一种钻注一体化隧道锚杆施做设备的制作方法

本发明属于隧道施工机械技术领域，主要涉及一种钻注一体化隧道锚杆施做设备。

背景技术：

锚护作业是钻爆法隧道施工的关键环节之一，它具有方便、快捷、安全、高效等特点。锚护作业过程中，锚杆施做主要有：凿孔、注浆、和安装锚杆三个工序。凿孔通常利用机械臂和液压凿岩机或者人工配合台架风动凿岩机完成；根据不同锚杆类型注浆作业在锚杆孔完成后，锚杆安装前或锚杆安装后进行，利用注浆设备将起锚固作用的浆液注入锚杆孔，凝固后起锚固岩石的作用；根据锚杆类型的不同，锚杆安装在锚杆孔完成后，或在锚杆孔内注入起锚固作用的浆液后利用人工或设备将锚杆插入锚杆孔内，用于锚固岩石。通常锚杆施做的三个工序由人工配合多种设备分别完成，安装效率低、工序转换频繁、施工成本高、安全风险大，达不到隧道开挖后快速支护的要求，存在作业安全隐患，且隧道狭窄，多个设备及工人同时操作，现场调度难度大，作业场面混乱，影响其他工序正常进行。国内目前还未查询到相应的钻注一体化作业的隧道锚杆施做设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种钻注一体化隧道锚杆施做设备，使其具有凿孔、注浆和安装锚杆的功能，能涵盖不同施工工况、不同横断面积、不同设计等级、不同围岩情况的锚护施工作业，且兼顾超长小导管施工和钢筋网片安装，将锚护作业的钻、注、锚三个工序合为一体，满足隧道锚护作业方便、快捷、优质、经济的需要。

本发明为完成上述发明任务采用如下的技术方案：

一种钻注一体化隧道锚杆施做设备，所述的钻注一体化隧道锚杆施做设备具有前车架和后车架；所述的前车架、后车架通过铰接板相连；所述的铰接板上设有限位块，用以限制转向极限位置；铰接板中间设有转向油缸和传动轴，用以控制整机转向和传输动力；所述后车架的尾部设置有注浆机；所述的注浆机通过注浆机提升机构安装在后车架的尾部；所述前车架的中后部设置有用以控制整个设备工作的操控台；所述前车架前端的左右两侧分别设置有向前伸出的钻进机构和工作平台；所述的钻进机构和工作平台并列设置；对应所述的前车架、后车架设置有底盘行走机构；所述的底盘行走机构具有设置在前车架和后车架中部下端的前车桥和后车桥，所述前车桥和后车桥的两端分别装有轮胎；所述的前车架设置有位于前车架前端左右两侧前支腿；所述的后车架设置有位于后车架后端左右两侧的后支腿；所述的前支腿、后支腿均为可伸缩结构；用以控制前后车架行走的行走操作台设置在前车架上，并位于操控台的后方；对应所述的行走操作台还设置有座椅；所述行走操作台、座椅的顶部设置有顶棚；所述的顶棚通过顶棚支撑杆支撑在前车架上；

所述的钻进机构具有钻臂大梁和推进梁；所述钻臂大梁的后端通过钻臂安装座与固定在前车架上的钻臂基座铰接；所述钻臂大梁的两侧与用以控制钻进机构摆动和俯仰动作的两根油缸ⅰ连接；所述油缸ⅰ的伸出端与钻臂基座铰接，使所述的钻臂大梁在油缸ⅰ的作用下相对所述的钻臂基座摆动、俯仰；所述钻臂大梁的前端连接有可沿钻臂大梁伸缩移动的钻臂伸缩梁；所述钻臂伸缩梁的前端铰接有旋转油泵；所述旋转油泵的输出端与拐臂连接，使所述的拐臂可随旋转油泵旋转；所述拐臂上设置有推进梁基座；所述的推进梁设置在推进梁基座上，可沿推进梁基座移动；用以推动推进梁移动的推进梁移动油缸的一端与推进梁相连，一端与推进梁基座相连，用以控制推进梁和推进梁基座之间的相对运动；所述的推进梁上设置有凿岩机；对应所述的凿岩机设置有凿岩机推进油缸；所述凿岩机推进油缸的一端与凿岩机相连，一端与推进梁相连，用以控制推进梁和凿岩机之间的相对运动；所述凿岩机的输出端连接有钻杆；

