一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置及方法与流程

本发明属于隧（巷）道工程施工技术领域，具体涉及一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，还涉及一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位方法，适用于隧（巷）道炮眼开凿。

背景技术：

隧（巷）道钻爆法掘进施工中，掌子面炮眼常多达数十至上百个，目前多采用人工拉尺测量定位方法，根据炮眼布置设计图逐一测量定位，费时费力，且易产生人为因素定位误差，造成爆破效果不理想而引起巷道轮廓超挖或欠挖现象。

技术实现要素：

本发明的目的是在于针对现有技术存在的问题，提供一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，还提供一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，包括顶座，顶座与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端与万向球座连接，万向球头与万向球座适配，万向球头与万向球座之间通过紧固旋钮固定，万向球头与准直激光器连接，准直激光器的激光出射方向依次设置有激光扩散片和调焦镜头，激光扩散片上预设有炮眼定位图，顶座上均匀分布若干个支架，支架端部设置有磁铁，炮眼定位图包括炮眼定位点以及与掌子面上的掌子面基准点对应的定位基准点。

一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位方法，包括以下步骤：

步骤1、根据炮眼分布实际需求设计炮眼定位图，并根据炮眼定位图设计激光扩散片；

步骤2、将激光扩散片安装在准直激光器前端，在激光扩散片前端设置调焦镜头；

步骤3、将支架端部的磁铁吸附在隧/巷道的顶板u型钢支架或者钢筋网上，调整磁铁的位置和伸缩杆的长度，使得准直激光器位于隧/巷道中心线上；

步骤4、开启准直激光器的电源，照射出激光射线，将炮眼定位图投射在掌子面；

步骤5、通过调整万向球头和调焦镜头，使得炮眼定位图上的定位基准点投射在掌子面上的掌子面基准点，通过紧固旋钮固定万向球头与万向球座之间的相对位置；

步骤6、在炮眼定位图上的炮眼定位点在掌子面上的炮眼投射点处逐一开凿炮眼。

如上所述的准直激光器与掌子面之间的距离为10～15米。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）可实现全部炮眼一次性快速定位；

2）设备安装简单，便于移位，避免人工测量定位累计误差，易于操作；

3）成本低廉，直流蓄电池，电流极其微弱能耗低。

附图说明

图1是本发明装置的总体布置示意图；

图2是图1中a1-a1处的剖面示意图；

图3是本发明装置的结构示意图；

图4是图3中a2-a2向的视图。

图中：1-准直激光器；2-激光扩散片；3-调焦镜头；4-万向球头；5-紧固旋钮；6-伸缩杆；7-顶座；8-支架杆；9-磁铁；10-激光射线；11-隧/巷道；12-掌子面；13-炮眼投射点；14a-第一掌子面基准点；14b-第二掌子面基准点；14c-第三掌子面基准点；15-万向球座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

如图1～4所示，一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，包括顶座7，顶座7与伸缩杆6一端连接，伸缩杆6另一端与万向球座15连接，万向球头4与万向球座15适配，万向球头4与万向球座15之间通过紧固旋钮5固定，万向球头4与准直激光器1连接，准直激光器1的激光出射方向依次设置有激光扩散片2和调焦镜头3，激光扩散片2上预设有炮眼定位图，顶座7上均匀分布若干个支架8，支架8端部设置有磁铁9，炮眼定位图包括炮眼定位点以及与掌子面12上的掌子面基准点对应的定位基准点。

一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位方法，包括以下步骤：

步骤1、根据炮眼分布实际需求设计炮眼定位图，并根据炮眼定位图设计激光扩散片2；

步骤2、将激光扩散片2安装在准直激光器1前端，在激光扩散片2前端设置调焦镜头3；

步骤3、将支架8端部的磁铁9吸附在隧/巷道的顶板u型钢支架或者钢筋网上，调整磁铁9的位置和伸缩杆6的长度，使得准直激光器1位于隧/巷道中心线上；

步骤4、开启准直激光器1的电源，照射出激光射线10，将炮眼定位图投射在掌子面12；

步骤5、通过调整万向球头4和调焦镜头3，使得炮眼定位图上的定位基准点投射在掌子面12上的掌子面基准点，通过紧固旋钮5固定万向球头4与万向球座15之间的相对位置；

步骤6、在炮眼定位图上的炮眼定位点在掌子面12上的炮眼投射点处逐一开凿炮眼。

准直激光器1与掌子面12之间的距离为10～15米。

按照炮眼定位图，制作结构光doe（一种光学衍射元件），进而制成激光扩散片2，将激光扩散片2安装在准直激光器1前端，激光扩散片2前端设置调焦凸镜头3。准直激光器1出射的激光射线10，经过激光扩散片2衍射后经调焦镜头3调整后可投射得到炮眼投射点。

作为优选方案，顶座7与三个支架杆8连接，三个支架杆8的端部均设置有磁铁9。炮眼定位图上的定位基准点为三个且不共线，掌子面上的掌子面基准点为三个且分别为第一掌子面基准点14a、第二掌子面基准点14b、第三掌子面基准点14c，第一掌子面基准点14a、第二掌子面基准点14b、第三掌子面基准点14c分别与三个定位基准点对应。

使用时，将准直激光器1安装在掌子面12后方10~15米处的隧/巷道中心线上，将3个磁铁9牢固吸附在隧/巷道的顶板u型钢支架或钢筋网上，调整磁铁9位置和伸缩杆6长度，使准直激光器1处于隧/巷道中心线上或隧/巷道中心线附近。开启准直激光器1的电源，照射出激光射线10，将炮眼定位点投射在掌子面12上，形成炮眼投射点13，通过调整万向球头4和调焦镜头3，将炮眼定位图上的三个定位基准点的投影点分别与第一掌子面基准点14a、第二掌子面基准点14b、第三掌子面基准点14c对准，对准后拧紧紧固旋钮5。在炮眼投射点13位置逐一打孔。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位装置，包括顶座，顶座与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端与万向球座连接，万向球头与万向球座适配，万向球头与万向球座之间通过紧固旋钮固定，万向球头与准直激光器连接，准直激光器的激光出射方向依次设置有激光扩散片和调焦镜头，激光扩散片上预设有炮眼定位图，顶座上均匀分布若干个支架，支架端部设置有磁铁，炮眼定位图包括炮眼定位点以及与掌子面上的掌子面基准点对应的定位基准点。还公开了一种隧/巷道掌子面炮眼快速散点定位方法，本发明可实现全部炮眼一次性快速定位；设备安装简单，便于移位，避免人工测量定位累计误差，易于操作；成本低廉，直流蓄电池，电流极其微弱能耗低。

技术研发人员：康永水;刘泉声;刘滨;张程远;朱元广;卢兴利;黄兴;刘学伟
受保护的技术使用者：中国科学院武汉岩土力学研究所
技术研发日：2017.05.08
技术公布日：2017.08.04