一种开山装置及使用该装置的施工方法与流程

本申请涉及市政道路施工领域，尤其是涉及一种开山装置及使用该装置的施工方法。

背景技术：

在市政道路施工的过程中，经常会遇到山体阻碍施工的进程，在遇到山体阻碍施工时一般有两种解决办法，第一种是更改设计图纸，改变施工方案绕过障碍物，第二种则是对山体进行破除，由于绕过山体会极大的增加施工具体，不仅会耗费较高的人力物力，还会增加工期，因此在施工遇到山体阻挡时一般采用山体破除的方式。

在相关技术中，多采用挖掘机破碎锤对山体进行破除，挖掘机山体破碎锤的工作原理主要是利用液体静压力为动力驱动活塞杆反复运动，活塞杆高速撞击钎杆，钎杆受到撞击后尖端对石块、混凝土等硬物进行破碎。

针对上述相关技术，发明人认为：在实际进行工程施工时，一方面可能会遇到山体中岩石硬度较高，岩石的抗压强度高，破碎锤在敲击岩石难以对岩石进行破碎，从而导致破碎效率较低，工期随之延长；另一方面采用破碎锤难以达到预计的破碎效果，影响工程的质量。

技术实现要素：

为了提高对山体岩石破碎的效果，从而减短工期，提高工程质量，本申请提供一种开山装置及使用该装置的施工方法。

第一方面，本申请提供一种开山装置，采用如下的技术方案：

一种开山装置，包括车本体，在车本体下设置有行走装置，在车本体内设置有控制室和液压泵站，在车本体的一侧倾斜设置有与车本体铰接的安装臂，在安装臂与车本体之间设置有用于对安装臂进行调节的支撑液压缸；在所述安装臂背离车本体的一侧设置有与安装臂铰接的调节臂，在所述安装臂与调节臂之间设置有用于对安装臂进行调节的第一调节液压缸；在调节臂背离安装臂的一端设置有用于对岩体进行钻孔的钻机和用于对岩石进行劈裂的劈裂机。

通过采用上述技术方案，在实际施工过程中需要对山体进行破碎时，通过控制室控制安装臂，调节钻机和劈裂机的高度，通过控制第一调节液压缸可以对钻机和劈裂机的角度进行调节，然后首先启动钻机在岩体上钻孔，钻孔完毕后将劈裂机的输出端插入钻孔中，然后启动劈裂机，劈裂机中的楔块伸出，楔块推动劈块向两侧扩张，劈块将岩体进行破碎；提高对山体岩石破碎的效果，从而减短工期，提高工程质量。

可选的，在所述调节臂背离安装臂的一端设置有端部与调节臂铰接的安装箱，在所述安装箱与调节臂之间设置有用于对安装箱角度进行调节的第二调节液压缸；所述钻机和劈裂机设置于安装箱上。

通过采用上述技术方案，第二调节液压缸可以对安装箱与调节臂之间的角度进行调节，通过第一调节液压缸和第二调节液压缸相互配合，可以进一步提高对钻机和劈裂机调节的便捷性，

可选的，所述钻机和劈裂机与安装箱滑移配合；在所述安装箱上设置有用于驱动钻机沿安装箱长度方向滑移的第一驱动件；在所述安装箱上设置有用于驱动劈裂机沿安装箱长度方向滑移的第二驱动件。

通过采用上述技术方案，在进行施工时，首先启动第一驱动件，第一驱动件驱动钻机下移伸出安装箱，从而可以在岩体上打孔，打孔完毕后启动第一驱动件使钻机上升，启动第二驱动件驱动劈裂机工作端向下滑移伸出安装箱，然后将劈裂机的输出端插入钻孔中对岩体进行劈裂；通过设置第一驱动件和第二驱动件，可以使钻机和劈裂机在工作时互不干扰，提高施工的便捷性。

可选的，在所述安装箱上设置有沿安装箱长度方向延伸的滑槽；所述第一驱动件包括转动支撑于滑移槽中的螺纹丝杠，与螺纹丝杠螺接且与滑槽滑移配合的滑块和用于驱动螺纹丝杠转动的驱动电机；所述钻机设置于滑块上。

