一种隧道钻孔定向装置及方法与流程

本发明提供了一种隧道钻孔定向装置及方法，涉及隧道钻孔定向工具领域。

背景技术：

爆破是石质围岩隧道开挖的主要方法之一，主要步骤是，先使用风枪或者凿岩机在断面轮廓区域钻取爆破眼，然后装入炸药等爆破材料，通过炸药爆破产生的冲击波和应力波对周围围岩产生巨大的做功能力使石质围岩破碎，从而达到开挖的效果，隧道钻孔眼定向成为影响爆破开挖的关键因素。

传统隧道钻孔眼的定向主要靠操作人员根据经验估算，定向角度不准确，造成隧道超挖或者欠挖，造成了一定程度的材料浪费，不但影响了工程质量，而且增加了施工人员的工作量。

行业内技术人员共知，隧道爆破开挖过程中，爆破眼外插角度是爆破施工的关键环节，精准量测、控制爆破眼的角度，能够有效的控制隧道爆破开挖的精度和线型，充分发挥爆破器材的效能，减少对隧道围岩的无序扰动，保护围岩的受力结构，有利于隧道工程质量的提升；同时能有效控制隧道超挖、欠挖的阈值，减少施工人员的工作量，减少材料的浪费。但是如此关键的工艺技术，一直以来都依靠施工人员估算完成，随意性大，精度差。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提供了一种隧道钻孔定向装置，用于隧道钻孔眼定向，具有操作简单、定向准确、工效较高的优点。

本发明的技术方案如下：一种隧道钻孔定向装置，包括底座、球罩和开孔球头，所述球罩安装在底座上，所述球罩内部中央位置设置有球座，所述球罩的上表面设置有开槽，所述球罩与开槽连通；所述开孔球头包括球体和球轴，所述球体与球轴连接，所述球体安装在球座内，所述球体与球座之间有间隙，所述球轴通过开槽延伸至球罩外，所述球轴可沿开槽摆动；所述开孔球头为空芯结构，所述球轴的顶部设置有供钻头进入的开孔；所述球罩上设置有定位孔，所述定位孔与球座连通，紧固件穿过定位孔对球体进行定位。

本发明技术方案还包括：所述开槽为条状结构。

本发明技术方案还包括：所述底座上设置有角度标示尺，所述球轴的上部设置有对角度标示尺相配合的指示针，所述角度标示尺与开槽的方向相同。

本发明技术方案还包括：所述球轴可沿开槽进行270°范围内的摆动。

本发明技术方案还包括：所述紧固件为定位固定螺栓，所述定位孔上设置有与定位固定螺栓配合的螺纹。

本发明技术方案还包括：所述球罩为空芯结构。

本发明技术方案还包括：所述球座的底部设置有开孔。

作为优选，所述底座下表面的中部设置有钻孔槽，所述钻孔槽与所述开槽相配合。

该装置主要通过以下方式进行隧道钻孔定向方法，其步骤主要包括：

1）确定爆破眼；

2）将隧道钻孔定向装置放置在爆破眼上；

3）使角度标示条垂直于隧道轮廓线的切线，形成二维坐标，固定隧道钻孔定向装置；

4）依照爆破方案确定爆破眼角度，将球轴依照角度标示条进行摆动；

5）球轴达到爆破眼角度要求时，拧紧紧固件对球体进行固定，实现定向；

6）钻头通过球轴的开孔探入开孔球头内并对爆破眼进行钻孔。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种隧道钻孔定向装置及方法，使用该装置，操作简单、钻爆定向准确、工效高，能有效解决传统技术钻爆定向不精准带来的质量缺陷，有效的控制钻爆角度，确保隧道施工质量，同时避免了材料的浪费。

附图说明

图1为本发明隧道钻孔定向装置结构示意图；

图2为本发明隧道钻孔定向装置俯视示意图；

图3为本发明隧道钻孔定向装置实施例1侧视剖面示意图；

图4为本发明隧道钻孔定向装置实施例2侧视剖面示意图；

图5为本发明隧道钻孔定向方法原理示意图。

其中，1、底座，2、球罩，21、定位孔，22、球座，23、开槽，3、定位固定螺栓，4、角度标示尺，5、开孔球头，51、球体，52、球轴。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步介绍。

实施例一

如图1所示，本实施例隧道钻孔定向装置，包括底座1、空芯结构的球罩2和开孔球头5，所述球罩2安装在底座1上，所述球罩2内部中央位置设置有球座22，所述球罩2的上表面设置有条状开槽23，所述球罩2与开槽23连通。

如图2所示，所述开孔球头5包括球体51和球轴52，所述球体51与球轴52连接，所述球体51安装在球座22内，所述球体51与球座22之间有间隙，以保证可以进行转动，所述球轴52通过开槽23延伸至球罩2外，所述球轴52可沿开槽23摆动；所述开孔球头5为空芯结构，所述球轴52的顶部设置有供钻头进入的开孔，所述球座22的底部设置有开孔，供钻头探出进行钻孔。

作为优选，所述底座1下表面的中部设置有钻孔槽，所述钻孔槽与所述开槽23相配合。

所述球罩2上设置有定位孔21，所述定位孔21上设置有与定位固定螺栓3配合的螺纹。所述定位孔21与球座22连通，定位固定螺栓3穿过定位孔21对球体51进行定位。

所述球轴52可沿开槽23进行270°范围内的摆动，所述底座1上设置有角度标示尺4，所述球轴52的上部设置有对角度标示尺4相配合的指示针，所述角度标示尺4与开槽23的方向相同。

实施例二

为了保证隧道钻孔定向装置的强度，如图4所示将球罩2设置为实体结构。

如图5所示，该装置主要通过以下方式进行隧道钻孔定向方法，其步骤主要包括：

1）确定爆破眼；

2）将隧道钻孔定向装置放置在爆破眼上；

3）使角度标示条垂直于隧道轮廓线的切线，形成二维坐标，固定隧道钻孔定向装置；

4）依照爆破方案确定爆破眼角度，将球轴52依照角度标示条进行摆动；

5）球轴52达到爆破眼角度要求时，拧紧紧固件对球体51进行固定，实现定向；

6）钻头通过球轴52的开孔探入开孔球头5内并对爆破眼进行钻孔。

使用本发明隧道钻孔定向装置进行钻孔，操作简单、钻爆定向准确、工效高，能有效解决传统技术钻爆定向不精准带来的质量缺陷，有效的控制钻爆角度，确保隧道施工质量，同时避免了材料的浪费，具有良好的实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种隧道钻孔定向装置及方法，涉及隧道钻孔定向工具领域，包括底座、球罩和开孔球头，球罩安装在底座上，球罩内部中央位置设置有球座，球罩的上表面设置有开槽，球罩与开槽连通；开孔球头包括球体和球轴，球体与球轴连接，球体安装在球座内，球体与球座之间有间隙，球轴通过开槽延伸至球罩外，球轴可沿开槽摆动；开孔球头为空芯结构，球轴的顶部设置有供钻头进入的开孔；球罩上设置有定位孔，定位孔与球座连通，紧固件穿过定位孔对球体进行定位。使用该装置，操作简单、钻爆定向准确、工效高，能有效解决传统技术钻爆定向不精准带来的质量缺陷，有效的控制钻爆角度，确保隧道施工质量，同时避免了材料的浪费。

技术研发人员：薛君;王可用;刘秀芝;王志东
受保护的技术使用者：中铁十四局集团有限公司;中铁十四局集团第二工程有限公司
技术研发日：2018.10.24
技术公布日：2019.01.11