CN108286431A - 一种用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备 - Google Patents

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柴叶盛
黄毅翔
郑邦友
陈超
曹喜良
邓尤松
张正雨
陈志斌
干昌洪
邱琼
刘灿
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CHONGQING BAOJUE MACHINERY EQUIPMENT CO LTD
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/006Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods

Abstract

本发明公开了一种用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,包括门架式车架、伸缩杆、拱架安装机械手、踏板和钻臂,设所述门架式车架的前方对准待施工基体,横向的所述伸缩杆的后端安装于所述门架式车架的支承平台上并能够轴向伸缩移动,用于安装拱架的所述拱架安装机械手和用于工作人员站立作业的所述踏板分别安装在所述伸缩杆的前端,所述钻臂的后端通过平行四连杆机构安装于所述门架式车架的侧梁的前侧。本发明通过将门架式车架、拱架安装机械手、钻臂集成于一体,使本多功能施工设备兼具其它设备从门架孔通过、安装拱架、隧道凿岩这三种重要功能,能够显著提高施工效率。

Description

一种用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钻爆法隧道施工设备,尤其涉及一种用于钻爆法隧道施工的多功 能施工设备。
背景技术
[0002] 钻爆法,即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法,简称钻爆法。这一方法从早期 由人工手把钎、锤击凿孔,用火雷管逐个引爆单个药包,发展到用凿岩台车或多臂钻车钻 孔,应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前,要根据地质条件、断面大小、 支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件,选定掘进方式。
[0003] 用钻爆法进行隧道施工简称钻爆法隧道施工。传统钻爆法隧道施工时,在隧道前 端的施工面需要使用隧道凿岩台车、支护拱架安装台车、人员作业平台、破碎岩石装运设 备、水泥湿喷机等多种设备,以上设备适用于隧道施工的不同施工工序。这种传统的钻爆法 隧道施工存在如下缺陷: 1、 当一道工序施工结束后,对应的设备需要退出隧道前端的开挖面,同时下一道工序 的施工设备需要进入隧道前端的施工面,导致设备转运的辅助时间较长,影响作业效率; 2、 当围岩完整性较差同时隧道截面宽度受限时,隧道采用上下两台阶开挖,通用设备 不能满足使用。
发明内容
[0004] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种同时具备隧道凿岩及拱架安 装两种功能且方便其它工序设备通过的用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备。
[0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的: 一种用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,包括门架式车架,所述门架式车架的两 个侧梁和顶部的支承平台共同构成用于其它设备通过的门架孔,所述门架式车架的两个侧 梁的下端分别安装有履带,所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备还包括伸缩杆、拱 架安装机械手、踏板和钻臂,设所述门架式车架的前方对准待施工基体,横向的所述伸缩杆 的后端安装于所述支承平台上并能够轴向伸缩移动,用于安装拱架的所述拱架安装机械手 和用于工作人员站立作业的所述踏板分别安装在所述伸缩杆的前端,所述钻臂的后端通过 平行四连杆机构安装于所述侧梁的前侧。
[0006]上述结构中,门架式车架的大致结构即在门架的下端安装车轮,可以行走,所以包 括顶部的支承平台和两侧承重的侧梁,底部的车轮采用履带代替,适合隧道施工环境;支承 平台上通过伸缩杆安装拱架安装机械手,钻臂安装在侧梁上,使本设备兼具拱架安装和隧 道凿岩(通过钻臂作业实现)两种作业功能,而且相互之间可以配合。上述门架式车架、拱架 安装机械手和钻臂均为成熟技术的现有设备,本发明的重点是将多种功能单一的设备整合 在一起,形成多功能设备;伸缩杆与支承平台之间的伸缩连接结构只需采用常规的伸缩结 构即可,很容易实现;平行四连杆机构也是现有技术中的常规活动连接机构,这种结构使钻 臂可以在一定距离范围内前、后、上、下移动,便于凿岩施工。
[0007] 优选地,所述伸缩杆包括前杆体和后杆体,所述前杆体的后端与所述后杆体的前 端之间通过伸缩连接座连接,所述后杆体的后端安装于所述支承平台上,所述拱架安装机 械手和所述踏板分别安装在所述前杆体的前端。后杆体与支承平台之间形成一级伸缩,前 杆体与后杆体之间形成二级伸缩,两级伸缩结构能够更好地实现伸缩效果,伸缩连接座也 使前杆体与后杆体之间的连接更加稳固,其具体结构根据需要而定,优选结构如下:伸缩连 接座固定于后杆体,前杆体的后段置于伸缩连接座的底部之上,这样前杆体具有更长的支 承基础,更加稳固。
[0008] 为了进一步增强作业安全性,所述伸缩连接座上安装有用于支承所述伸缩杆的支 承液压缸。使用时,可以利用支承液压缸对伸缩杆、拱架安装机械手和踏板的整体重量承 重,保证作业人员安全。
[0009]作为优选,所述钻臂包括第一钻臂和第二钻臂,所述第一钻臂的后端通过第一平 行四连杆机构安装于一个所述侧梁的前侧,所述第二钻臂的后端通过第二平行四连杆机构 安装于另一个所述侧梁的前侧。设置两个钻臂,可以实现上、下两个台阶的同时作业和任意 单独作业,大大提高了设备使用的多功能性和灵活性 具体地,所述踏板安装于所述伸缩杆的前端,所述拱架安装机械手安装于所述踏板的 前端。
[00 10] 本发明的有益效果在于: 本发明通过将门架式车架、拱架安装机械手、钻臂集成于一体,使本多功能施工设备兼 具其它设备从门架孔通过、安装拱架、隧道凿岩这三种重要功能,能够显著提高施工效率; 通过设置两个钻臂并利用平行四连杆机构安装在两个侧梁上,可以实现上、下两个台阶的 同时作业和任意单独作业,尤其在隧道开挖采用2台阶开挖时,通过平行四连杆机构调节两 个钻臂的闻度,适应2台阶钻凿爆破孔,大大提尚了灵活性和工作效率。
附图说明
[0011]图1是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备的立体结构示意图,图 中伸缩杆处于收缩状态; 图2是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备的主视结构示意图,图中伸 缩杆处于收缩状态; 图3是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备去掉第一钻臂和第二钻臂后 的左视结构示意图; 图4是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备去掉第一钻臂和第二钻臂后 且伸缩杆处于伸出状态的立体结构示意图; +图5是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备用于上台阶作业时的主视结 构示意图,图中只示出一个钻臂且伸缩杆处于收缩状态; _图6是本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备用于下台阶作业时的主视结 构不意图,图中只示出一个钻臂且伸缩杆处于收缩状态。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步说明: 如图1-图4所示,本发明所述用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备包括门架式车架、 伸缩杆、拱架安装机械手56、踏板55、第一钻臂1和第二钻臂2,所述门架式车架的两个侧梁6 和顶部的支承平台8共同构成用于其它设备通过的门架孔9,所述门架式车架的两个侧梁6 的下端分别安装有履带7,设所述门架式车架的前方(即图1、图2、图4、图5和图6的左方)对 准待施工基体,横向的所述伸缩杆包括前杆体54和后杆体51,前杆体54的后端与后杆体51 的前端之间通过伸缩连接座53连接,伸缩连接座53固定于后杆体51,前杆体54的后段置于 伸缩连接座53的底部之上,伸缩连接座53上安装有用于支承所述伸缩杆的支承液压缸52, 后杆体51的后端安装于支承平台8上并能够轴向伸缩移动,用于工作人员站立作业的踏板 55安装于前杆体54的前端,用于安装拱架的拱架安装机械手56安装于踏板55的前端,第一 钻臂1的后端通过第一平行四连杆机构3安装于一个侧梁6的前侧,第二钻臂2的后端通过第 二平行四连杆机构4安装于另一个侧梁6的前侧。上述伸缩杆、拱架安装机械手、踏板共同构 成拱架安装装置5,该装置主要用于安装拱架,同时可以作为凿岩用的辅助设备。
[0013] 在实际应用中,根据实际需要确定本多功能施工设备的使用方式,具体可以有以 下几种方式: 其一,如图1和图2所示,用于凿岩,第一钻臂1和第二钻臂2—上一下同时使用,适合双 层台阶(见图5和图6的双层台阶)同时作业; 其二,如图5和图6所示,用于凿岩,第一钻臂1或第二钻臂2单独使用,适合单层台阶作 业;其中图5所示为上台阶作业,图6所示为下台阶作业; 其三,如图4所示,用于安装拱架,利用伸缩杆的前杆体54和后杆体51的伸缩功能,将拱 架安装机械手56推送到前部,工作人员站在踏板55上进行拱架安装施工,拱架安装机械手 56可前伸到达开挖作业面,进行拱架抓取、定位、安装作业,与之前人工安装拱架相比,极大 程度提高作业效率和增强作业安全性;拱架安装作业完成后,利用油缸驱动拱架安装装置5 缩回到支承平台8的后部,不影响其它工序作业。
[00M]上述三种方式,除了独立应用外,还可以将第三种方式与第一种或第二种方式结 合应用,即将拱架安装装置5作为凿岩用的辅助设备,便于工作人员贴近岩壁进行施工。 _5]另外,如图3所述,所述门架式车架的门架孔9可通过挖掘机、装载机、运输车辆,该 方案可以使隧道钻孔作业完成后,需要进行爆破和除渣工序时只需要将本多功能施工设备 后退较短距离,而无需将本多功能施工设备移出隧道外,爆破、除渣的车辆可直接从门架孔 9通过,整体上显著提高施工效率。
[0016]上述实施例只是本发明的较佳实施例,并不是对本发明技术方案的限制,只要是 不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案,均应视为落入本发明专利 的权利保护范围内。

