一种水工隧洞钻孔台车开挖施工装置的制作方法

1.本实用新型属于水利水电工程领域，具体涉及一种水工隧洞钻孔台车开挖施工装置。


背景技术：

2.水工隧洞作为常见的水工建筑物，以往多采用手风钻、多臂钻进行钻孔作业，相关的现有技术主要有：
3.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司的实用新型专利cn110080792a公开了一种基于微型tbm设备的隧洞开挖方法，包括第一步，检测岩石单轴抗压强度，第二步，选取钻孔位置，根据岩石岩石单轴抗压强度选取钻孔位置；第三步，钻孔钻掘，安装自动出渣机和tbm掘进机，通过tbm掘进机对准钻孔，钻掘至本段设计深度，并通过自动出渣机出渣，再使tbm掘进机退出对准下个钻孔，钻掘至设计深度，并通过自动出渣机出渣，直至本批钻孔全部钻掘完毕；第四步，岩柱铣挖，tbm掘进机退出，通过旋挖机对各钻孔间的岩柱进行铣挖，以将隧洞铣挖至设计形状；使得在挖掘小型断面隧洞时，tbm掘进机掘进过程中强大的撑靴反力对岩体不产生过大的变形，掘进时对围岩扰动小，挖掘出的洞室稳定性好、开挖面平整圆顺。
4.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司的实用新型专利cn106930766a公开的是隧洞tbm施工技术领域的一种大埋深tbm施工隧洞岩爆处理结构及处理方法，该结构包括设置在隧洞掌子面拱顶区域的多个超前钻孔，所述超前钻孔贯穿岩爆区域，各个超前钻孔之间通过钻孔内预裂爆破形成的裂隙破碎带相连。该方案利用tbm机内操作空间在隧洞掌子面上合理布置钻孔位置和方向，采用钻孔爆破使得岩爆区域顶拱、拱肩部位形成岩体破碎带，再利用高压注水进一步促进岩体破碎带裂隙发展并软化岩体，释放岩爆区域高地应力，解除岩爆风险。
5.中铁十八局集团有限公司和中铁十八局集团市政工程有限公司共同申请的实用新型专利cn111173445a公开了一种基于tbm法隧洞施工的钻孔用移动台车，该台车沿隧洞轨道运行，台车顶面上固装有多个横向设置的工字钢门架，且相邻的工字钢门架上均调节连接有纵向设置的托轴；托轴上均支撑角度可调连接有钻孔执行单元；钻孔执行单元包括导槽、支腿气缸及风钻，其中导槽横向设置，该导槽底部与托轴调节连接，导槽顶部开口，且导槽内轴向固装支腿气缸；支腿气缸的活塞杆端部与导槽内壁固定连接，支腿气缸的缸筒中部穿透导槽侧壁，且支腿气缸的缸筒端部轴向固接风钻。
6.大成工程建设集团有限公司和江西省交通科学研究院共同申请的实用新型专利cn209244567u公开了一种深埋隧洞施工岩爆防控钻孔布置结构，包括多个岩爆防控钻孔，岩爆防控钻孔由一个或多个压裂孔、若干卸压孔和侧壁割缝孔构成，压裂孔自工作面沿平行于隧洞轴线方向朝正前方的岩爆区域延伸，卸压孔自工作面与隧洞轴线呈一定角度朝侧前方的岩爆区域延伸，侧壁割缝孔滞后于工作面，并向垂直隧洞轴线朝侧向的岩爆区域延伸，在隧洞侧壁岩体中形成椭圆形槽体和大量的微裂隙；岩爆防控钻孔均深入隧洞岩爆段
内部。
7.云南建投安装股份有限公司申请的实用新型专利公开了一种地下空间及水工隧道等超前小导管加工装置，该装置包括机架、移动夹具、注浆孔加工组件以及加热组件。移动夹具沿机架滑动，前后推进通过齿轮传动方式，行进稳定且可靠耐用，与超前小导管接触面积大，结合紧密，方便承载冲孔机的压力；钻孔机左右联动同时施力钻孔，不仅增大了钻孔效率，且相互抵消了小导管的径向作用力，并通过固定块的宽度设计使钻孔机间保留足够间距避免损坏。
8.然而，现有技术依然存在不足，主要是因其地质条件复杂,必须实施超前地质预报孔，在小断面隧洞由于受作业空间限制，不但超前地质预报孔专用钻孔设备费用高，而且超前地质预报孔钻孔作业与掘进钻孔作业不能同时进行，施工进度受到限制。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种水工隧洞钻孔台车开挖施工装置。
10.本实用新型是这样实现的：一种水工隧洞钻孔台车开挖施工装置，该装置包括车辆及安装在车辆的货箱位置上的潜孔钻，该潜孔钻通过钻机平台连接在车辆上；该钻机平台上设有支撑座用于支撑并控制潜孔钻的钻杆钻进方向；其中，潜孔钻通过连接板及紧固螺栓与钻机平台连接。
11.作为进一步的优选方案，在车辆上设有弹簧拉扣将钻机平台拉结牢靠。
