一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法与流程

1.本发明属于水钻支架技术领域，尤其是涉及一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，国家的基本建设日益加强，随着绿色环保，节能概念的提出，首先牵扯到一些管道的重建，重新敷设，这就需要在一些墙体或岩体上开洞穿越管道。现有技术不易解决开设圆形或椭圆及条件复杂的排孔水钻支架；或者就是采用膨胀螺栓固定水钻支架，此固定方法需要多次采用膨胀螺栓固定及拆除水钻支架，工作繁琐，工人劳动力较大，速度慢，效率低，严重影响施工进度。
3.对于一些短距离硬质围岩顶管施工中，选择水钻开挖成本远远低于盾构机施工，但是水钻开挖，就目前技术而言，首要任务就是解决支架频繁拆卸问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其方法步骤简单，设计合理且操作便捷，以适应隧道断面开挖一圈钻孔的施工，同一个隧道断面内不需要拆卸支架，节约拆卸人工费用，节约成本，且提高了施工效率。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.步骤一、可调节水钻支架的制作：
7.步骤101、制作竖向立杆部件；其中，竖向立杆部件的底部设置有千斤顶；
8.步骤102、在竖向立杆部件上安装竖向调节部件；其中，所述竖向调节部件上连接水平杆，所述水平杆中部连接有悬臂杆；
9.步骤103、在悬臂杆上安装供第一水钻安装的第一支架和供第二水钻安装的第二支架，形成可调节水钻支架；其中，所述第一支架和第二支架均能绕悬臂杆圆周方向旋转；
10.步骤二、可调节水钻支架的安装：
11.在隧道断面开挖区域安装可调节水钻支架；其中，所述可调节水钻支架中千斤顶的底部通过钢垫板安装在隧道断面开挖区域；
12.步骤三、可调节水钻支架的调节；
13.步骤301、调节千斤顶和竖向立杆部件，以使竖向立杆部件的顶部支撑在隧道断面开挖区域顶部；
14.步骤302、通过竖向调节部件调节水平杆沿竖向立杆部件高度方向移动，直至水平杆调节至高度设计位置；
15.步骤303、调节水平杆的两端调节件，以使水平杆的两端支撑在隧道断面开挖区域侧部；
16.步骤四、第一支架和第二支架的旋转调节及钻孔施工：
17.步骤401、第一支架和第二支架均绕悬臂杆圆周方向旋转，直至隧道断面钻孔设计位置；
18.步骤402、在第一支架上安装第一水钻，在第二支架上安装第二水钻进行施工钻孔；
19.步骤403、然后操作第一支架和第二支架均绕悬臂杆圆周方向旋转，直至下一个隧道断面设计位置进行钻孔，直至完成整个隧道断面钻孔。
20.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：所述千斤顶的顶部设置有顶安装板，所述竖向立杆部件包括设置在顶安装板上的外方形套管和下端伸入外方形套管中的内方形杆，所述外方形套管的高度方向上设置有多个调节孔，所述内方形杆上设置有连接孔；
21.所述内方形杆的顶部设置有顶部微调件，所述顶部微调件包括穿设在内方形杆的顶部的顶部调节螺栓、套设在所述顶部调节螺栓上且贴合内方形杆的顶部的顶调节螺母和安装在顶部调节螺栓顶部的支顶板。
22.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：步骤301中调节千斤顶和竖向立杆部件，以使竖向立杆部件的顶部支撑在隧道断面开挖区域顶部，具体过程如下：
23.步骤3011、当内方形杆的伸出长度调节到位时，调节孔与连接孔相对应，调节孔与所述连接孔内插入螺栓定位连接；
