CN104747078B - 一种隧道施工台车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道施工台车，包括行走机构、升降平台、钻臂机构托举机构、动力及控制装置，所述行走机构位于台车的底部，所述动力及控制装置安装在行走机构上；所述升降平台可升降的设置在行走机构上方；所述钻臂机构和托举机构均安装在升降平台上；所述动力及控制装置控制升降平台、钻臂机构和托举机构动作。本发明集锚护和托举为一体，不仅能满足国内隧道锚杆支护的施工要求而且实现了大断面隧道锚杆支护作业的机械化、自动化，减轻了劳动强度，提高了效率，使隧道工程的质量得到更好的保障。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道施工台车。
背景技术
中国是世界上拥有铁路、公路隧道最多，总延长最长的国家之一，而且在今后的几十年中，我国还要建设一大批新铁路、公路，其中包括为数众多的山区铁路、公路，有些隧道所处的地形、地质条件十分复杂，不良地质现象严重，施工条件很差，如果不提高隧道施工机械化、自动化水平，就很难提高隧道的施工速度，势必会影响隧道建设的发展。
目前国内外的隧道施工技术大都采用“新奥法”，而其核心技术是要进行隧道锚杆支护，使支护变被动为主动，但目前我国并没有专门的隧道锚杆支护机械化设备，导致锚杆施工在铁路、公路隧道施工过程中很少采用，即使进行锚杆支护，大多也是通过人工进行锚杆支护，工人劳动强度大，安全性差，效率低。虽然国外的一些隧道锚杆支护设备比较成熟，但锚杆支护设备臂数少，效率低，而且不适应国内隧道施工的工艺和工况，使得现有的隧道锚杆支护设备很难满足国内隧道锚杆支护的施工要求，特别是大断面隧道，用人多、成本高、效率低等缺点，因此提高隧道锚杆支护机械化，保障工程质量，已成为隧道施工中的重要环节之一。
如何能创设一种锚杆支护效率高、结构简单但多功能的新的隧道施工台车，是当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锚杆支护效率高、结构简单但多功能的隧道施工台车，使其克服现有的隧道施工技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道施工台车，包括行走机构、升降平台、钻臂机构、托举机构、动力及控制装置，
所述行走机构位于台车的底部，所述动力及控制装置安装在行走机构上；
所述升降平台可升降的设置在行走机构上方；
所述钻臂机构和托举机构均安装在升降平台上；
所述动力及控制装置控制升降平台、钻臂机构和托举机构动作。
作为本发明的一种改进，所述托举机构包括推进装置、夹紧装置、两个辅助支撑油缸以及两个分别用于连接辅助支撑油缸与推进装置的连接油缸，所述夹紧装置位于推进装置的上端，两个辅助支撑油缸分别位于推进装置的两侧，其下端均与推进装置的下端可转动连接，通过两个连接油缸的伸缩可实现两个辅助支撑油缸与推进装置的角度变化。
进一步改进，所述托举机构的推进装置通过销轴安装在升降平台对应所述台车尾部的侧边上，且可沿所述侧边水平滑动。
进一步改进，所述推进装置为两级推进装置。
进一步改进，所述升降平台通过剪刀叉式连杆机构可升降的设置在行走机构上方，所述连杆机构通过与行走机构之间设置的伸缩油缸实现展开与收缩，进而带动所述升降平台的升起与下降。
进一步改进，所述钻臂机构通过钻臂回转座安装在升降平台上，并在升降平台上设有沿钻车前后方向设置的钻臂机构滑道，所述钻臂回转座可滑动的设置于该钻臂机构滑道内。
进一步改进，所述台车包括两个钻臂机构和两个分别与其连接的锚杆钻机，所述两个钻臂机构分别通过钻臂回转座连接在设置于所述升降平台上的两个钻臂机构滑道内，所述两个钻臂机构滑道平行设置。
