一种用于隧道初砌层打孔的设备的制作方法

本技术涉及隧道施工设备，尤其涉及一种用于隧道初砌层打孔的设备。

背景技术：

1、隧道的初砌层是指，为了防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构；一般是采用若干钢筋整齐的交错编织成与隧道内壁相适配的钢筋框架，然后在框架上注浆，待混凝土凝固后就形成的隧道的初砌层；在建设隧道时，为了加固隧道的结构，往往还需要在初砌层上安装钢环管片或其它用来加固的部件。

2、现有的钢环管片上间隔设置有若干预留孔，在安装钢环管片时，需要在初砌层上对应钢环管片上的预留孔钻出安装孔，然后通过化学锚栓分别穿过预留孔和安装孔将钢环管片固定在初砌层上；但在这个过程中，在钻安装孔时，需要将孔钻在初砌层内相邻钢筋之间的空隙中，如果钻在钢筋上，则会降低初砌层的结构强度，从而可能会导致整条隧道的结构不稳定。因此，急需提供一种用于隧道初砌层打孔的设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种用于隧道初砌层打孔的设备，解决了现有技术中，在隧道的初砌层上钻孔时，容易钻到初砌层内的钢筋，从而破坏隧道的初砌层的结构稳定性的问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种用于隧道初砌层打孔的设备，其包括车体，车体可在隧道内移动，还包括机械臂、打孔装置、钻孔单元和超声波探测仪，其中，

3、机械臂固定安装于车体上，机械臂的输出端与打孔装置固定连接；

4、钻孔单元安装于打孔装置上，钻孔单元的输出端的轴向延伸方向与打孔装置的轴向延伸方向平行；

5、超声波探测仪安装于打孔装置远离机械臂的输出端的一端；

6、打孔装置远离机械臂的输出端的一端选择性与初砌层抵接；钻孔单元的输出端选择性沿打孔装置的轴向延伸方向移动，并钻入初砌层中。

7、在以上技术方案的基础上，优选的，所述打孔装置包括框架，框架固定安装于机械臂的输出端上，钻孔单元和超声波探测仪均安装于框架内；钻孔单元的输出端的轴向延伸方向与框架的轴向延伸方向平行，钻孔单元的输出端选择性穿过框架远离机械臂的输出端的端面；超声波探测仪位于框架远离机械臂的输出端的一端。

8、在以上技术方案的基础上，优选的，所述打孔装置还包括推进组件，推进组件位于框架内，推进组件的轴向延伸方向与框架的轴向延伸方向平行；推进组件接近机械臂的输出端的一端与框架固定连接，推进组件远离机械臂的输出端的一端与钻孔单元固定连接，并与框架滑动连接；推进组件远离机械臂的输出端的一端选择性沿框架的轴向延伸方向移动。

9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述推进组件包括直线驱动单元和安装架，其中，

10、直线驱动单元固定安装于框架内，直线驱动单元的输出端竖直朝向框架远离机械臂的输出端的端面，且直线驱动单元的输出端的轴向延伸方向与框架的轴向延伸方向平行；

11、安装架滑动设置于框架内，且安装架位于直线驱动单元与钻孔单元之间，并分别与直线驱动单元和钻孔单元固定连接。

12、在以上技术方案的基础上，优选的，所述打孔装置还包括定位安装板，定位安装板固定安装于框架远离机械臂的输出端的一端，框架的轴向延伸方向与定位安装板的板面垂直；定位安装板上间隔设置有安装通孔和定位通孔；超声波探测仪固定安装于安装通孔中；定位通孔的孔径大于钻孔单元的输出端的直径；钻孔单元的输出端选择性穿过定位通孔钻入初砌层中。

13、在以上技术方案的基础上，优选的，所述打孔装置还包括防护板，防护板位于定位通孔和安装通孔之间，防护板固定设置于定位安装板远离机械臂的输出端的一侧。

14、在以上技术方案的基础上，优选的，所述打孔装置还包括若干伸缩移动轮和若干支柱，其中，

15、各伸缩移动轮分别间隔安装于定位安装板远离机械臂的输出端的一侧；

16、各支柱分别间隔色设置于定位安装板远离机械臂的输出端的一侧，支柱与定位安装板竖直固定连接；

17、支柱的长度小于伸缩移动轮远离定位安装板的一端与定位安装板之间的距离，各伸缩移动轮和各支柱选择性同时与初砌层抵接。

18、在以上技术方案的基础上，优选的，所述伸缩移动轮包括伸缩组件和滚轮，其中，

19、伸缩组件与定位安装板竖直固定连接，滚轮与伸缩组件远离定位安装板的一端转动连接；

20、伸缩组件远离定位安装板的一端选择性沿支柱的轴向延伸方向移动。

21、在以上技术方案的基础上，优选的，所述伸缩组件包括连接筒、连接柱和压簧，其中，

22、连接筒竖直固定安装于定位安装板上；连接柱的一端滑动设置连接筒中，连接柱的另一端与滚轮转动连接；

23、压簧位于连接筒中，压簧的两端分别与连接筒的筒底和连接柱固定连接。

24、在以上技术方案的基础上，优选的，所述车体的行走轮为轨道轮或公路轮。

25、本实用新型的一种用于隧道初砌层打孔的设备相对于现有技术具有以下有益效果：

26、（1）通过设置打孔装置、钻孔单元和超声波探测仪，在对隧道的初砌层打孔时，车体移动至初砌层的待打孔位置的隧道地面上，通过机械臂驱动打孔装置朝带初砌层的待打孔位置移动，并使打孔装置与初砌层抵接，然后通过超声波探测仪探测初砌层的待打孔位置是否有钢筋，如果没有钢筋，就可以通过打孔装置驱动钻孔单元的输出端选择性沿打孔装置的轴向延伸方向移动，从而在不损伤初砌层内的钢筋，不破坏初砌层结构强度的情况下，实现在隧道的初砌层上打孔。

