CN102720432B - 自行式坑道钻孔台车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自行式坑道钻孔台车，该台车由机架、平台、上平台、过渡平台、横梁、行走机构、悬臂等组成，机架为空腹式框架，安装在行走机构上，机架上面设有横梁，平台设置在横梁上，平台宽度方向的两侧端部通过支架连接在机架上，平台上、平台沿隧道长度方向的两端设有弧形轨道和悬臂，上平台设置在平台的上方，在平台上方、上平台下方左右各设置一个过渡平台，平台两端的悬臂之间、上平台下方设有起重设备，该台车结构合理、造价低廉，能够解决隧洞内交通问题，实现钻孔、运输及其他作业同步进行，并且减少了钻孔设备的重复安装及搬运拆除排架，增加了钻孔设备的可施工距离，增加了钻孔作业时间，大大提高工作效率，缩短工期。

Description

自行式坑道钻孔台车

技术领域：

本发明涉及一种自行式坑道钻孔台车，主要用于隧洞施工技术领域，特别是用于长距离、大尺寸断面的引水隧洞施工工程的钻孔作业。

背景技术：

目前国内水利水电行业，大型引水隧洞的钻孔施工使用的是脚手架配合钻孔设备的施工模式，这种模式的施工方法存在着钻孔设备的重复安装及搬运，钻孔设备的可施工距离短，并且不断的搭设排架、移设钻孔设备、铺设电缆及管道、拆除排架等，大大增加了无效施工时间，因此造成工期长、资源投入大及成本费用高等问题，并且脚手架排架在隧道内占据相当大的空间，在进行钻孔施工作业时，不能通过运输车辆，造成钻孔作业与运输车辆的空间干涉问题，影响隧道施工所需的设施和其他材料，对其他工序作业也干涉严重，由此造成在隧洞内因交通导致工作延误，大大降低工作效率、增加工程投入和劳动强度，导致效率低、工期长，同时使用脚手架安全隐患大，因此不能适应长距离、大尺寸断面隧道的施工要求，需要寻求先进实用、造价低廉的施工设施。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自行式坑道钻孔台车，该台车结构合理、使用灵活、造价低廉，并且能够解决隧洞内交通问题，实现钻孔、运输及其他作业同步进行，满足长距离、大尺寸断面的引水隧洞工程施工的要求，钻孔作业快速、高效，能够保证工期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种自行式坑道钻孔台车，该台车由机架、平台、上平台、过渡平台、横梁、行走机构、悬臂等组成，机架为空腹式框架，安装在行走机构上，机架上面设有横梁，平台设置在横梁上，平台宽度方向的两侧端部通过支架连接在机架上，平台上、平台沿隧道长度方向的两端设有弧形轨道和悬臂，上平台设置在平台的上方，在平台上方、上平台下方左右各设置一个过渡平台，平台两端的悬臂之间、上平台下方设有起重设备。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、该台车平台高5米，机架为空腹式框架，平台下面留有运输通道，不仅能够满足钻孔作业的高度及覆盖范围，又能达到该台车下方能够通过运输车辆的目的，保持了运输通道的畅通，保证了隧道物资的正常运输，避免洞内因交通导致的工作延误，大大提高隧道施工的效率、降低工程投入和劳动强度，从而缩短隧道施工周期。

2、使用该台车时，在进行钻孔作业的同时不影响灌浆作业的进行，达到了前面钻孔、后面灌浆，钻孔作业和灌浆作业平行进行、互不干扰，使钻孔、灌浆同时作业得以实现，大大提高工作效率，缩短工期，节约成本，特别适用于长距离、大尺寸断面的隧道的施工。

3、该台车能够完成隧道硐室腰线以上的灌浆孔钻孔作业，其前面的全液压自行式栈桥台车能够完成隧道硐室腰线以下的灌浆孔钻孔作业，两种台车配合使用，形成了上下工作面的无缝链接。

4、该发明提供一种钻孔设备承载平台，钻孔设备一次性安装在该台车上，在大型引水隧洞的钻孔施工中减少了钻孔设备的重复安装及搬运过程，增加了钻孔设备的可施工距离，免去了搭设排架、拆除排架、移设钻孔设备，减少了电缆、管道铺设的辅助时间，增加了钻孔作业时间，提高了钻孔进度。

5、该台车上平台下设有吊装、拆卸钻机的起重设备，钻孔设备可以通过该台车自身配置的起重设备方便的放置在该台车平台上，钻孔设备安放简单、便捷，多台液压泵站集中管理，可以减少电缆的使用，避免了各种油管混乱穿插，方便操作手操作和维护。

6、该台车平台2沿隧道长度方向长为9米、宽为10-11米，该台车还设有过渡平台和上平台，因而工作空间大，充分利用该台车各平台的空间，多摆放钻孔设备，提高单台该台车的钻孔量，在大断面、长隧洞内的施工过程中实现了空间占用小、施工进度快、施工工艺标准以及便于模块化管理的目的，满足了引水隧洞隧道施工的要求，并且保证每一部钻机有足够的作业空间，该空间包含钻机操作平台、部分钻杆、钻孔时使用的必要工具和钻机在吊装、拆卸时所需要的空间。