24.步骤3012、调节千斤顶带动外方形套管和内方形杆整体升降，以使内方形杆的顶部高度满足顶部设计位置；
25.步骤3013、旋拧顶调节螺母调节顶部调节螺栓高度，直至顶部调节螺栓带动支顶板支撑在隧道断面开挖区域顶部。
26.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：所述竖向调节部件包括设置在顶安装板的电机、与电机的输出轴传动连接的竖向丝杆和套设在所述竖向丝杆的丝母滑块；
27.所述外方形套管靠近水平杆的侧面设置有供所述竖向丝杆安装的滑槽，所述丝母滑块嵌设在所述滑槽中，所述滑槽的顶部内设置有供竖向丝杆的顶部转动安装的轴承，所述丝母滑块和水平杆中部固定连接。
28.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：步骤302中通过竖向调节部件调节水平杆沿竖向立杆部件高度方向移动，具体过程如下：
29.电机转动带动竖向丝杆转动，竖向丝杆转动带动丝母滑块沿竖向丝杆高度方向滑移，在丝母滑块沿竖向丝杆高度方向滑移的过程中，带动水平杆升降，直至水平杆调节至高度设计位置。
30.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：所述第一支架和所述第二支架结构相同，所述第一支架和所述第二支架均包括套设在悬臂杆的转盘、与转盘连接的法兰盘和与所述转盘连接的伸缩杆，以及设置在所述伸缩杆端部的安装轴和安装在所述安装轴上的安装板，所述安装轴伸出端设置有锁紧螺母；
31.所述悬臂杆上设置有固定盘。
32.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：步骤401中第一支架和第二支架均绕悬臂杆圆周方向旋转，直至隧道断面钻孔设计位置，具体过程如下：
33.步骤4011、解除固定盘和法兰盘锁紧，将转盘与法兰盘绕悬臂杆旋转直至旋转到位后，将固定盘和法兰盘锁紧；
34.步骤4012、调节伸缩杆的长度满足隧道断面钻孔设计半径；
35.步骤4013、解除锁紧螺母锁紧，以使安装板绕安装轴旋转，直至安装板呈水平布设，并将锁紧螺母锁紧；
36.步骤4014、在安装板上安装水钻进行施工钻孔；
37.步骤4015、按照步骤4011至步骤4014所述的方法，完成整个断面一圈钻孔施工；
38.步骤4016、操作伸缩杆收缩旋转，按照步骤4011至步骤4014所述的方法，在隧道断面中间区域钻设预裂孔。
39.上述的一种隧道断面开挖可调节水钻支架施工方法，其特征在于：所述调节件包括穿设在水平杆端部的水平调节螺栓、套设在所述水平调节螺栓上且贴合水平杆端部的水平调节螺母和安装在水平调节螺栓端部的支侧板；
40.步骤303中调节水平杆的两端调节件，以使水平杆的两端支撑在隧道断面开挖区域侧部，具体过程如下：
41.旋拧水平调节螺母调节水平调节螺栓长度，直至水平调节螺栓带动支侧板支撑在隧道断面开挖区域侧部。
42.本发明与现有技术相比具有以下优点：
43.1、本发明可以同时完成整个隧道断面内的所有钻孔工作，同一个隧道断面内不需要拆卸支架，可节约拆卸人工费用，节约成本。
44.2、本发明可以满足两台水钻同时作业，提高施工效率，加快施工进度。
45.3、本发明能满足复杂条件下的高效钻孔作业，能够实现圆形及椭圆形断面钻孔开挖。
46.4、本发明调节千斤顶和竖向立杆部件，以使竖向立杆部件的顶部支撑在隧道断面开挖区域顶部；调节水平杆的两端，以使水平杆的两端支撑在隧道断面开挖区域侧部，提高了水钻钻孔施工时，架体的稳定性。
47.5、本发明设置竖向立杆部件和千斤顶以及水平杆的两端设置调节件，从而提高了可调节水钻支架的适应范围。