12.作为进一步的优选方案，钻机平台设有升降设施用来调整潜孔钻钻孔高度。
13.作为更进一步的优选方案，升降设施包括升降架及液压油缸。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：本实用新型利用潜孔钻和车辆组合的隧洞钻孔台车(简易式潜孔钻台车)进行超前地质预报孔钻孔，并利用超前地质预报孔作为中心掏槽孔，成功解决了隧洞地质条件复杂超前探测的难题，同时有效缩短了施工工期，节约了施工成本,提高了施工质量和效率。
15.具体而言，本实用新型的简易式潜孔钻台车制作简单、设备灵活、易于操作；采用简易式潜孔钻台车钻进超前地质预报孔作为中心掏槽孔，成孔速度快且质量更易保证；而且，超前地质预报孔替代中心掏槽孔，“一孔双用”，并与周边孔和辅助孔同时作业，缩短了施工作业时间，保证了施工进度；采用本实用新型的方案减少造孔数量和炸材用量，节约了施工费用；而且，本实用新型的中心掏槽孔孔径加大，爆破效果得到明显提高。
16.本实用新型适用于中、小断面的水工隧洞，特别适用于一次性开挖断面小于15
㎡
的隧洞开挖作业。
附图说明
17.图1是现有技术的气退钻造孔布孔图；
18.图2是本实用新型的潜孔钻台车造孔布孔图；
19.图3是本实用新型的施工流程图；
20.图4是本实用新型的装置结构图；
21.图5是本实用新型的装置优化方案结构图；
22.图6是本实用新型的装置设置升降设施的结构图。
23.附图标记说明：1-水工隧洞；2-掌子面，3-岩层，4-钻杆，5-潜孔钻，6-钻机平台，7-车辆，8-弹簧拉扣，9-支撑座，10-连接板，11-紧固螺栓，12-升降架，13-液压油缸，14-中心掏槽孔，15-空孔，16-开挖轮廓线，17-周边孔，18-辅助孔。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1和图2所示，其中图1为现有技术的气退钻造孔布孔图，在图1中，需要在掌子面中心位置钻中心掏槽孔14，并沿中心掏槽孔14周边布设空孔15，空孔15不装药，同时布置周边孔17和辅助孔18，辅助孔18作崩落孔。
26.而图2所展示的本实用新型的方案，是直接将超前地质预报孔作为中心掏槽孔14，将其孔径参数设为孔径110～150mm，深约8～15m，孔径远大于图1中的中心掏槽孔14，在本实用新型的中心掏槽孔14中不装药，实现将超前地质预报孔兼做中心掏槽孔14，实现一孔两用，不再另行布置空孔15，同时布置周边孔17和辅助孔18，辅助孔18作崩落孔。
27.而要实现上述目的，本实用新型采用的装置如图4-6所示，该装置包括车辆7及安装在车辆7的货箱位置上的潜孔钻5，该潜孔钻5通过钻机平台6连接在车辆7上；该钻机平台6上设有支撑座9用于支撑并控制潜孔钻5的钻杆4钻进方向；潜孔钻5通过连接板10及紧固螺栓11与钻机平台6连接。
28.如图5所示，车辆7上设有弹簧拉扣8将钻机平台6拉结牢靠，提高钻机工作时的稳定性。
29.如图6所示，钻机平台6设有升降设施用来调整潜孔钻5钻孔高度。该升降设施包括升降架12及液压油缸13。通过设置升降设施，可以使本实用新型的装置适应不同高度的钻孔需求。
30.本实用新型具体实施时，隧洞开挖工艺流程见3。
31.各个步骤的操作要点如下：
32.1测量放样：
33.控制点测量采用全站仪，进洞后洞内安装激光指向仪进行隧洞掌子面2开挖控制，每次钻孔前采用圆心法或支距法进行放线，采用红油漆在开挖掌子面2上标示开挖轮廓线，定期采用全站仪对隧洞内红外线指向仪进行检查、复核、纠偏。
34.2钻孔台车制作：
35.根据隧洞断面大小，选择合适的车辆7进行潜孔钻台车改造，另加装升降设施用来调整潜孔钻5钻孔高度，并加装车辆尾气过滤装置。
36.3造孔：
37.使用钻孔台车钻超前地质预报孔，气腿式风钻进行周边孔17和辅助孔18的造孔作业施工。
38.4装药爆破：
39.超前地质预报孔不装药，周边孔17和辅助孔18按爆破设计进行装药、连线、起爆。
40.5通风排险：
41.隧洞通风采用压入式轴流风机通风，待洞内空气合格后，对隧洞拱顶危石进行排查，发现隐患及时处理。
42.6出渣：
43.采用电动扒渣机配合出渣车装运的方式进行洞渣运输。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。