进一步改进，所述升降平台的两侧边上分别连有翻板，所述翻板在旋转油缸的作用下实现展开与收回。
进一步改进，所述升降平台的两侧边上分别连有翻板机构，所述翻板机构包括外翻板、设置于外翻板内的内翻板和内翻板伸缩油缸，所述内翻板在内翻板伸缩油缸的作用下从外翻板内伸出和收回，所述外翻板在旋转油缸的作用下实现展开与收回。
进一步改进，所述台车还包括破碎臂机构。
采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点：
1、本发明隧道施工台车通过设置大的升降平台，且升降平台上设置钻臂机构和托举机构，集锚护和托举为一体，不仅能满足国内隧道锚杆支护的施工要求而且实现了大断面隧道的全断面锚杆支护的机械化、自动化作业，减轻了工人的劳动强度，提高了锚杆支护施工的质量、准确度和效率，使工程的质量有了更好的保障，从根本上解决了由于隧道施工工艺的改变、锚杆支护机械化不足、地质情况多变性等方面的影响而导致的隧道锚杆支护施工困难的问题。
2、本发明的托举机构能夹紧固定钢架、钢片等重物，并通过自身的两级推进机构和升降工作平台的上升，将其托举到隧道顶端，而且该托举机构能够左右滑动和左右摆动，将重物调整到所需的准确位置，大大降低了工人劳动强度，提高了作业效率。
3、本发明的连杆机构不仅能将升降平台支撑上升到8米高的位置，而且稳定性较好，提高了施工作业时的安全性。
4、本发明的钻臂机构滑道能满足几个锚杆支护排距的需求，不需要每支护一个排距，钻车就向前移动一次，保证了隧道横向方向支护的灵活性，提高了锚杆施工作业效率。
5、本发明的翻板机构大大增加了操作工人的工作活动范围，提高了工人作业安全性。
6、本发明隧道施工台车整体机构合理，刚性好，锚杆钻机扭矩大，转速高，而且非常灵活，是十分理想的各种断面隧道尤其是大断面隧道的安全支护设备。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明隧道施工台车收缩状态的结构示意图；
图2是本发明隧道施工台车的连杆机构打开状态的结构示意图；
图3是本发明隧道施工台车收缩状态的俯视示意图；
图4是本发明隧道施工台车的钻臂机构打开状态的俯视示意图；
图5是图1台车的右侧示意图；
图6是本发明隧道施工台车在隧道内锚杆施工作业的示意图；
图7是本发明隧道施工台车在隧道内托举机构施工作业的示意图。
具体实施方式
本发明是一种隧道施工台车，具有大升降工作平台、能进行全断面隧道锚杆支护及托举重物的多功能车辆，即集锚护和托举为一体，设计新颖、结构独特、功能多样，适用于各种断面隧道(尤其是大断面隧道)以及符合国内隧道支护施工工艺和工况。本发明实现了大断面隧道锚杆全方位施工的机械化和自动化，减轻了工人的劳动强度，提高了锚杆支护施工的质量、准确度和效率，使工程的质量有了更好的保障，从根本上解决了由于隧道施工工艺的改变、锚杆支护机械化不足、地质情况多变性等方面的影响而导致的隧道锚杆支护施工困难的问题。
参照附图1所示，本发明隧道施工台车，包括行走机构1、泵站部分2、升降平台3、钻臂机构滑道4、连杆机构5、钻臂机构6、锚杆钻机7、托举机构8、翻板机构9、电气系统及液压系统。
行走机构1位于台车的底部，为轮胎式行走机构，主要包括行走车轮、底盘、驾驶室、支腿系统、车架、车桥。该行走机构1采用特制汽车底盘或现有汽车底盘改制的底盘，如随车起重机底盘、混凝土泵车底盘等，其操作性、驾驶性、成熟性都较好。该行走机构1的上方安装泵站部分2、升降平台3、电气及液压系统。
参照附图2所示，升降平台3通过连杆机构5设置在行走机构1的车架上方，连杆机构5优选剪刀叉式结构，通过设置于该结构与行走机构车架之间的伸缩油缸来实现其展开与收缩，进而带动升降平台3升起与下降。本实施例中连杆机构5其有效行程较大，能够将升降平台3支撑到8米高的位置，且其稳定性较高。