7、该台车由电动机自动控制，能进行大面积连续引水隧洞的钻孔工作，采用这种可移动的钻孔台车，能够随工程进度而不断移动，钻孔速度快，可有效节约施工工期，降低工程成本。

8、该台车每个悬臂的根部都与洞轴线重合，通过液压油缸进行变幅，能方便的将钻机调整到任意一个覆盖范围内的钻孔孔位，在成孔角度控制方面简单、快捷、受控。

9、该台车的可移动悬臂和可调环距模块，特别适用于各类不同孔位、不同环距的隧洞施工。

10、该台车平台两端设计的集水槽，能将钻孔时流出的污水集中收集并通过排污管道排到指定地方，达到安全文明施工。

11、该台车为大型钢结构，主要构件全部采用国标材料加工，各主要构件全部由高强度螺栓连接，构造简单、合理，载重大、跨度大、操作方便和移动就位快捷，该台车各部件随时加工，随时组装，安装、拆卸和运输方便，并且造价成本低，维护维修容易，使用年限长,长期效益显著。

12、该台车平台周围安装有护栏，防止施工人员和工器具的掉落，施工安全，消除了高空作业的安全隐患，确保了工程的顺利进行。

附图说明：

图1、本发明主视图；

图2、本发明左视图。

具体实施方式：

对照图1和图2，本发明提供一种自行式坑道钻孔台车，该台车由机架1、平台2、上平台17、过渡平台18、横梁3、行走机构4、悬臂5等组成，机架1为空腹式框架，安装在行走机构4上，机架1上面设有横梁3，平台2设置在横梁3上，平台2宽度方向的两侧端部通过支架6连接在机架1上，平台2上、平台2沿隧道长度方向的两端设有弧形轨道16和悬臂5，上平台17设置在平台2的上方，在平台2上方、上平台17下方左右各设置一个过渡平台18，平台2两端的悬臂5之间、上平台17下方设有起重设备7。

平台2沿隧道长度方向长为9米、宽为10-11米，高度为5米，平台2成矩形，中部开孔，开孔部位有盖板，平台中部开孔以便于吊装及运输钻孔设备、材料，开孔尺寸参照钻孔设备外形尺寸来定，在不使用时用盖板盖住，所用的盖板能承受钻孔设备最大件的重量；平台2宽度方向的两端部设有活动翼板8，活动翼板8放下后与洞面距离为30cm，平台2宽度方向的两侧各对称设置4个丝杆千斤顶9，钻孔作业时锁紧丝杆千斤顶9可将台车支撑于洞面上，丝杆千斤顶9端部与洞面通过橡胶块缓冲接触，以防止损伤侧墙混凝土及增大摩擦力，起到防止台车滑动的作用。

该台车轨道10中心线跨距为5米，底部行走机构4的车轮11直径为300-400mm，左右各4个，车轮11支撑在轨道10上，用电动机12驱动使车轮11在轨道10上行走，该台车行走速度5-10m/min。底部行走机构4端部设有夹轨装置13；该台车就位后需用顶升装置进行台车定位，台车底部设有4个千斤顶14作为顶升支撑装置，千斤顶14作用点在轨道10顶面，千斤顶14通过橡胶块缓冲与轨道10接触，千斤顶14在锁定后不让车轮11承重。

平台2沿隧道长度方向的两端的悬臂5距离为6米，以钻机安装后自动力头回转轴中心测量，悬臂5的移动采用液压油缸21制动，悬臂5的长度可根据环距要求进行调整，钻机定位根据引水隧洞灌浆孔位布置来锁定，为了避让钢筋层和预埋管的偏差，安装在悬臂5上的钻机可以实现在x,y方向上±12cm的微调，并能在任意一点锁定；钻机固定后，推进梁端部的稳杆器与洞面距离在30cm左右。每一部钻机有足够的作业空间，该空间包含钻机操作平台、部分钻杆、钻孔时使用的必要工具和钻机在吊装、拆卸时所需要的空间，操作平台位置要以钻机的工作位置安装，要能在两孔位之间方便操作手作业；台车上平台17下设有吊装、拆卸钻机的起重设备7，起吊重量不小于钻机重量。

台车的主水管位于台车下部，方便与水源连接，主水管直径不小于2.5英寸，并使用镀锌管。主水管由下至上，在平台的两端各分设4个1英寸的球阀，每个球阀上有一根长度不小于15cm的拔梢短管，管口向上。

为方便水、渣收集，平台2中间略高于两侧，但坡度不大于3.5‰，两侧制作U型集水槽，平台2宽度方向的两端各设4个1英寸的水管球阀，水、渣由平台2端部引管集中排放，平台2各个接缝做防水处理。

在平台2与隧洞底面之间设置一个平台扶梯15，平台扶梯15设在该台车端部，在过渡平台18和平台2之间设置过渡平台扶梯20，上平台17和过渡平台18之间设置上平台扶梯19，平台扶梯15、过渡平台扶梯20和上平台扶梯19坡度均不大于60°，平台2、上平台17和过渡平台18周围安装有护栏。