通过采用上述技术方案，在对岩体进行破碎时，启动驱动电机，驱动电机带动螺纹丝杠转动，螺纹丝杠驱动滑块在滑槽内上下滑移，滑块带动钻机上下滑移，从而对钻机的位置进行调节，提高钻机升降的便捷性。

可选的，在所述安装箱的底端设置有工作口，所述劈裂机设置于安装箱内，所述第二驱动件为气缸。

通过采用上述技术方案，当需要对岩体进行劈裂时，启动第二驱动件，第二驱动件的活塞杆将劈裂机从工作口处推出，然后将劈裂机输出端插入钻孔中对岩层进行劈裂；劈裂完成后，启动第二驱动件将劈裂机拉出安装箱中；提高劈裂机进出安装箱的便捷性。

可选的，在所述安装箱内设置有与安装箱滑移配合的引导板；所述第二驱动件的输出端与引导板固接，所述劈裂机设置于引导板背离第二驱动件的一面。

通过采用上述技术方案，引导板可以对劈裂机的滑移进行引导，提高劈裂机滑移的平稳性。

可选的，在所述引导板与劈裂机之间设置有吊绳。

通过采用上述技术方案，吊绳可以将劈裂机与引导板之间的连接转变为软连接，从而工作人员在进行劈裂操作时可以受扶劈裂机对劈裂机的位置进行调节，方便劈裂机的输出端插入钻孔；通过设置吊绳，提高劈裂操作的便捷性。

可选的，在所述引导板上设置有用于对吊绳进行收卷的收卷组件；在所述引导板上设置有安装架，所述收卷组件包括设置于安装架上且与安装架转动配合的收卷轮，设置于安装架上的收卷电机，同轴固接于收卷电机输出端的主动齿轮和同轴固接于收卷轮轮轴一端且与主动齿轮啮合的从动齿轮。

通过采用上述技术方案，当进行劈裂操作时，启动第二驱动件，第二驱动件的活塞杆推动引导板下移，劈裂机随之下移，当劈裂机伸出工作口后启动收卷电机，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动收卷轮转动，收卷于收卷轮上的吊绳开卷，劈裂机在重力的作用下下移，然后工作人员手扶劈裂机进行劈裂操作，当其中一个钻孔劈裂完成后，启动第二驱动件，劈裂机的工作端从钻孔中伸出，进行第二个钻孔的劈裂操作，直至岩层劈裂完成；当劈裂操作完成后，启动收卷电机，收卷电机驱动主动齿轮带动从动齿轮转动，收卷轮转动对吊绳进行收卷，劈裂机上升，然后启动第二驱动件，第二驱动件将劈裂机拉入安装箱内；通过设置收卷组件，一方面可以增加吊绳的长度，提高工作人员对劈裂机操作的便捷性，另一方面可以降低在施工过程中劈裂机与安装箱之间的碰撞，提高劈裂机升降过程的流畅性。

可选的，在所述车体内设置有水箱，在水箱内设置有抽水泵，在安装箱上设置有若干喷雾喷头，所述抽水泵的出水口与喷雾喷头连通。

通过采用上述技术方案，在进行钻孔劈裂的过程中难免会产生较大的灰尘，通过喷雾喷头喷出的水汽可以有效起到降尘的作用，改善工作人员的工作环境以及降低灰尘对钻机和劈裂机产生的影响。

第二方面，本申请提供一种使用开山装置施工方法，采用如下的技术方案：

一种使用开山装置的施工方法，包括以下施工步骤：

s1、清理；使用挖掘机等设备对路基石和岩石与岩石之间的土进行清理，从而增大岩石的凌空面，方便在凌空面上进行钻孔施工。

s2：钻孔；控制开山装置，启动钻机进行钻孔，钻孔按照同一断面钻多孔，两孔之间的距离里控制在0.9-1.6m内。

s3：劈裂；控制开山装置，将劈裂机插入s2中的钻孔中，启动劈裂机，劈裂机内的楔块伸出使劈块向两侧扩张，从而将岩石劈裂。

s4：整理；使用挖掘机等工具配合清除破碎的岩块，在对岩体进行破碎时，按照设计边坡坡度、台阶机路基标高进行破碎，直至破碎到设计坡面，停止破碎，使用挖掘机对坡面进行修整，待山体全部破碎清理结束后进行道路路床的整平施工。