升降平台3用于承载钻臂机构6、托举机构8、锚杆钻机7、翻板机构9，配合完成锚杆支护施工作业和重物托举作业。本实施例中升降平台3的工作平台面积能达20平米。
参照附图3和4所示，本实施例中升降平台3上的两侧分别设有一个钻臂机构6，如钻臂机构6-1、6-2，钻臂机构6的一端与升降平台3连接，另一端与锚杆钻机7连接。钻臂机构6包括钻臂回转座、钻臂伸缩套筒、钻臂伸缩座以及完成各动作的旋转油缸、伸缩油缸。钻臂机构6通过钻臂回转座与升降平台3连接，其旋转油缸带动钻臂机构6展开，钻臂机构6进而带动锚杆钻机7实现前后、左右180°的旋转；其伸缩油缸可推动钻臂伸缩套筒伸长，延伸钻车的工作范围，每个钻臂均能够实现独立的自由伸缩和旋转，并且每个钻臂的升降位置都配备一个相对钻臂固定的操作台，方便工人操作。
本实施例的锚杆钻机7包括三根不同行程的液压油缸、滑道、回转机构总成、瞄准器及链条总成，其中液压油缸分别位于滑道的两侧和下部，回转机构总成位于滑道的上方，回转机构、液压油缸通过链条总成与滑道连接在一起。该实施例中包括两个锚杆钻机7-1和7-2，该两个锚杆钻机7-1和7-2分别连接钻臂机构6-1和6-2，相互独立，可以分别实现上下、左右180°的旋转，完成在隧道任意方位、任意角度的钻孔作业，该锚杆钻机的推进行程能达到4米。
为了更进一步的增大该台车的锚杆支护范围，该升降平台3上设有两条钻臂机构滑道4，钻臂机构6的钻臂回转座位于该钻臂机构滑道4内，则通过钻臂回转座在钻臂机构滑道4内的滑动，带动整个钻臂机构6的前后移动，保证了锚杆支护施工的灵活性。
本发明隧道施工台车在进行锚杆支护施工作业时，两台锚杆钻机7-1、7-2可随着钻臂机构6-1、6-2在钻臂机构滑道4上前后滑动，并配合钻臂机构6-1、6-2的伸展以及升降工作平台3的升降进行位置的调整，准确定位打孔位置，进行锚杆支护作业，如附图6所示。两个锚杆钻机相互独立，既可以单独作业，也可以同时作业；在不进行锚杆支护施工作业时，两台锚杆钻机均可随钻臂机构收回，防止该台车在隧道内移动过程中刮蹭锚杆钻机。
参照附图5所示，为了进一步增加工作平台的站位面积，该升降平台3的两侧边上分别连有一个翻板9，该翻板9为一大翻板，该大翻板通过旋转油缸与升降平台3连接，不使用时，大翻板垂直于升降平台3放置，使用时，大翻板在旋转油缸的作用下可以进行90°的翻转，使其与升降平台3齐平。优选该翻板9为一翻板机构，该翻板机构包括外翻板、设置于外翻板内的内翻板和内翻板伸缩油缸，则内翻板在内翻板伸缩油缸的作用下可从外翻板内伸出和收回，进一步的增大操作人员的站位面积。
本发明隧道锚杆台车还包括托举机构8，该托举机构8通过滑动块和销轴安装在升降平台3的位于该台车尾部的侧边上。参照附图5所示，托举机构8包括推进装置、夹紧装置、两个辅助支撑油缸8-1、8-2以及两个分别连接辅助支撑油缸8-1、8-2和推进装置的连接油缸8-3、8-4。其中夹紧装置位于推进装置的上端，用于夹紧被托举的重物；两个辅助支撑油缸8-1、8-2分别位于推进装置的两侧，其下端均与推进装置的下端可转动连接；通过连接油缸8-3、8-4的伸缩可实现两个辅助支撑油缸8-1、8-2与推进装置之间角度变化，以更好的起到稳定重物的作用，参照附图7所示。本实施例中推进装置为两级推进装置。当本发明隧道锚杆台车需要托举钢架、钢片等重物到隧道顶部时，首先将重物放置到托举机构8上并夹紧固定，同时支撑油缸8-1、8-2的上端向两侧展开并伸出支撑住重物，使其稳定，随着托举机构8自身的两级推进机构和升降平台3的上升，将重物支撑到隧道顶端处。并且托举机构8能够左右滑动和左右摆动使重物调整定位到准确的位置，完成托举作业。