该台车零部件表面喷涂一层防锈底漆，一层面漆。

该台车总重量约为500Kg，不包括钻材、工器具、以及其他辅助设备，平台2上和过渡平台上安装钻孔设备，在工作时，单台钻孔设备的推进与提拔力最大为14KN，钻孔设备的泵站均匀分布在平台2上，平台2上留有足够的过道和维修空间。台车上设有总电源，配电箱，分电箱，每台钻机功率为18KW，分电箱要与泵站实行一对一控制，照明设备为具有防水功能的灯具，共设8盏，左右各4盏，功率大于1千瓦，还设有220V多用插板，便于给维修提供电源。

现场施工时，在开挖好的隧洞内沿隧洞长度方向铺设轨道10，由载重汽车将该台车构件运输至已铺设好轨道10的组装地点，由吊车配合人工进行安装，安装完毕后，从该台车平台2中部开孔处进行吊装，将组装好的该台车置于轨道10上，吊装结束后用台车自带的起重设备7从平台2中部开孔处吊装小型钻孔设备，吊装结束后将盖板关闭并安装好小型钻孔设备，安装完毕后，由电动机12驱动进入施工部位，由底部千斤顶14支撑固定好，再用平台2两侧的丝杆千斤顶9顶住隧面，丝杆千斤顶9支撑到位，锁紧丝杆千斤顶9，进行台车定位，台车定位以后进行钻孔作业，在钻孔作业时，运输车辆可穿过该台车进行运输作业。每段钻孔施工结束后，松开底部千斤顶14和平台2两侧的丝杆千斤顶9，由电动机12驱动该台车行走机构4，使该台车沿隧洞长度方向向前移动一段，至下一个待钻孔施工部位，然后重复台车定位、钻孔、行走动作，在完成一个循环钻孔过程中，钻孔作业使隧道具备了一段供自行性灌浆台车移进的深度，位于本台车后端的自行性灌浆台车可以同时进行，此时利用电动机12驱动使该钻孔台车沿着轨道10移到下一个钻孔部位，开始下一个循环，整个设备边行走边钻孔，可连续作业，直到完成长距离、大尺寸断面的引水隧洞工程的隧洞内的全部钻孔工作。在进行钻孔的同时不影响灌浆作业的进行，达到了前面钻孔，后面灌浆，钻孔和灌浆平行进行，互不干扰，大大提高工作效率，缩短工期，节约成本。并且该钻孔台车和运输车辆不发生空间干涉，保持运输通道的畅通，保证了隧道物资的正常运输和其他工序作业。在该台车前移过程中，左右行走机构4动作同步，以防止台车整体扭曲。

Claims (7)

1.一种自行式坑道钻孔台车，该台车由机架(1)、台车平台(2)、上平台(17)、过渡平台(18)、横梁(3)、行走机构(4)、悬臂(5)、电动机(12)组成，机架(1)为空腹式框架，安装在行走机构(4)上，行走机构(4)上设有电动机(12)，机架(1)上面设有横梁(3)，台车平台(2)设置在横梁(3)上，台车平台(2)宽度方向的两侧端部通过支架(6)连接在机架(1)上，台车平台(2)上、台车平台(2)沿隧道长度方向的两端设有弧形轨道(16)和悬臂(5)，台车平台(2)宽度方向的两侧各对称设置丝杆千斤顶(9),该台车底部设有千斤顶(14)，其特征是：上平台(17)设置在台车平台(2)的上方，在台车平台(2)上方、上平台(17)下方左右各设置一个过渡平台(18)；台车平台(2)两端的悬臂(5)之间、上平台(17)下方设有起重设备(7)；台车平台(2)成矩形，中部开孔，开孔部位有盖板；该台车平台(2)两端的悬臂(5)距离为6米，安装在悬臂(5)上的钻机能实现在x,y方向上±12cm的微调；该台车平台(2)宽度方向的两端部设有活动翼板(8)，活动翼板(8)放下后与洞面距离为30cm。

2.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车平台(2)沿隧道长度方向长为9米，宽为10-11米，高度为5米。

3.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车平台(2)中间略高于两侧，坡度不大于3.5‰，两侧制作U型集水槽，台车平台(2)的两端各设4个1英寸的水管球阀，台车平台(2)各个接缝做防水处理。

4.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车平台(2)与隧洞底面之间设置一个平台扶梯(15)，平台扶梯(15)设在该台车端部，过渡平台(18)和台车平台(2)之间设置过渡平台扶梯(20)，上平台(17)和过渡平台(18)之间设置上平台扶梯(19)，平台扶梯(15)、过渡平台扶梯(20)和上平台扶梯(19)坡度均不大于60°，台车平台(2)、上平台(17)和过渡平台(18)周围安装有护栏。

5.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车平台(2)宽度方向的两侧各对称设置4个丝杆千斤顶(9)。

6.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车底部行走机构(4)的车轮(11)直径为300-400mm，左右各4个。

7.根据权利要求1所述的自行式坑道钻孔台车，其特征是：该台车底部行走机构(4)端部设有夹轨装置(13)。