆頭，前者鉆頭刀翼鍛制成曲面形，且有正斜鑲的切削具和較小的刃尖角，多用于鉆進(jìn)松軟、軟巖層的工程鉆、水井鉆及石油鉆；后者的翼片沿鉆頭母線方向焊接予鉆頭體上，切削具采用直鑲，多用于鉆進(jìn)較軟和部分中硬巖層的地質(zhì)勘探孔。翼片式全面鉆頭以其刀翼數(shù)量命名，如三刀翼的稱為三刮刀鉆頭或三翼鉆頭，兩刀翼的常叫做魚尾鉆頭。

      1.1  刀翼的結(jié)構(gòu)角
      刀翼的結(jié)構(gòu)角(圖4-34)包括刃尖角、切削角、刃前角和刃后角。
      刃尖角β是刀翼尖端前后刃之間的夾角，它表示刀刃的尖銳程度。從切入巖石和提高鉆速出發(fā)，β應(yīng)該越小越好，但β角太小刀翼強(qiáng)度不能保證。一般巖石軟時(shí)，β角可以稍小，可取為10°或8°～9°；巖石較硬時(shí)，β角應(yīng)適當(dāng)增大，平均為12°～15°；夾層多，孔較深時(shí)，β角也應(yīng)適當(dāng)增大。

      切削角α是刀翼前刃與水平面之間的夾角，在其他條件一定時(shí)，α角越大，吃入深度越深，但α角過大時(shí)，刃前巖石的剪切破碎困難，鉆進(jìn)時(shí)蹩勁大。對(duì)于軟地層α角應(yīng)小一些，對(duì)硬地層α角大一些。一般規(guī)律是：松軟地層α=70°；軟地層α=70°～80°；中硬地層α=80°～85°。

      刃后角ψ=α-β。刃后角必須大于孔底角γ(刀翼以螺旋面的運(yùn)動(dòng)軌跡吃入巖石，螺旋面與水平面的夾角為γ)，以免刀翼背部直接與孔底接觸而影響鉆速。

      1.2刀翼背部幾何形狀
      鉆頭工作時(shí)，刀翼的受力類似于懸臂梁，根據(jù)等強(qiáng)度要求，刀翼背部應(yīng)成拋物線形狀，即刀翼的厚度隨距刃尖的距離增加而逐漸增厚。

      1.3刀翼底部幾何形狀
      刀翼底部有平底、正階梯、反階梯和反錐形幾種形狀(圖4-35)。底部形狀不同，破碎巖石形成的孔底形狀也不同。平底刀翼形成的孔底只有一個(gè)裸露自由面，而階梯鉆頭可形成較多自由面。實(shí)驗(yàn)表明，在軸向壓力一定的條件下，階梯刮刀鉆頭的鉆速比平底鉆頭快，而所需的扭矩和功率消耗比平底鉆頭低。
      雖然多階梯鉆頭破巖效率高，但正階梯[如圖4-35(b)]容易磨損成錐形，而使鉆孔縮徑。反階梯刮刀鉆頭可在一定程度上解決縮徑問題，但刀翼外側(cè)底刃既起掏槽作用又起保徑作用，蹩鉆嚴(yán)重。大慶油田根據(jù)反階梯鉆頭的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了反錐形刮刀鉆頭，刀翼的底刃可設(shè)計(jì)一個(gè)或兩個(gè)斜面，使孔底形成一兩個(gè)截錐體。

      1.4提高刀翼的耐磨性

      為保證足夠的強(qiáng)度，鉆頭的刀翼一般用高強(qiáng)度合金鋼鍛制而成。在刀翼表面平鋪一層YG8硬質(zhì)合金塊以增強(qiáng)刀翼的耐磨性和防止泥漿對(duì)刀翼的沖刷。刀翼的側(cè)部鑲焊YG8硬質(zhì)