27、（2）设置的推进组件，钻孔单元可以可拆卸式安装于安装架上，当直线驱动单元的输出端伸长或缩短时，安装架沿框架的轴向延伸方向移动，从而带动钻孔单元的输出端沿框架的轴向延伸方向移动。

28、（3）设置的伸缩移动轮和支柱，通过伸缩移动轮使定位安装板始终与初砌层保持间隔的在初砌层上移动；当移动到初砌层上的带打孔位置时，伸缩移动轮的滚动端缩短与定位安装板之间的距离，从而使得各支柱可以与初砌层抵接，在各支柱的作用下可以防止在初砌层上打孔时，定位安装板与初砌层发生移动，从而保证了钻孔的质量；在支柱与初砌层抵接时，防护板远离定位安装板的一端与初砌层保持间隔。

技术特征：

1.一种用于隧道初砌层打孔的设备，其包括车体（1），车体（1）可在隧道内移动，其特征在于：还包括机械臂（2）、打孔装置（3）、钻孔单元（4）和超声波探测仪（5），其中，

2.如权利要求1所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述打孔装置（3）包括框架（31），框架（31）固定安装于机械臂（2）的输出端上，钻孔单元（4）和超声波探测仪（5）均安装于框架（31）内；钻孔单元（4）的输出端的轴向延伸方向与框架（31）的轴向延伸方向平行，钻孔单元（4）的输出端选择性穿过框架（31）远离机械臂（2）的输出端的端面；超声波探测仪（5）位于框架（31）远离机械臂（2）的输出端的一端。

3.如权利要求2所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述打孔装置（3）还包括推进组件（32），推进组件（32）位于框架（31）内，推进组件（32）的轴向延伸方向与框架（31）的轴向延伸方向平行；推进组件（32）接近机械臂（2）的输出端的一端与框架（31）固定连接，推进组件（32）远离机械臂（2）的输出端的一端与钻孔单元（4）固定连接，并与框架（31）滑动连接；推进组件（32）远离机械臂（2）的输出端的一端选择性沿框架（31）的轴向延伸方向移动。

4.如权利要求3所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述推进组件（32）包括直线驱动单元（321）和安装架（322），其中，

5.如权利要求2所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述打孔装置（3）还包括定位安装板（33），定位安装板（33）固定安装于框架（31）远离机械臂（2）的输出端的一端，框架（31）的轴向延伸方向与定位安装板（33）的板面垂直；定位安装板（33）上间隔设置有安装通孔（331）和定位通孔（332）；超声波探测仪（5）固定安装于安装通孔（331）中；定位通孔（332）的孔径大于钻孔单元（4）的输出端的直径；钻孔单元（4）的输出端选择性穿过定位通孔（332）钻入初砌层中。

6.如权利要求5所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述打孔装置（3）还包括防护板（34），防护板（34）位于定位通孔（332）和安装通孔（331）之间，防护板（34）固定设置于定位安装板（33）远离机械臂（2）的输出端的一侧。

7.如权利要求5所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述打孔装置（3）还包括若干伸缩移动轮（35）和若干支柱（36），其中，

8.如权利要求7所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述伸缩移动轮（35）包括伸缩组件（351）和滚轮（352），其中，

9.如权利要求8所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述伸缩组件（351）包括连接筒（3511）、连接柱（3512）和压簧（3513），其中，

10.如权利要求1所述的一种用于隧道初砌层打孔的设备，其特征在于：所述车体（1）的行走轮为轨道轮或公路轮。

技术总结
本技术提出了一种用于隧道初砌层打孔的设备，其包括车体，车体可在隧道内移动，还包括机械臂、打孔装置、钻孔单元和超声波探测仪，机械臂固定安装于车体上，机械臂的输出端与打孔装置固定连接；钻孔单元安装于打孔装置上，钻孔单元的输出端的轴向延伸方向与打孔装置的轴向延伸方向平行；超声波探测仪安装于打孔装置远离机械臂的输出端的一端；打孔装置远离机械臂的输出端的一端选择性与初砌层抵接；钻孔单元的输出端选择性沿打孔装置的轴向延伸方向移动，并钻入初砌层中；通过设置打孔装置、钻孔单元和超声波探测仪，可以在不损伤初砌层内的钢筋，不破坏初砌层结构强度的情况下，实现在隧道的初砌层上打孔。

技术研发人员：钱林叶
受保护的技术使用者：武汉朋悦数云科技有限公司
技术研发日：20221101
技术公布日：2024/1/25