隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备。


背景技术：

2.管棚是沿着隧洞开挖轮廓周线，用特定的机器把系列钢管顺着隧道轴线方向按一定次序打入开挖前方的地层内，然后向管内注浆固结管子周围的围岩，使被加固土体的抗剪强度有较大幅度的提高，从而在隧道开挖而拱部支护未施工或未发挥作用时，提供上覆土体所需的支撑力，减小或消除因隧道开挖引起的地面沉降和临近管线的变形，最终形成一个棚架支护体系，从而保证其隧洞开挖、衬砌的连续性和安全性。
3.跟管法是装有导航定向装置的水平定向钻机一次性跟管钻进的大管棚施工方法，管棚施工中，用管棚管代替钻杆，其最前端加装导向钻头，后续管之间采用丝扣进行连接，利用水平定向钻机将管棚管依次打入土体中，在钻进过程中，依据导向钻头内置的定位结构传出的角度信号，对钻进角度进行调节，按设计轨迹钻进，钻杆安装完成之后，需要收回定位传感器(探棒)，探棒通过信号线和外部仪器相连接，探棒上面有强度很高的钢丝绳，在开始钻进时，把探棒焊接在第一根钢管内，在焊接时，既要保证在施工时不会因为钻杆的转动移位，又要保证钻杆完成钻进之后，能够通过管外的拉力将探棒和钢管之间拉脱离，在使用过程中，探棒的焊接强度很难控制，常出现探棒很难取出的情况，同时施工过程中也容易造成探棒的损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，以解决现有技术中的上述不足之处。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，包括内部中空的杆体以及连接在所述杆体端部的导向钻头，还包括：
7.定位件，所述定位件包括固定套筒以及固定设置在所述固定套筒内的探棒，所述探棒与所述固定套筒同轴设置，所述探棒与定位检测终端相连接；
8.固定组件，其设置在所述固定套筒与所述杆体之间，用于将所述固定套筒与所述杆体同轴固定连接；
9.锁定组件，所述锁定组件包括活动件以及连接在所述活动件上的锁定件，所述活动件滑动连接在所述固定套筒上，所述活动件内设置有对所述固定套筒进行支撑的环状弹性件，所述锁定件设置在所述活动件的侧部，所述杆体内设置有与所述锁定件相对应的锁定部，所述活动件上连接有驱动件，所述驱动件驱动所述活动件沿所述固定套筒运动具有第一工作位置和第二工作位置，在所述第一工作位置，所述锁定件与所述锁定部相锁合，在所述第二工作位置，所述锁定件与所述锁定部相分离。
10.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，还包括弹簧件，所述固定套筒上转动设置有环形定位板，所述弹簧件外套在所述固定套筒上，所述弹簧件的两端分别与所述环形定位板和所述活动件固定连接。
11.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，所述驱动件包括钢丝绳，所述钢丝绳靠近所述固定套筒的一端设置有多个牵引绳，所述环形定位板沿周向设置有多个通孔，多个所述牵引绳分别从所述通孔内穿过且与所述活动件相连接。
12.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，所述活动件包括与所述固定套筒同轴设置的活动套，所述活动套滑动连接在所述固定套筒上。
13.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，活动套靠近环形定位板的一侧设置有抵压杆，当所述活动套位于所述第二工作位置时，所述抵压杆与所述环形定位板相抵接。
14.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，所述锁定件包括沿所述活动套周向间隔设置的多个锁定杆，所述锁定杆一端通过转动连接座与活动套相连接，所述锁定杆的另一端活动连接有滑动块。
15.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，还包括弹性件，其设置在所述锁定杆与所述活动套之间，用于驱动所述锁定杆向远离所述环形定位板一侧转动。