通过采用上述技术方案，在实际进行施工时，首先要使用挖掘机将较软的土层清理干净，增大岩层裸露的面积，方便施工的进行，然后使用钻机在岩层上进行钻孔，然后将劈裂机插入钻孔内，然后启动劈裂机劈裂机内的楔块在液压的作用下向外伸出从而推动劈块向外扩张，由于坚硬岩石的抗压能力较强而抗拉强度低，在劈块的挤压下将岩石内部结构破坏从而对岩石起到分裂的效果，然后使用挖掘机对路面进行清理和修平；提高对山体破除的便捷性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置钻机和劈裂机，提高对山体岩石破碎的效果，从而减短工期，提高工程质量；

2.通过第一调节液压缸和第二调节液压缸相互配合，可以进一步提高对钻机和劈裂机调节的便捷性；

3.通过设置第一驱动件，方便对钻机的位置进行调节，提高钻机升降的便捷性；

4.通过设置第二驱动件，提高劈裂机进出安装箱的便捷性；

5.通过设置吊绳，方便对劈裂机与钻孔的位置进行对应，进而提高劈裂操作的便捷性；

6.通过设置收卷组件，降低在施工过程中劈裂机与安装箱之间的碰撞，提高劈裂机升降过程的流畅性。

附图说明

图1是本申请实施例中一种开山装置的结构示意图；

图2是本申请实施例中第一驱动件的结构示意图；

图3是本申请实施例中固定板与滑块配合的结构示意图；

图4是本申请实施例中第二驱动件和收卷组件的结构示意图；

图5是本申请实施例中一种使用开山装置施工方法的施工流程图。

附图标记说明：1、车本体；10、行走装置；11、支撑液压缸；2、安装臂；20、第一调节液压缸；3、调节臂；30、第二调节液压缸；4、钻机；40、固定板；41、连接螺栓；42、减震垫；5、劈裂机；50、吊绳；51、吊环；6、安装箱；60、安装口；61、隔板；62、滑槽；63、容纳腔；630、引导板；64、安装板；65、工作口；66、安装架；660、侧板；661、支撑板；67、通槽；68、喷雾喷头；7、第一驱动件；70、螺纹丝杠；71、滑块；72、驱动电机；8、第二驱动件；9、收卷组件；90、收卷轮；900、轮槽；91、收卷电机；92、主动齿轮；93、从动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种开山装置。参照图1和图2，开山装置包括车本体1，在车本体1下设置有行走装置10，在车本体1的一侧倾斜设置有安装臂2，在安装臂2背离车本体1的一侧设置有调节臂3，在调节臂3背离安装臂2的一端设置有用于对岩体进行钻孔的钻机4和用于对岩石进行劈裂的劈裂机5。

参照图1，在车本体1上设置有控制室和液压泵站；为了便于对劈裂机5和钻机4的位置进行调节，车本体1与行走机构转动配合；为了便于对劈裂机5和钻机4的高度进行调节，安装臂2与车本体1铰接，在车本体1与安装臂2之间设置有支撑液压缸11，支撑液压缸11的缸体与车本体1铰接，支撑液压缸11的活塞杆与支撑臂铰接；调节臂3与安装臂2铰接，在安装臂2与调节臂3之间设置有用于对安装臂2与调节臂3之间角度进行调节的第一调节液压缸20，第一调节液压缸20的缸体与安装臂2铰接，第一调节液压缸20的活塞杆与调节臂3铰接。

参照图1，在调节臂3背离安装臂2的一端设置有安装箱6，具体的安装箱6与调节臂3背离安装臂2的一端铰接，在安装箱6与调节部之间设置有用于对安装箱6位置进行调节的第二调节液压缸30，第二调节液压缸30的缸体与调节臂3铰接，第二调节液压缸30的活塞杆与安装箱6铰接；钻机4和劈裂机5设置于安装箱6上且与安装箱6滑移配合。