Claims (5)

1. 一种用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,包括门架式车架,所述门架式车架的 两个侧梁和顶部的支承平台共同构成用于其它设备通过的门架孔,所述门架式车架的两个 侧梁的下端分别安装有履带,其特征在于:还包括伸缩杆、拱架安装机械手、踏板和钻臂,设 所述门架式车架的前方对准待施工基体,横向的所述伸缩杆的后端安装于所述支承平台上 并能够轴向伸缩移动,用于安装拱架的所述拱架安装机械手和用于工作人员站立作业的所 述踏板分别安装在所述伸缩杆的前端,所述钻臂的后端通过平行四连杆机构安装于所述侧 梁的前侧。
2. 根据权利要求1所述的用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,其特征在于:所述伸 缩杆包括前杆体和后杆体,所述前杆体的后端与所述后杆体的前端之间通过伸缩连接座连 接,所述后杆体的后端安装于所述支承平台上,所述拱架安装机械手和所述踏板分别安装 在所述前杆体的前端。
3. 根据权利要求2所述的用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,其特征在于:所述伸 缩连接座上安装有用于支承所述伸缩杆的支承液压缸。
4. 根据权利要求1、2或3所述的用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,其特征在于: 所述钻臂包括第一钻臂和第二钻臂,所述第一钻臂的后端通过第一平行四连杆机构安装于 一个所述侧梁的前侧,所述第二钻臂的后端通过第二平行四连杆机构安装于另一个所述侧 梁的前侧。
5. 根据权利要求1、2或3所述的用于钻爆法隧道施工的多功能施工设备,其特征在于: 所述踏板安装于所述伸缩杆的前端,所述拱架安装机械手安装于所述踏板的前端。
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