16.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，所述固定组件包括固定设置在所述杆体内壁上的环形固定板，所述固定套筒远离所述环形定位板的一端设置有连接杆，所述连接杆与所述环形固定板焊接。
17.上述的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，所述环形固定板包括径向尺寸逐渐变小的第一段、第二段和第三段，所述第二段设置有供所述滑动块滑动的滑动凹槽，所述第三段上设置有与所述滑动凹槽相连通的锁定槽，在所述第一工作位置，所述滑动块嵌入固定所述锁定槽内，在所述第二工作位置，所述滑动块位于所述第一段内。
18.在上述技术方案中，本实用新型提供一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，具有以下有益效果：
19.本实用新型提供的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，包括内部中空的杆体和连接在杆体端部的导向钻头，在钻杆第一节杆体的内部设置有定位件、固定组件和锁定组件，定位件包括固定套筒以及固定设置在固定套筒内的探棒，通过固定套筒能够对探棒进行保护，避免探棒在施工过程中出现损坏的现象，通过锁定组件和固定组件共同对定位件进行固定，在满足对定位件的固定支撑强度下，可对应减小固定组件与定位件之间的连接强度，且锁定组件不影响定位件的取出，如此便于施工结束后将探棒取出。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备的结构示意图之一；
22.图2为本实用新型实施例提供的隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备的结构示
意图之二；
23.图3为本实用新型实施例提供的活动件的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1、杆体；2、定位件；2.1、固定套筒；2.2、探棒；2.3、连接导线；3、固定组件；3.1、环形固定板；3.2、连接杆；3.3、第一段；3.4、第二段；3.5、第三段；3.6、锁定槽；3.7、滑动凹槽；4、锁定组件；4.1、活动件；4.2、环状弹性件；4.3、活动套；4.4、抵压杆；4.5、弹簧件；4.6、环形定位板； 5、锁定件；5.1、锁定杆；5.2、转动连接座；5.3、滑动块；5.4、弹性件；6、驱动件；6.1、钢丝绳；6.2、牵引绳。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
27.如图1-3所示，本实用新型实施例提供一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，包括内部中空的杆体1以及连接在杆体1端部的导向钻头，还包括定位件2、固定组件3和锁定组件4，定位件2包括固定套筒2.1以及固定设置在固定套筒2.1内的探棒2.2，探棒2.2与固定套筒2.1同轴设置，探棒2.2 与定位检测终端相连接，固定组件3设置在固定套筒2.1与杆体1之间，用于将固定套筒2.1与杆体1同轴固定连接，锁定组件4包括活动件4.1以及连接在活动件4.1上的锁定件5，活动件4.1滑动连接在固定套筒2.1上，锁定件 5设置在活动件4.1的侧部，杆体1内设置有与锁定件5相对应的锁定部，活动件4.1上连接有驱动件6，驱动件6驱动活动件4.1沿固定套筒2.1运动具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，锁定件5与锁定部相锁合，在第二工作位置，锁定件5与锁定部相分离。
28.具体的，杆体1由钢筋加工厂统一进行加工，材料为管棚材料，各节长度按照规定设置，在各节杆体1的两端设置有连接部，如在杆体1的一端车内丝口、另一端车外丝口，丝口深度和长度满足要求，可选的，丝口深度为3mm, 长度8cm，在对各节杆体1连接时可局部进行焊接加强，如此各节杆体1相连接形成能够钻杆，在钻杆的第一节杆体1的前焊接一个偏心钻头，钻头焊接牢固，该钻头为一次使用，钻杆后端与钻具螺纹连接，定位件2、固定组件3和锁定组件4设置在钻杆的第一节杆体1内部，定位件2包括同轴设置的固定套筒2.1和探棒2.2，固定套筒2.1可以是钢管，探棒2.2固定设置在固定套筒 2.1内部，通过固定组件3和锁定组件4将固定套筒2.1固定在杆体1上，探棒2.2可通过连接导线2.3与定位检测终端相连接，定位检测终端接受探棒 2.2的检测信息并显示，如此在钻进施工过程中，钻杆内的探棒2.2将钻进的情况传输至定位检测终端上，作业人员根据定位检测终端显示的信息，能够知晓钻杆钻进偏位情况并及时进行纠偏，同时随着钻进长度和土层地质情况，调整动力，确保钻机深度和位置，直至达到要求的深度和位置。