所述的工作平台具有工作平台大梁；所述工作平台大梁的后端通过工作平台安装座与固定在前车架上的工作平台基座铰接；所述工作平台大梁的两侧铰接有两根油缸ⅱ；所述油缸ⅱ的伸出端通过油缸ⅱ安装座与工作平台基座铰接，通过油缸ⅱ控制工作平台的摆动和俯仰动作；所述工作平台大梁还设置有可沿其伸缩的工作平台伸缩梁；所述工作平台伸缩梁的前端铰接有吊篮；对应所述的吊篮设置有用以控制吊篮姿态的油缸ⅲ；所述的油缸ⅲ一端与吊篮相连，一端与工作平台伸缩梁相连，用以控制吊篮的姿态；所述的锚杆安装器设在吊篮上，位于吊篮的左下角，用以安装锚杆；所述的吊篮顶棚与吊篮铰接，通过油缸控制其位置；所述的吊篮上设有锚杆仓，位于吊篮左右两侧，用以存放锚杆；所述的锚杆安放在锚杆仓内；所述的吊篮控制台设在吊篮上，位于吊篮后部中间位置，用以控制吊篮位置。

所述的后车架上还设置有水管卷盘、电缆卷盘、液压油箱、水泵、配电柜、散热器、柴油箱、电机、空压机、主油泵和护罩；所述的水管卷盘、电缆卷盘分别位于后车架的后部左右两侧；所述的液压油箱位于后车架的后部，在水管卷盘和电缆卷盘之间；所述的水泵设在后车架后部，水管卷盘后边，液压油箱左边；所述的发动机位于后车架中间位置；所述的散热器设在后车架中后部中间位置，与发动机相连；所述的柴油箱设在后车架前部中间位置，紧邻发动机；所述的电机设在后车架上，位于柴油箱的右边，配电柜的正前方；所述的空压机设在后车架上，位于柴油箱的左侧；所述的主油泵设在电机下方；所述的护罩设在后车架上，主油泵与空压机周围各有一个，用以保护主油泵与空压机。

所述的顶棚支撑杆为两根，分别在前车架左右两侧。

所述的顶棚支撑杆内部设有油缸，用以控制顶棚的升降，顶棚上设有照明灯。

所述前支腿、后支腿的结构相同；所述的前支腿具有设置在前车架前端左右两侧的支腿油缸伸缩梁；所述的支腿油缸伸缩梁连接在伸缩油缸的顶端；伸缩的尾部与所述的前车架连接，通过伸缩油缸控制支腿油缸伸缩梁的移动。

本发明用以隧道锚护使用，行走时，由发动机提供动力，经过变速后传递给前后车桥，由行走控制台控制其行走速度和转向动作；工作时，先将注浆机放下，锚杆施做设备开至工作面，前后支腿油缸伸出，实现稳定支撑，发动机停机，电缆卷盘旋转，电缆伸出，接上工作电源，电动机启动，电动机为工作时提供动力，工人站在操控台后部，控制钻臂动作，在预定位置进行钻孔，注浆机操作工人操作注浆机，搅拌水泥砂浆，钻孔结束后，工作平台上的工人控制工作平台移动到钻孔位置，采用空压机或水泵产生的高压空气或高压水，对锚杆孔进行清洗，通过注浆软管将搅拌好的水泥砂浆注进锚杆孔内，采用锚杆安装器将存放在锚杆仓内锚杆安装在锚杆孔内，后将钢筋网片安装在锚杆上，一个工作循环完成。

本发明提出的一种钻注一体化隧道锚杆施做设备，将注浆机与锚杆台车合二为一，并创造性地设置了锚杆安装器，可以一次完成钻、注、锚、挂网等施工工序，降低了施工单位的采购和维保成本，提高了设备的使用效率，有助于隧道快速建设；通过注浆机提升机构将注浆机与锚杆台车连在一起，消除了其他动力设备移动注浆的不便，有利于隧道建设的调度；注浆机提升机构可以方便地将注浆机放下或提起，工作时注浆机放下，远离台车，行走时将注浆机提起，避免了注浆机搅拌时污染台车；由锚杆施做设备为注浆机供水供电，减少了隧道内水泵的布置和电缆电线的数量，节约施工成本，降低安全风险；一臂一篮的设置，钻孔、注浆和安装锚杆等工序可同时进行，节约施工工期和成本；工作平台为双控制模式，即操控台和吊篮控制台均可以实现控制，且均有失效旋钮，双控制模式安全系数高，操作方便，失效旋钮的设置又可以避免误操作；行走时采用发动机提供动力，工作时采用电机提供动力，可以避免噪音和空气污染；吊篮上设置锚杆仓，可以安放锚杆，减少了工作平台移动次数，节约施工周期和成本；在吊篮上设置锚杆安装器，实现了机械安装锚杆，施工速度快，施工效果好；将注浆管延伸至吊篮上，可以一次完成注浆、安装锚杆、挂钢筋网片，施工效率高；在空压机和主油泵外围设置罩壳，可以有效保护空压机和主油泵，较少维保次数，节约成本；通过拐臂和旋转油泵的设置，实现了推进梁360度的旋转，工作范围大，适应性广；在油缸连接处设有保护橡胶垫，可以保护连接位置不受坠落物损伤；后支腿油缸外保护罩采用阶梯形式，即起保护作用，又便于检修时攀爬；注浆机实现了遥控控制，可以在工作平台上实现注浆机的起停，操作方便，节约工时；采用铰接式转向，转弯半径小，移动方便，适应性广；行走时四轮驱动，动力强劲，对隧道适应性强。