合金以保徑。

      1.5典型翼片鉆頭舉例
      (1)常用的二翼、三翼鉆頭(圖4-36)適用于可鉆性Ⅰ～Ⅳ級(jí)的巖層。其中三翼鉆頭在大口徑鉆進(jìn)中得到廣泛的應(yīng)用，它的鋼體上裝有可更換噴嘴的水眼[圖4-36(c)]，噴嘴使水流加速到60～125m3/s，從而可提高機(jī)械鉆速。
      (2)三翼片階梯鉆頭(圖4-37)可用于地勘孔鉆進(jìn)Ⅲ～Ⅳ級(jí)頁巖，部分v級(jí)砂頁巖和灰?guī)r。階梯翼片直焊在鉆頭體上，根據(jù)不同巖性取不同的翼片偏離中心距，以保證在中心處能剪切碎巖不留下小巖心。
      (3)針狀自磨式全面鉆頭(圖4-38)可做成三翼、四翼或六翼，耐磨性能好。隨著翼片的磨損切削具與巖石的接觸面積不變，使鉆速保持均勻，一次鉆程可達(dá)4～8h。適宜在Ⅴ～Ⅶ級(jí)的研磨性巖層中鉆進(jìn)小口徑深孔。
      2.籠式全面鉆頭
      近年來，在大口徑鉆孔灌注樁的施工中大量使用籠式全面鉆頭，又稱雙腰帶籠式鉆頭。它適用于粘土、粉砂、細(xì)砂、中粗砂和含少量礫石的土層。

      2.1籠式全面鉆頭的結(jié)構(gòu)
      該鉆頭由中心管、翼板、上下導(dǎo)正圈(俗稱“腰帶”)、立柱、橫支桿、斜支桿和超前小鉆頭等組成(圖4-39)。上下導(dǎo)正圈的距離不小于鉆頭直徑，在上下導(dǎo)正圈的外圓柱面上加焊帶硬質(zhì)合金的肋骨，以擴(kuò)大孔徑，修圓鉆孔。翼板按一定的角度焊在下導(dǎo)正圈的內(nèi)壁上，在翼板上直接鑲焊硬質(zhì)合金切削具，或者用螺栓將焊有切削具的刀頭緊固在翼板上，成為可拆換式切削具。翼板的數(shù)量視鉆頭直徑φ而定：φ800mm鉆頭用4片；φ1 000mm鉆頭用4～6片；φ1 200mm以上鉆頭用6片。
      2.2籠式鉆頭的特點(diǎn)
      (1)由雙腰帶和立柱、支柱組成的具有一定高度的圓籠，對(duì)鉆頭具有良好的導(dǎo)正作用，超前的四翼錐形小鉆頭主要起定向作用(并保護(hù)出漿口不被阻塞)，使鉆頭工作平穩(wěn)，擴(kuò)孔率也小，鉆孔的垂直精度較高。

      (2)鉆頭底部呈錐形、階梯狀，端部有小鉆頭超前鉆進(jìn)，故孔底破巖自由面大，鉆效高。

      (3)小鉆頭可對(duì)砂礫層起松動(dòng)作用，少量不易破碎的卵礫石可擠進(jìn)圓籠內(nèi)，不妨礙繼續(xù)鉆進(jìn)。

      3.螺旋鉆頭

      干式螺旋鉆分為長螺旋鉆和短螺旋鉆兩種形式，它們?cè)谕翆又谐煽姿俣瓤欤瑹o沖洗液，不污染環(huán)境，在工程施工中應(yīng)用廣泛。其中，長螺旋鉆進(jìn)靠分布在整個(gè)鉆桿長度上的螺旋面把巖屑輸送至地表，短螺旋只是在靠近鉆頭部分有螺旋葉片，每次把巖屑積聚在有限幾個(gè)螺旋面上，然后與鉆頭一起提至地表，所以短螺旋鉆對(duì)地層的適應(yīng)性比長螺旋廣。

      3.1平底螺旋鉆頭
      平底螺旋鉆頭(圖4-40)由心管、螺旋帶(雙頭螺旋)、平刀與中心刃刀等組成，鉆頭的平刀長度比螺旋葉片的外徑大10～20mm。該鉆頭適用于一般的土層。
      3.2耙式螺旋鉆頭
      耙式螺旋鉆頭(圖4-41)由心管、螺旋帶(雙頭螺旋)、中心刃刀、切削刀齒等組成。該鉆頭在切削刀齒上鑲焊硬質(zhì)合金，適用于含有大量磚頭、瓦塊的雜填土層及松軟巖層鉆進(jìn)。