为了便于钻机4和劈裂机5分开使用而互不干扰，参照图3，在安装箱6内设置有用于驱动钻机4上下升降的第一驱动件7；在安装箱6的一个侧面设置有安装口60，在安装箱6内设置有板面朝向安装口60的隔板61，隔板61与安装箱6的两个端面固定连接，隔板61将安装箱6分隔形成沿安装箱6长度方向延伸的滑槽62和容纳腔63；在滑槽62内靠近调节臂3的位置设置有安装板64，安装板64的板面与滑槽62的延伸方向垂直且与滑槽62的侧壁以及隔板61固定连接；第一驱动件7包括转动支撑于滑槽62内的螺纹丝杠70，设置于滑槽62中且与螺纹丝杠70螺接的滑块71和与螺纹丝杠70同轴固接的驱动电机72；螺纹丝杠70的长度方向与滑槽62的延伸方向平行，螺纹丝杠70的两端分别与安装板64和安装箱6的端面转动连接，螺纹丝杠70朝向安装板64的一端穿过安装板64的板面，具体的可以在安装箱6的底部和安装板64上嵌设轴承，螺纹丝杠70与轴承的内圈过盈配合；滑块71与滑槽62滑动配合；驱动电机72与安装板64固定连接；在钻机4的机身上固接有固定板40，固定板40与滑块71通过连接螺栓41固定；为了降低钻机4在钻孔的过程中的震动，在固定板40与滑块71之间垫设有减震垫42，连接螺栓41穿过固定板40和减震垫42与滑块71螺接。

参照图4，劈裂机5设置于容纳腔63内，在安装箱6的底端与容纳腔63箱对应的位置开设有工作口65，在容纳腔63内设置有用于驱动劈裂机5从工作口65进出容纳腔63的第二驱动件8；在容纳腔63内设置有与容纳腔63滑移配合的引导板630，具体的第二驱动件8为气缸，第二驱动件8的缸体与安装箱6的端面固定连接，第二驱动件8的活塞杆与引导板630的板面固定连接；劈裂机5设置于引导板630背离活塞杆的一面。

为了便于对劈裂机5进行操作，参照图4，在引导板630与劈裂机5之间设置有吊绳50；为了便于对吊绳50进行收卷，在引导板630背离第二驱动件8的一面上设置有安装架66，在安装架66上设置有用于对吊绳50进行收卷的收卷组件9；安装架66包括对称设置于滑块71朝向劈裂机5一面两侧的侧板660和设置于两个侧板660之间的支撑板661；侧板660与滑块71固定连接且板面与滑块71的底面垂直；支撑板661的板面与两个侧板660均垂直；收卷组件9包括转动支撑于两个侧板660之间的收卷轮90，固接于支撑板661上的收卷电机91，同轴固接与收卷电机91输出端的主动齿轮92和同轴固接于收卷轮90轮轴一端且与主动齿轮92啮合的从动齿轮93；在收卷轮90上开设有轮槽900，吊绳50一端与收卷轮90固定连接，吊绳50背离收卷轮90的一端与劈裂机5固定连接；具体的在劈裂机5上可以设置吊环51，吊绳50与吊环51绑扎固定。

参照图1，为了提高劈裂机5升降时管线运行的流畅度，在安装箱6的外壁上与容纳腔63相对应的位置开设有沿安装箱6长度方向延伸的通槽67，管线穿过通槽67与劈裂机5连接；为了降低在岩石上钻孔或者劈裂过程的灰尘，在车体上设置有水箱，在水箱内设置有抽水泵，在安装箱6上固接有若干喷雾喷头68，抽水泵的出水口与喷雾喷头68通过管路连通。

本申请实施例一种开山装置的实施原理为：在实际施工需要对山体岩层进行破除时，由于坚硬岩石底部抗压能力较强但抗拉能力较弱，首先在岩体上打孔，通过控制支撑液压缸11对安装臂2的角度进行调节，从而调节钻机4和劈裂机5的高度，然后通过调节第一调节液压缸20和第二调节液压缸30对调节臂3和安装箱6的位置进行调节，使钻机4和劈裂机5能够精准的位于岩层上方，然后开启驱动电机72，驱动电机72带动螺纹丝杠70转动，螺纹丝杠70驱动滑块71在滑槽62内向下滑移，钻机4从安装箱6一侧伸出，当钻机4下降至一定的高度后，启动钻机4在岩层上打孔，减震块可以降低钻机4传递到安装箱6上的震动，减小钻机4工作时对第一驱动件7的影响；在钻孔的同时开启喷雾喷头68，喷雾喷头68喷出的水雾可以对钻孔过程中产生的灰尘进行沉降，一方面改善工作人员的工作环境，另一方面降低灰尘对钻机4的影响。