附图说明

图1为本发明的总装配图。

图2为本发明中钻进机构的结构示意图。

图3为本发明中工作平台的结构示意图。

图4为本发明中车架的结构示意图。

图5为图4去掉顶棚的俯视图。

图6为本发明中前车架、后车架连接部分的局部视图。

图7为本发明中可伸缩支腿部分的局部视图。

图中：1、钻进机构，2、臂座，3、操控台，4、顶棚，5、发动机，6、水管卷盘，7、注浆机提升机构，8、注浆机，9、电缆卷盘，10、配电柜，11、后支腿，12、后车桥，13、电机，14、前车桥，15、前支腿，16、工作平台，17、钻杆，18、推进梁，19、凿岩机推进油缸，20、推进梁基座，21、凿岩机，22、推进梁移动油缸，23、钻臂安装座，24、钻臂基座，25、油缸ⅰ安装座，26、油缸ⅰ，27、钻臂大梁，28、钻臂伸缩梁，29、旋转油泵安装座，30、旋转油泵，31、拐臂，32、推进梁翻转油缸，33、吊篮，34、吊篮顶棚，35、吊篮控制台，36、锚杆，37、工作平台安装座，38、工作平台基座，39、油缸ⅱ安装座，40、油缸ⅱ，41、工作平台大梁，42、工作平台伸缩梁，43、锚杆安装器，44、锚杆仓，45、油缸ⅲ，46、水泵，47、液压油箱，48、空压机，49、行走操控台，50、座椅，51、柴油箱，52、散热器，53、支腿油缸伸缩梁，54、伸缩油缸，55、铰接板，56、转向油缸，57、限位块，58、照明灯，59、顶棚伸缩杆，60、顶棚支撑杆，61、罩壳骨架，62、后车架，63、主油泵，64、护罩，65、传动轴，66、前车架。

具体实施方式

结合附图与实例对本发明进行进一步说明：

如图1所示，一种钻注一体化隧道锚杆施做设备，所述的钻注一体化隧道锚杆施做设备具有前车架66和后车架62；结合图6，所述的前车架66、后车架62通过铰接板55相连；所述的铰接板55上设有限位块57，用以限制转向极限位置；铰接板55中间设有转向油缸56和传动轴65，用以控制整机转向和传输动力；所述后车架62的尾部设置有注浆机8；所述的注浆机8通过注浆机提升机构7安装在后车架62的尾部；该实施例中，所述的注浆机8、注浆机提升机构7均采用现有成熟的结构，在此不再具体说明；

所述前车架66的中后部设置有用以控制整个设备工作的操控台3；所述前车架66前端的左右两侧分别设置有臂座2；两个所述的臂座2分别安装有钻进机构1和工作平台16；

所述的钻进机构1和工作平台16并列设置；对应所述的前车架66、后车架62设置有底盘行走机构；所述的底盘行走机构具有设置在前车架和后车架中部下端的前车桥14和后车桥12，所述前车桥14和后车桥12的两端分别装有轮胎；所述前车架66、后车架62分别通过可伸缩的支腿支撑；所述的前车架66由设置在前车架前端左右两侧的前支腿15支撑；所述前支腿15、后支腿11的结构相同；结合图7，所述的前支腿15具有设置在前车架前端左右两侧的支腿油缸伸缩梁53；所述的支腿油缸伸缩梁53连接在伸缩油缸54的顶端；伸缩油缸54的尾部与所述的前车架66连接，通过伸缩油缸控制支腿油缸伸缩梁的移动；

所述的后车架由设置在后车架后端左右两侧的后支腿11支撑；所述的前支腿15、后支腿11均为可伸缩结构；所述的后支腿11有两个，位于后车架62左右两侧，后方分别与电缆卷盘9和水管卷盘6相邻，前方与泥瓦相连；用以控制前后车架行走的行走操作台49设置在前车架66上，并位于操控台3的后方；对应所述的行走操作台49还设置有座椅50；所述行走操作台49、座椅50的顶部设置有顶棚4；所述的顶棚4通过顶棚支撑杆60支撑在前车架66上；所述的顶棚支撑杆60为两根，分别在前车架左右两侧；所述的顶棚支撑杆60内部设有油缸，用以控制顶棚的升降，顶棚上设有照明灯58，照明灯共有6个，前方4个，后方2个，均匀排布；所述的行走操控台49和座椅50位于前车架66后部中间位置，用以控制整个设备的行走与支腿油缸动作；