29.本实施例中，固定组件3用于实现固定套筒2.1与杆体1之间的固定连接，固定组件3包括多个连接杆3.2，连接杆3.2与杆体1之间固定连接，连接杆 3.2的端部与固定套筒2.1之间采用点焊的方式进行连接，从而使得固定套筒2.1和杆体1同轴固定设置，根据施工过程中固定套筒2.1的振动强度来设置连接杆3.2的个数，由于在施工结束后，固定套筒2.1和探棒2.2需要从杆体1内部取出，因此固定套筒2.1和杆体1之间的连接强度较小，为避免固定套筒2.1在施工过程中出现偏移或掉落的现象，在杆体1和固定套筒2.1之间还设置有锁
定组件4，锁定组件4进一步加强固定套筒2.1和杆体1之间的连接强度，又使得固定套筒2.1能够方便的从杆体1内取出，锁定组件4包括活动件4.1和锁定件5，活动件4.1滑动套接在固定套筒2.1上，在活动件4.1 上连接有驱动件6，驱动件6可以是驱动钢丝绳6.1，通过驱动件6能够对应驱动活动件4.1沿固定套筒2.1运动，在活动件4.1上设置有锁定件5，锁定件5有多个，多个锁定件5沿活动件4.1的周向依次间隔设置，在杆体1的内部设置有与锁定件5相对应的锁定部，如此活动件4.1接受驱动件6的驱动沿固定套筒2.1运动能够对应驱动各锁定件5运动，活动件4.1在运动过程中具有第一工作位置和第二工作位置，第一工作位置和第二工作位置为活动件4.1 运动行程的起点和终点，当活动件4.1接受驱动件6的驱动运动至第一工作位置时，锁定件5同步运动与锁定部相锁合，此时活动件4.1与杆体1之间固定连接，由于活动件4.1与固定套筒2.1之间同轴设置，从而使得活动件4.1 为固定套筒2.1提供一个径向的支撑力，进一步的，在活动件4.1和固定套筒 2.1之间还设置有环形弹性件4.2，环形弹性件4.2至少有两个，活动件4.1 通过环形弹性件4.2对固定套筒2.1进行支撑，如此通过环形弹性件4.2既可以加强活动件4.1对固定套筒2.1的支撑力，又使得活动件4.1能够沿固定套筒2.1运动，如此通过环形弹性件4.2和活动件4.1可提升杆体1对活动件 4.1的支撑力度，当钻杆施工结束后，可驱动活动件4.1运动至第二工作位置，锁定件5同步运动与锁定部相分离，此时锁定件5与杆体1相分离，通过驱动件6可将固定套筒2.1和探棒2.2从杆体1内取出。
30.本实用新型实施例提供一种隧道圆砾层超长管棚跟管施工定位设备，包括内部中空的杆体1和连接在杆体1端部的导向钻头，在钻杆第一节杆体1的内部设置有定位件2、固定组件3和锁定组件4，定位件2包括固定套筒2.1以及固定设置在固定套筒2.1内的探棒2.2，通过固定套筒2.1能够对探棒2.2 进行保护，避免探棒2.2在施工过程中出现损坏的现象，如此通过锁定组件4 和固定组件3共同对定位件2进行固定，在满足对定位件的固定支撑强度下，可减小固定组件3与定位件2之间的连接强度，且锁定组件4不影响定位件2 的取出，如此便于施工结束后将探棒2.2取出。
31.本实施例中，优选的，还包括弹簧件4.5，固定套筒2.1上转动设置有环形定位板4.6，弹簧件4.5外套在固定套筒2.1上，弹簧件4.5的两端分别与环形定位板4.6和活动件4.1固定连接；固定套筒2.1上设置有螺纹段，环形定位板4.6可沿螺纹段旋转从而对其位置进行调节，在固定套筒2.1靠近螺纹段的一端设置有阻挡端板。
32.本实施例中，优选的，驱动件6包括钢丝绳6.1，钢丝绳6.1靠近固定套筒2.1的一端设置有多个牵引绳6.2，环形定位板4.6沿周向设置有多个通孔，通孔沿固定套筒2.1的轴线方向设置，多个牵引绳6.2分别从通孔内穿过且与活动件4.1相连接，钢丝绳6.1和牵引绳6.2固定连接，如此通过钢丝绳6.1 和牵引绳6.2能够拉动活动件4.1沿固定套筒2.1运动。