48.综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理且操作便捷，以适应隧道断面开挖一圈钻孔的施工，同一个隧道断面内不需要拆卸支架，节约拆卸人工费用，节约成本，且提高了施工效率。
49.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
50.图1为本发明除去第一支架与第二支架的结构示意图。
51.图2为本发明第一支架、第二支架、悬臂杆和水平杆的结构示意图。
52.图3为本发明的流程框图。
53.附图标记说明:
54.1—千斤顶；1-1—顶安装板；
55.2—竖向立杆部件；2-1—外方形套管；2-2—调节孔；
56.2-3—内方形杆；2-4—顶调节螺母；2-5—顶部调节螺栓；
57.2-6—支顶板；3—竖向调节部件；3-1—电机；
58.3-3—竖向丝杆；3-4—丝母滑块；
59.4—水平杆；5—悬臂杆；6—第一支架；
60.6-1—转盘；6-2—法兰盘；6-3—固定盘；
61.6-4—伸缩杆；6-5—安装轴；6-6—安装板；
62.6-7—锁紧螺母；7—第二支架。
具体实施方式
63.如图1和图2所示，本发明，该方法包括以下步骤：
64.步骤一、可调节水钻支架的制作：
65.步骤101、制作竖向立杆部件2；其中，竖向立杆部件2的底部设置有千斤顶1；
66.步骤102、在竖向立杆部件2上安装竖向调节部件3；其中，所述竖向调节部件3上连接水平杆4，所述水平杆4中部连接有悬臂杆5；
67.步骤103、在悬臂杆5上安装供第一水钻安装的第一支架6和供第二水钻安装的第二支架7，形成可调节水钻支架；其中，所述第一支架6和第二支架7均能绕悬臂杆5圆周方向旋转；
68.步骤二、可调节水钻支架的安装：
69.在隧道断面开挖区域安装可调节水钻支架；其中，所述可调节水钻支架中千斤顶1的底部通过钢垫板安装在隧道断面开挖区域；
70.步骤三、可调节水钻支架的调节；
71.步骤301、调节千斤顶1和竖向立杆部件2，以使竖向立杆部件2的顶部支撑在隧道断面开挖区域顶部；
72.步骤302、通过竖向调节部件3调节水平杆4沿竖向立杆部件2高度方向移动，直至水平杆4调节至高度设计位置；
73.步骤303、调节水平杆4的两端调节件，以使水平杆4的两端支撑在隧道断面开挖区域侧部；
74.步骤四、第一支架和第二支架的旋转调节及钻孔施工：
75.步骤401、第一支架6和第二支架7均绕悬臂杆5圆周方向旋转，直至隧道断面钻孔设计位置；
76.步骤402、在第一支架6上安装第一水钻，在第二支架7上安装第二水钻进行施工钻孔；
77.步骤403、然后操作第一支架6和第二支架7均绕悬臂杆5圆周方向旋转，直至下一个隧道断面设计位置进行钻孔，直至完成整个隧道断面钻孔。
78.本实施例中，所述千斤顶1的顶部设置有顶安装板1-1，所述竖向立杆部件2包括设置在顶安装板1-1上的外方形套管2-1和下端伸入外方形套管2-1中的内方形杆2-3，所述外方形套管2-1的高度方向上设置有多个调节孔2-2，所述内方形杆2-3上设置有连接孔；
79.所述内方形杆2-3的顶部设置有顶部微调件，所述顶部微调件包括穿设在内方形杆2-3的顶部的顶部调节螺栓2-5、套设在所述顶部调节螺栓2-5上且贴合内方形杆2-3的顶部的顶调节螺母2-4和安装在顶部调节螺栓2-5顶部的支顶板2-6。
80.本实施例中，步骤301中调节千斤顶1和竖向立杆部件2，以使竖向立杆部件2的顶部支撑在隧道断面开挖区域顶部，具体过程如下：
81.步骤3011、当内方形杆2-3的伸出长度调节到位时，调节孔2-2与连接孔相对应，调节孔2-2与所述连接孔内插入螺栓定位连接；
82.步骤3012、调节千斤顶1带动外方形套管2-1和内方形杆2-3整体升降，以使内方形杆2-3的顶部高度满足顶部设计位置；