在岩层上钻孔完成后，开启驱动电机72，驱动电机72带动螺纹丝杠70转动，螺纹丝杠70驱动滑块71在滑槽62内向上滑移，然后启动第二驱动件8，第二驱动件8的活塞杆推动引导板630向下滑移，劈裂机5随之向下滑移，引导板630可以对劈裂机5的滑移进行引导，提高劈裂机5滑移的稳定性，劈裂机5从安装口60处伸出，然后启动收卷电机91，收卷电机91带动主动齿轮92转动，主动齿轮92带动从动齿轮93转动从而带动收卷轮90转动，收卷于收卷轮90上的吊绳50开卷从而将劈裂机5放下，工作人员可以手扶劈裂机5将劈裂机5的输出端精准的插入钻孔内，吊绳50可以方便工作人员对劈裂机5位置的调节，然后开启劈裂机5，在液压的作用下推动劈裂机5中的楔块伸出，楔块推动劈块向两侧扩张，由于岩层的抗压能力较强但抗拉能力较弱，劈裂机5可以在内部对岩层进行劈裂；当其中一个钻孔劈裂完成后，启动第二驱动件8，劈裂机5的工作端从钻孔中伸出，进行第二个钻孔的劈裂操作，直至岩层劈裂完成；劈裂操作完成后启动收卷电机91，收卷电机91驱动主动齿轮92带动从动齿轮93转动，收卷轮90转动对吊绳50进行收卷，劈裂机5上升，然后启动第二驱动件8，第二驱动件8将劈裂机5拉入安装箱6内，收卷组件9，一方面可以增加吊绳50的长度，提高工作人员对劈裂机5操作的便捷性，另一方面可以降低在施工过程中劈裂机5与安装箱6之间的碰撞；综上所述，通过设置钻机4和劈裂机5，提高对山体岩石破碎的效果，从而减短工期，提高工程质量。

本申请实施例还公开一种使用开山装置施工方法。参照图1，包括以下步骤：

s1：清理；

使用挖掘机等设备对路基石和岩石与岩石之间的土进行清理，从而增大岩石的凌空面，方便在凌空面上进行钻孔施工。

s2：钻孔；

控制开山装置，启动第一驱动件7，驱动电机72带动螺纹丝杠70转动，螺纹丝杠70驱动滑块71滑移从而带动钻机4下移，然后通过控制支撑气缸对钻机4的高度进行调节，控制第一调节液压缸20和第二调节液压缸30，对钻机4的位置和角度进行调节，使钻机4位于凌空面较大的方向或者岩石分层的位置，启动钻机4进行钻孔，钻孔按照同一断面钻多孔，两孔之间的距离里控制在0.9-1.6m内。

s3：劈裂；

控制开山装置，启动第一驱动件7，驱动电机72带动螺纹丝杠70转动，螺纹丝杠70驱动滑块71带动钻机4上移，然后启动第二驱动件8，第二驱动件8推动引导板630在安装腔内下移，劈裂机5从安装口60处伸出，控制第一调节液压缸20和第二调节液压缸30对劈裂机5的位置进行调节，然后启动收卷电机91，吊绳50开卷将劈裂机5放下，由工作人员将劈裂机5的工作端插入钻孔内，启动劈裂机5，劈裂机5内的楔块伸出使劈块向两侧扩张，从而将岩石劈裂。

s4：整理；

使用挖掘机等工具配合清除破碎的岩块，在对岩体进行破碎时，按照设计边坡坡度、台阶机路基标高进行破碎，直至破碎到设计坡面，停止破碎，使用挖掘机对坡面进行修整，待山体全部破碎清理结束后进行道路路床的整平施工。

本申请实施例一种使用开山装置施工方法的实施原理为：在实际进行施工时，首先要使用挖掘机将较软的土层清理干净，增大岩层裸露的面积，方便施工的进行，然后使用钻机4在岩层上进行钻孔，然后将劈裂机5插入钻孔内，然后启动劈裂机5劈裂机5内的楔块在液压的作用下向外伸出从而推动劈块向外扩张，由于坚硬岩石的抗压能力较强而抗拉强度低，在劈块的挤压下将岩石内部结构破坏从而对岩石起到分裂的效果，然后使用挖掘机对路面进行整理和修平；提高对山体破除的便捷性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。