一种软岩隧道管棚钻机跟进装置的制作方法

本实用新型涉及管棚施工装置的技术领域，特别是涉及一种软岩隧道管棚钻机跟进装置。

背景技术：

管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑，为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短，被认为是隧道施工中解决冒顶的最有效最合理的施工方法。

软岩隧道管棚成孔及安装是关键技术，大致分为两个过程：一是采用普通潜孔钻机进行超前钻孔，二是利用钻机或挖掘机硬性顶装管棚。在软岩隧道钻孔容易但成孔难，裸孔在未安装管棚之前，极易造成塌孔，直接导致管棚无法按照设计指标安装到位，施工进度缓慢，影响工程质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种软岩隧道管棚钻机跟进装置，在钻进过程中管棚钢管同步跟进/安装，改善了软岩隧道钻孔容易但成孔难，易塌孔的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种软岩隧道管棚钻机跟进装置，包括主钻头、前端管棚钢管、中间管棚钢管、末端管棚钢管、核心钻头、前端钻杆和后端钻杆；主钻头包括外壳和转动设置在外壳内的主钻头本体；前端管棚钢管的前端与外壳的后端固定连接；中间管棚钢管的前端和后端分别与前端管棚钢管和末端管棚钢管螺纹连接；前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管上均设置有注浆孔；前端钻杆的前端和后端分别与核心钻头和后端钻杆固定连接；核心钻头、前端钻杆和后端钻杆穿过末端管棚钢管、中间管棚钢管和前端管棚钢管，核心钻头与主钻头本体卡接，后端钻杆延伸至末端管棚钢管外与钻机连接。

进一步地，前端管棚钢管的前端焊接在外壳的后端上。

进一步地，中间管棚钢管包括1个子管或多个螺纹连接的子管。

进一步地，前端管棚钢管的后端设有内丝扣；中间管棚钢管的前端设有与前端管棚钢管的内丝扣配合的外丝扣，尾端设有内丝扣；末端管棚钢管前端设有与中间管棚钢管的内丝扣配合的外丝扣。

进一步地，内丝扣和外丝扣的车丝长度大于80mm，螺距3mm，螺纹深度4mm。

进一步地，注浆孔以四个为一组沿着所述前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管的周向均匀设置，沿着所述前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管的轴向均匀设置多组。

进一步地，注浆孔的直径为10mm，相邻两组注浆孔的间距为500mm。

本实用新型的有益效果是：

将后端钻杆与钻机连接好后，操纵钻机使后端钻杆、前端钻杆和核心钻头正向旋转并向前推进，带动主钻头本体正向旋转并向前推进，由于主钻头本体转动设置在外壳内，外壳、前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管不会旋转但会随着主钻头本体向前推进，当钻进深度达到设计要求后，操纵钻机使后端钻杆、前端钻杆和核心钻头反向旋转并后退，由于核心钻头与主钻头本体卡接，核心钻头反向旋转后与主钻头本体分离，后端钻杆、前端钻杆和核心钻头从前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管中退出，主钻头、前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管留在孔内，通过注浆孔向前端管棚钢管、中间管棚钢管和末端管棚钢管内注浆。由上可知，本实用新型提供的软岩隧道管棚钻机跟进装置在钻进过程中管棚钢管同步跟进/安装，改善了软岩隧道钻孔容易但成孔难，易塌孔的问题，可提高在软岩条件下管棚施钻成孔率和钻孔精度高，该跟进装置可批量生产且能重复使用，经济实惠，结构简单、设计巧妙、制作成本低廉、操作简便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的简易圆桶吊装辅助装置的结构示意图；

图2为图1所示简易圆桶吊装辅助装置另一方向的视图。

图中：1-主钻头；2-前端管棚钢管；3-中间管棚钢管；4-末端管棚钢管；5-核心钻头；6-前端钻杆；7-后端钻杆；8-注浆孔；9-焊缝；10-内丝扣；11-外丝扣。

具体实施方式

本实施例提供一种软岩隧道管棚钻机跟进装置，包括主钻头1、前端管棚钢管2、中间管棚钢管3、末端管棚钢管4、核心钻头5、前端钻杆6和后端钻杆7；主钻头1包括外壳和转动设置在外壳内的主钻头本体；前端管棚钢管2的前端与外壳的后端固定连接；中间管棚钢管3的前端和后端分别与前端管棚钢管2和末端管棚钢管5螺纹连接；前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4上均设置有注浆孔8；前端钻杆6的前端和后端分别与核心钻头5和后端钻杆7固定连接；核心钻头5、前端钻杆6和后端钻杆7穿过末端管棚钢管4、中间管棚钢管3和前端管棚钢管2，核心钻头5与主钻头本体卡接，后端钻杆7延伸至末端管棚钢管4外与钻机连接。其中，主钻头1、核心钻头5、前端钻杆6和后端钻杆7根据施工环境从市场上购买，具体结构在此不再赘述。

将后端钻杆7与钻机连接好后，操纵钻机使后端钻杆7、前端钻杆6和核心钻头5正向旋转并向前推进，带动主钻头本体正向旋转并向前推进，由于主钻头本体转动设置在外壳内，外壳、前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4不会旋转但会随着主钻头本体向前推进，当钻进深度达到设计要求后，操纵钻机使后端钻杆7、前端钻杆6和核心钻头5反向旋转并后退，由于核心钻头5与主钻头本体卡接，核心钻头5反向旋转后与主钻头本体分离，后端钻杆7、前端钻杆6和核心钻头5从前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4中退出，主钻头1、前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4留在孔内，通过注浆孔8向前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4内注浆。

进一步地，前端管棚钢管2的前端焊接在外壳的后端上，即图中焊缝9，要求焊缝9饱满。

进一步地，中间管棚钢管3包括1个子管或多个螺纹连接的子管，以达到钻孔的设计深度。中间管棚钢管3由多个子管螺纹连接而成时，随着钻进深度逐根连接子管。

进一步地，前端管棚钢管2的后端设有内丝扣10；中间管棚钢管3的前端设有与前端管棚钢管2的内丝扣配合的外丝扣11，尾端设有内丝扣10；末端管棚钢管4前端设有与中间管棚钢管3的内丝扣配合的外丝扣11。

进一步地，注浆孔10以四个为一组沿着前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4的周向均匀设置，沿着前端管棚钢管2、中间管棚钢管3和末端管棚钢管4的轴向均匀设置多组。

进一步地，内丝扣10和外丝扣11的车丝长度大于80mm，螺距3mm，螺纹深度4mm；注浆孔8的直径为10mm，相邻两组注浆孔8的间距为500mm。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。