本发明中泵站部分2和电气及液压系统组成本发明台车的动力及控制装置，用于为本台车的各执行机构，如升降平台3、钻臂机构6、锚杆钻机7、托举机构8和翻板机构9，提供动力并控制各执行机构的动作。其中，泵站部分2位于行走机构1上，与电气及液压系统连接，为整车提供动力。电气系统为泵站部分2提供电力支持。
液压系统包括油箱、连接油箱出口与泵站部分以及连接泵站部分出口与锚杆钻机、钻臂机构滑道、钻臂机构、连杆机构、托举机构、翻板机构的液压管路，液压油泵、马达、液压油缸以及位于液压管路上的安全阀和操作阀。其中，油箱位于行走机构1的底盘上，本钻车通过液压管路从泵站部分获得动力，然后通过液压管路把动力传递到执行机构，与执行机构相对应的控制阀配合完成平台升降、打钻、托举等动作。
本发明隧道锚杆台车采用双动力，如行走机构1的动力源为发动机，泵站部分2的动力源为电动机，其操作简单、故障率低、维修方便。
本发明隧道锚杆台车的升降平台3上还可以加装其他工作机构，如用于修整隧道外形工作的破碎臂等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种隧道施工台车，其特征在于，包括行走机构、升降平台、钻臂机构、托举机构、动力及控制装置，
所述行走机构位于台车的底部，所述动力及控制装置安装在行走机构上；
所述升降平台可升降的设置在行走机构上方；
所述钻臂机构和托举机构均安装在升降平台上；
所述动力及控制装置控制升降平台、钻臂机构和托举机构动作；
其中，所述托举机构包括推进装置、夹紧装置、两个辅助支撑油缸以及两个分别用于连接辅助支撑油缸与推进装置的连接油缸，所述夹紧装置位于推进装置的上端，两个辅助支撑油缸分别位于推进装置的两侧，其下端均与推进装置的下端可转动连接，通过两个连接油缸的伸缩可实现两个辅助支撑油缸与推进装置的角度变化。
2.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述托举机构的推进装置通过销轴安装在升降平台对应所述台车尾部的侧边上，且可沿所述侧边水平滑动。
3.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述推进装置为两级推进装置。
4.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述升降平台通过剪刀叉式连杆机构可升降的设置在行走机构上方，所述连杆机构通过与行走机构之间设置的伸缩油缸实现展开与收缩，进而带动所述升降平台的升起与下降。
5.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述钻臂机构通过钻臂回转座安装在升降平台上，并在升降平台上设有沿钻车前后方向设置的钻臂机构滑道，所述钻臂回转座可滑动的设置于该钻臂机构滑道内。
6.根据权利要求5所述的隧道施工台车，其特征在于，所述台车包括两个钻臂机构和两个分别与其连接的锚杆钻机，所述两个钻臂机构分别通过钻臂回转座连接在设置于所述升降平台上的两个钻臂机构滑道内，所述两个钻臂机构滑道平行设置。
7.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述升降平台的两侧边上分别连有翻板，所述翻板在旋转油缸的作用下实现展开与收回。
8.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述升降平台的两侧边上分别连有翻板机构，所述翻板机构包括外翻板、设置于外翻板内的内翻板和内翻板伸缩油缸，所述内翻板在内翻板伸缩油缸的作用下从外翻板内伸出和收回，所述外翻板在旋转油缸的作用下实现展开与收回。
9.根据权利要求1所述的隧道施工台车，其特征在于，所述台车还包括破碎臂机构。
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