一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道、平硐或其他地下洞室的施工技术领域，特别是涉及一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置。


背景技术：

2.包括隧道在内的地下洞室，在掘进前需要通过超前小导管在掘进方向上的地层内注浆加固地层。为扩大注浆范围，超前小导管在沿掌子面向地层中插入时不是水平插入的，而是以前端上翘的方式插入的。也就是说，超前小导管需要与水平面存在一定的夹角，这个夹角以10~15度为宜。角度过大或过小，都不能确保注浆形成的加固土层刚好围绕在待掘进的隧道周围。
3.超前小导管与水平面的夹角是由施工人员在钻供安装超前小导管的孔时手动控制的。目前隧道在掘进过程中，掌子面上会安装拱架，拱架顶部有翼缘板水平设置的工字钢，超前小导管沿工字钢的腹板上的预留孔打入地层。也就是说在钻孔的时候需要让钻杆与腹板保持在90度之外的夹角，这是很难控制的。
4.目前是在施工场合中，已经有人尝试采用机械装置来辅助钻杆的角度定位，如cn207377581u-一种超前小导管定位工装。但其存在使用寿命上的问题，其采用角度确定的托架来拖住钻杆，而钻杆在使用过程中侧面是有明显的刮擦的，其托架在很少的几次周转使用后就被钻杆彻底磨穿。
5.超前小导管与水平面的夹角并不需要精确控制在某一个角度，只需要在10~15度范围内即可满足需求。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置。
7.解决的技术问题是：目前超前小导管在钻孔时很难确保转出的孔与水平面的夹角落在10~15度范围内，而辅助确定角度的现有装置又存在寿命过短的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置，所述定角装置设置在隧道拱架顶部的工字钢的上下翼缘板之间，包括板面上开设有用于供钻杆和超前小导管穿过的定位通孔的钻杆定位板、以及板面贴附在隧道拱架顶部的工字钢的下翼缘板上的定角板，所述钻杆定位板与定角板固定连接，所述定位通孔与隧道拱架顶部的工字钢的腹板上的预留孔对齐、且定位通孔的孔壁垂直于钻杆定位板的板面；
9.用于为超前小导管在地层中钻孔的钻杆侧面贴靠定位通孔底部的孔壁设置；
10.待安装的超前小导管与水平面的夹角的度数记作a，钻杆定位板与定角板的板面的夹角为90+a度或90-a度，在钻杆定位板与定角板的板面的夹角为90+a度时，所述钻杆定位板位于定角板内侧，在钻杆定位板与定角板的板面的夹角为90-a度时，所述钻杆定位板位于定角板外侧。
11.进一步，所述钻杆定位板左右边沿锚固有固定环，所述拱架上设置有用于钩住钻杆定位板上的固定环的预留挂钩。
12.进一步，所述定位通孔为长轴竖向设置的腰孔。
13.进一步，钻杆定位板与定角板的板面的夹角为90+a度，所述钻杆定位板位于定角板内侧，所述固定环与定角板设置在钻杆定位板的同一个板面上，钻杆定位板上边沿顶撑在拱架顶部的工字钢的腹板上。
14.进一步，所述钻杆定位板与定角板均为钢板，所述钻杆定位板分别与定角板及固定环焊接连接。
15.进一步，所述钻杆定位板为厚度不小于5mm的锰钢板。
16.本实用新型一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置与现有技术相比，具有如下有益效果：
17.本实用新型中，钻杆定位板为垂直于钻杆的厚钢板，不仅与钻杆接触的面极小（定位通孔的孔壁），很大程度上减小了钻杆对钻杆定位板造成的磨损，且钻杆定位板被钻杆逐步切削的方向是平行于板面的，可被切去的余量极大，长时间使用也只会导致定位通孔变大。从而确保本是实用新型能够长时间起到角度定位效果。
附图说明
18.图1为本实用新型一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置的结构示意图；
19.图中，1-钻杆定位板，11-定位通孔，2-定角板，3-固定环。
具体实施方式
20.如图1所示，一种长使用寿命的隧道超前小导管定角装置，定角装置设置在隧道拱架顶部的工字钢的上下翼缘板之间，包括板面上开设有用于供钻杆和超前小导管穿过的定位通孔11的钻杆定位板1、以及板面贴附在隧道拱架顶部的工字钢的下翼缘板上的定角板2，钻杆定位板1与定角板2固定连接，定位通孔11与隧道拱架顶部的工字钢的腹板上的预留孔对齐、且定位通孔11的孔壁垂直于钻杆定位板1的板面。
21.用于为超前小导管在地层中钻孔的钻杆侧面贴靠定位通孔11底部的孔壁设置；这个接触面相当小，钻杆插入到定位通孔11并贴靠定位通孔11的底部后，大体上是与钻杆定位板1垂直的，但在转杆使用过程中，由于振动，钻杆与钻杆定位板1的夹角实际上是会出现一定的波动的，且由于钻机所在位置低于钻孔的位置，这些因素结合起来，导致在钻孔的时候，钻杆前端会存在轻度的上跳，实际钻出的孔与水平面的夹角比a大一点点。但在实际施工过程中，a的取值通常为10，且钻杆前端上跳的程度很小，依然能够确保转出的孔与水平面的夹角保持在10~15度范围内。
22.待安装的超前小导管与水平面的夹角的度数记作a，钻杆定位板1与定角板2的板面的夹角为90+a度或90-a度，在钻杆定位板1与定角板2的板面的夹角为90+a度时，钻杆定位板1位于定角板2内侧，在钻杆定位板1与定角板2的板面的夹角为90-a度时，钻杆定位板1位于定角板2外侧。这样是为了确保钻杆以前端上翘的方式插入地层。
23.钻杆定位板1左右边沿锚固有固定环3，拱架上设置有用于钩住钻杆定位板1上的固定环3的预留挂钩。实际使用的时候由于整个装置同时顶撑在下翼缘板以及腹板上，因此
相当稳固，这里用挂钩进行固定主要是为了防止其沿着工字钢长度方向乱动。
24.定位通孔11为长轴竖向设置的腰孔。在钻孔时，出于方便拔出钻杆等目的，有时候钻杆需要晃一下的，但这个晃的方向只能是竖向的，因此这里将定位通孔11做成长轴竖向设置的腰孔。
25.钻杆定位板1与定角板2的板面的夹角为90+a度，钻杆定位板1位于定角板2内侧，固定环3与定角板2设置在钻杆定位板1的同一个板面上，钻杆定位板1上边沿顶撑在拱架顶部的工字钢的腹板上。这样确保在本实用新型塞到工字钢的上下翼缘板之间后，固定环3朝外同时定角板2也朝外，方便调整控制，且确保钻杆定位板1的上边沿顶在腹板上。
26.钻杆定位板1与定角板2均为钢板，钻杆定位板1分别与定角板2及固定环3焊接连接。
27.钻杆定位板1为厚度不小于5mm的锰钢板。这样确保其足够耐磨。
28.本实用新型的使用方法如下：
29.步骤一：将本实用新型塞到拱架顶部的工字钢的上下翼缘板之间，使定位通孔11对准腹板上的预留孔，且钻杆定位板1上边沿顶撑在腹板上，然后用预留挂钩钩住固定环3；
30.步骤二：插入钻杆，使钻杆侧面贴靠定位通孔11的底部孔壁，然后开始钻孔。
31.本实用新型的安装方法与拆卸方法与常规的纯钢锚索完全相同，这里不再赘述。
32.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。