如图2所示，所述的钻进机构具有钻臂大梁27和推进梁18；所述钻臂大梁27的后端通过钻臂安装座23与固定在前车架66上的钻臂基座24铰接；所述钻臂大梁27的两侧与用以控制钻进机构摆动和俯仰动作的两根油缸ⅰ26连接；所述油缸ⅰ26的伸出端与钻臂基座24固联，使所述的钻臂大梁在油缸ⅰ的作用下相对所述的钻臂基座摆动、俯仰；所述钻臂大梁27的前端连接有可沿钻臂大梁伸缩移动的钻臂伸缩梁28；所述钻臂伸缩梁28的前端铰接有旋转油泵30；所述旋转油泵30的输出端与拐臂31连接，使所述的拐臂31可随旋转油泵30旋转；所述拐臂31上设置有推进梁基座20；所述的推进梁18设置在推进梁基座20上，可沿推进梁基座20移动；用以推动推进梁18移动的推进梁移动油缸22的一端与推进梁18相连，一端与推进梁基座20相连，用以控制推进梁18和推进梁基座20之间的相对运动；所述的推进梁18上设置有凿岩机21；对应所述的凿岩机21设置有凿岩机推进油缸19；所述凿岩机推进油缸19的一端与凿岩机21相连，一端与推进梁18相连，用以控制推进梁18和凿岩机21之间的相对运动；所述凿岩机的输出端连接有钻杆17；

如图3所示，所述的工作平台具有工作平台大梁41；所述工作平台大梁41的后端通过工作平台安装座37与固定在前车架上的工作平台基座38铰接；所述工作平台大梁41的两侧铰接有油缸ⅱ40；所述油缸ⅱ40的伸出端通过油缸ⅱ安装座39与工作平台基座38铰接，通过油缸ⅱ控制工作平台的摆动和俯仰动作；所述工作平台大梁41上还设置有可沿其伸缩的工作平台伸缩梁42；所述工作平台伸缩梁42的前端铰接有吊篮33；对应所述的吊篮33设置有用以控制吊篮姿态的油缸ⅲ45；所述的油缸ⅲ45一端与吊篮33相连，一端与工作平台伸缩梁42相连，用以控制吊篮的姿态；所述的锚杆安装器43设在吊篮33上，位于吊篮33的左下角，用以安装锚杆；所述的吊篮顶棚34与吊篮33铰接，通过油缸控制其位置；所述的吊篮33上设有锚杆仓44，位于吊篮33左右两侧，用以存放锚杆36；所述的锚杆36安放在锚杆仓44内；所述的吊篮控制台35设在吊篮33上，位于吊篮后部中间位置，用以控制吊篮位置。

结合图4、图5，所述的后车架62上还设置有水管卷盘6、电缆卷盘9、液压油箱47、水泵46、配电柜10、发动机5、散热器52、柴油箱51、电机13、空压机48、主油泵63和护罩64；所述的水管卷盘6、电缆卷盘9分别位于后车架62的后部左右两侧；所述的液压油箱47位于后车架的后部，在水管卷盘6和电缆卷盘9之间；所述的水泵46设在后车架后部，水管卷盘6后边，液压油箱47左边；所述的发动机5位于后车架中间位置；所述的配电柜10设在后车架62右侧泥瓦上，位于后车桥12正上方；所述的散热器52设在后车架中后部中间位置，与发动机5相连；所述的柴油箱51设在后车架前部中间位置，紧邻发动机5；所述的电机13设在后车架上，位于柴油箱51的右边，配电柜10的正前方；所述的空压机48设在后车架上，位于柴油箱51的左侧；所述的主油泵63设在电机下方；所述的护罩64设在后车架上，主油泵与空压机周围各有一个，用以保护主油泵与空压机。

本发明用以隧道锚护使用，行走时，由发动机提供动力，经过变速后传递给前后车桥，由行走控制台控制其行走速度和转向动作；工作时，先将注浆机放下，锚杆施做设备开至工作面，前后支腿油缸伸出，实现稳定支撑，发动机停机，电缆卷盘旋转，电缆伸出，接上工作电源，电动机启动，电动机为工作时提供动力，工人站在操控台后部，控制钻臂动作，在预定位置进行钻孔，注浆机操作工人操作注浆机，搅拌水泥砂浆，钻孔结束后，工作平台上的工人控制工作平台移动到钻孔位置，采用空压机或水泵产生的高压空气或高压水，对锚杆孔进行清洗，通过注浆软管将搅拌好的水泥砂浆注进锚杆孔内，采用锚杆安装器将存放在锚杆仓内锚杆安装在锚杆孔内，后将钢筋网片安装在锚杆上，一个工作循环完成。