83.步骤3013、旋拧顶调节螺母2-4调节顶部调节螺栓2-5高度，直至顶部调节螺栓2-5带动支顶板2-6支撑在隧道断面开挖区域顶部。
84.本实施例中，所述竖向调节部件3包括设置在顶安装板1-1的电机3-1、与电机3-1的输出轴传动连接的竖向丝杆3-3和套设在所述竖向丝杆3-3的丝母滑块3-4；
85.所述外方形套管2-1靠近水平杆4的侧面设置有供所述竖向丝杆3-3安装的滑槽，所述丝母滑块3-4嵌设在所述滑槽中，所述滑槽的顶部内设置有供竖向丝杆3-3的顶部转动安装的轴承，所述丝母滑块3-4和水平杆4中部固定连接。
86.本实施例中，步骤302中通过竖向调节部件3调节水平杆4沿竖向立杆部件2高度方向移动，具体过程如下：
87.电机3-1转动带动竖向丝杆3-3转动，竖向丝杆3-3转动带动丝母滑块3-4沿竖向丝杆3-3高度方向滑移，在丝母滑块3-4沿竖向丝杆3-3高度方向滑移的过程中，带动水平杆4升降，直至水平杆4调节至高度设计位置。
88.本实施例中，所述第一支架6和所述第二支架7结构相同，所述第一支架6和所述第二支架7均包括套设在悬臂杆5的转盘6-1、与转盘6-1连接的法兰盘6-2和与所述转盘6-1连接的伸缩杆6-4，以及设置在所述伸缩杆6-4端部的安装轴6-5和安装在所述安装轴6-5上的安装板6-6，所述安装轴6-5伸出端设置有锁紧螺母6-7；
89.所述悬臂杆5上设置有固定盘6-3。
90.本实施例中，步骤401中第一支架6和第二支架7均绕悬臂杆5圆周方向旋转，直至隧道断面钻孔设计位置，具体过程如下：
91.步骤4011、解除固定盘6-3和法兰盘6-2锁紧，将转盘6-1与法兰盘6-2绕悬臂杆5旋转直至旋转到位后，将固定盘6-3和法兰盘6-2锁紧；
92.步骤4012、调节伸缩杆6-4的长度满足隧道断面钻孔设计半径；
93.步骤4013、解除锁紧螺母6-7锁紧，以使安装板6-6绕安装轴6-5旋转，直至安装板6-6呈水平布设，并将锁紧螺母6-7锁紧；
94.步骤4014、在安装板6-6上安装水钻进行施工钻孔；
95.步骤4015、按照步骤4011至步骤4014所述的方法，完成整个断面一圈钻孔施工；
96.步骤4016、操作伸缩杆6-4收缩旋转，按照步骤4011至步骤4014所述的方法，在隧道断面中间区域钻设预裂孔。
97.本实施例中，所述调节件包括穿设在水平杆4端部的水平调节螺栓4-5、套设在所述水平调节螺栓4-5上且贴合水平杆4端部的水平调节螺母4-4和安装在水平调节螺栓4-5
端部的支侧板4-6；
98.步骤303中调节水平杆4的两端调节件，以使水平杆4的两端支撑在隧道断面开挖区域侧部，具体过程如下：
99.旋拧水平调节螺母4-4调节水平调节螺栓4-5长度，直至水平调节螺栓4-5带动支侧板4-6支撑在隧道断面开挖区域侧部。
100.本实施例中，本装置可以完成整个隧道断面内的所有钻孔工作，同一个隧道断面内不需要拆卸支架，可节约拆卸人工费用，节约成本。
101.本实施例中，本装置可以满足两台水钻同时作业，提高施工效率，加快施工进度。
102.本实施例中，本装置能满足复杂条件下的高效钻孔作业，能够实现圆形及椭圆形断面钻孔开挖。
103.本实施例中，本装置制作简单，操作方便。
104.本实施例中，钻孔施工完成后，采用静态爆破技术预裂孔中安装劈裂棒，利用液压机提供动力，将岩体胀裂破碎；并将胀裂破碎的岩块通过人工配合小推车运至隧道洞外。
105.综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理且操作便捷，以适应隧道断面开挖一圈钻孔的施工，同一个隧道断面内不需要拆卸支架，节约拆卸人工费用，节约成本，且提高了施工效率。
106.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。