33.本实施例中，优选的，活动件4.1包括与固定套筒2.1同轴设置的活动套 4.3，活动套4.3滑动连接在固定套筒2.1上，环形弹性件5.4设置在活动套 4.3的内部，通过环形弹性件5.4能够对固定套筒2.1进行支撑和限制。
34.本实施例中，优选的，在活动套4.3靠近环形定位板4.6的一侧设置有抵压杆4.4，当活动套4.3位于第二工作位置时，抵压杆4.4与环形定位板4.6 相抵接，抵压杆4.4至少有两个，也可以是三个或者多个，抵压杆4.4沿活动套4.3的周向依次间隔设置。
35.本实施例中，优选的，锁定件5包括沿活动套4.3周向间隔设置的多个锁定杆5.1，
锁定杆5.1一端通过转动连接座5.2与活动套4.3相连接，锁定杆 5.1的另一端活动连接有滑动块5.3，还包括弹性件5.4，其设置在锁定杆5.1 与活动套4.3之间，用于驱动锁定杆5.1向远离环形定位板4.6一侧转动；弹性件5.4设置在活动套4.3远离环形定位板4.6的一侧，弹性件5.4可以是固定弹簧，也可以包括弧形座以及设置在弧形座上的固定弹簧，通过弹性件5.4 使得锁定件5能够向活动套4.3一侧转动。
36.本实施例中，优选的，固定组件3包括固定设置在杆体1内壁上的环形固定板3.1，固定套筒2.1远离环形定位板4.6的一端设置有连接杆3.2，连接杆3.2与环形固定板3.1焊接；连接杆3.2至少有一组，一组连接杆3.2包括三个或三个以上，各组连接杆3.2沿活动套4.3的周向依次间隔设置，连接杆 3.2一端与环形固定板3.1之间固定牢固连接，连接杆3.2的另一端与活动套 4.3之间电焊连接，根据施工需要，也可以设置两组、三组或多组连接杆3.2，从而加强对活动套4.3的固定强度。
37.本实施例中，优选的，环形固定板3.1包括径向尺寸逐渐变小的第一段 3.3、第二段3.4和第三段3.5，第二段3.4设置有供滑动块5.3滑动的滑动槽3.7，第三段3.5上设置有与滑动槽3.7相连通的锁定槽3.6，在第一工作位置，滑动块5.3嵌入固定锁定槽3.6内，在第二工作位置，滑动块5.3位于第一段3.3内，滑动槽3.7沿第二段3.4的长度方向设置。
38.本实施例中，在施工过程中，其操作步骤如下：
39.第一步，钻杆加工：杆体1由钢筋加工厂统一进行加工，材料为管棚材料；
40.第二步，定位件2安装：在钻杆的第一节杆体1内部通过连接杆3.2实现固定套筒2.1与环形固定板3.1的固定连接，固定套筒2.1和环形固定板3.1 安装被布置为：初始状态下，钢丝绳6.1和牵引绳6.2无拉力，在弹簧件4.5 的弹力作用下，活动套4.3位于固定套筒2.1的第一工作位置，此时滑动块5.3分别嵌入至锁定槽3.6内，在弹簧件4.5和弹性件5.4的作用下使得锁定杆5.1与环形固定板3.1相锁合，活动套4.3内的环形弹性件5.4能够对固定套筒2.1进行支撑和限制；
41.第三步，钻杆与钻机连接：在钻杆的第一节杆体1前方焊接一个偏心钻头，焊接牢固，该钻头为一次使用，钻杆后方与钻具螺纹连接；
42.第四步，施工过程纠偏:在钻进过程,杆体1内的探棒2.2将钻进的情况反映至定位检测终端上，作业人员根据定位检测终端上反馈的杆体1钻进偏位情况及时进行纠偏，钻进过程中，根据岩屑情况，及时记录前方地质情况；
43.第五步，退钻具：钻进至设计位置后，松开钻杆与钻具之间的螺纹连接，对钢丝绳6.1和牵引拉动，使得活动套4.3沿固定套筒2.1运动，同步带动锁定杆5.1和滑动块5.3运动，滑动块5.3从锁定槽3.6内滑出并沿滑动槽3.7 滑动，当活动套4.3运动至第二工作位置时，滑动块5.3从滑动槽3.7内滑出，在弹性件5.4的作用下，锁定杆5.1向活动套4.3依次转动，从而使得锁定杆 5.1与环形固定板3.1之间相分离，随后继续对钢丝绳6.1施压拉力，活动套 4.3对环形定位板4.6和固定套筒2.1施加拉力，从而使得固定套筒2.1与连接杆3.2相分离，实现将固定套筒2.1和探棒2.2的取出，如此在取出探棒 2.2的过程中，不会对探棒2.2造成损坏；
44.第六步，注浆。
45.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的
方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。