CN110130917A - 一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，包括底座，所述底座为C型结构，所述底座的内部设有中空槽，所述底座的上端侧壁设有与中空槽相连通的开口，所述中空槽内设有连接块，所述连接块的两端分别固定连接有第一螺纹杆与第二螺纹杆，所述第一螺纹杆与第二螺纹杆远离连接块的一端分别与中空槽内相对的侧壁转动连接，所述第二螺纹杆的一端固定连接有第二锥齿轮，所述底座的上端设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴末端固定连接有连接杆。该用于切割隧道前方孤石的高压水装置成本低、风险小，适用与不同大小的隧道孤石切割，提高了工作效率，缩短了施工周期。

Description

一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置

技术领域

本发明涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置。

背景技术

跨江越海隧道建设需求越来越大，但在水下隧道修建过程中，遇到前方孤石的情况却屡见不鲜，也很难快速处理，影响隧道施工的高效性和安全性。目前采用的常规孤石处理方法为水上深孔爆破与洞内爆破。这些方法，成本高、危险系数高、施工周期长。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中孤石处理方法为水上深孔爆破与洞内爆破。这些方法，成本高、危险系数高、施工周期长的问题，而提出的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，高压水装置具有一底座，所述的底座具有空心结构的底板；底板的两端分别向上弯折形成侧板；底板以及两端的侧板共同形成C型底座；两个所述侧板的高度不同；底座所述底板的上端面具有与底板的空腔相连通的开口；所述底板的空腔内设置有连接块；所述连接块的两端分别固定连接第一螺纹杆的一端与第二螺纹杆的一端，所述第一螺纹杆的另一端、第二螺纹杆的另一端分别与底板空腔的内壁转动连接；第一螺纹杆与第二螺纹杆的螺纹方向相反；所述第二螺纹杆的另一端上套接有第二锥齿轮；所述的第二锥齿轮竖直设置；与所述的第二锥齿轮啮合的第一锥齿轮水平设置；所述的第一锥齿轮固定在连接杆的下端；所述的连接杆位于底板向上弯折高度较高的侧板内；连接杆连接在伺服电机的输出轴末端；伺服电机设置在底座上；C型底座内设置有储水箱；所述的储水箱通过交叉设置的第一转动杆和第二转动杆与第一螺纹杆与第二螺纹杆滑动连接；所述的第一转动杆与第二转动杆交叉设置，且交叉处设有连接轴；所述连接轴与第一转动杆、第二转动杆转动连接；所述第一转动杆与第二转动杆的两端分别与滑动块、移动块转动连接；连接在第一转动杆上的第一滑动块、第二转动杆上的第二滑动块分别套置在滑动杆的两端；所述的滑动杆设置在储水箱的下端的滑槽内；连接在第一转动杆上的第一移动块套置在第二螺纹杆上，并与所述的第二螺纹杆螺纹连接；连接在第二转动杆上的第二移动块套置在所述的第一螺纹杆上，并与所述的第一螺纹杆螺纹连接；所述储水箱内设有储水腔，所述储水腔内设有高压水泵，所述高压水泵的一端设有进水口，所述高压水泵的一端设有出水口，所述出水口连接有高压水管，所述高压水管远离高压水泵的一端贯穿储水箱并连接有连接管，所述连接管远离高压水管的一端连接有高压水枪；所述的高压水枪通过支撑装置支撑在底板向上弯折高度较低的侧板上；所述储水箱的上端连通有进水管，所述进水管的上端设有密封盖。

所述支撑装置包括第一支撑柱与第二支撑柱，所所述底板向上弯折高度较低的侧板上设有凹槽，所述第一支撑柱的下端与凹槽内底端侧壁固定连接，所述第一支撑柱的内设有置物槽，所述置物槽内设有卡块，所述第二支撑柱的下端贯穿第一支撑柱并与卡块的上端固定连接，所述第二支撑柱的上套设有限位块与第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与限位块、第一支撑柱固定连接，所述第二支撑柱的上端固定连接有限位环，所述限位环套设在高压水枪的外侧，所述限位环的外侧壁上设有将高压水枪固定在其内部的锁紧螺钉；通过伺服电机驱动带动连接杆转动，连接杆带动第一锥齿轮转动，通过第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的啮合作用，使第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第二螺纹杆与第一螺纹杆转动，第一移动块、第二移动块分别与第一螺纹杆、第二螺纹杆之间的螺纹作用，使第一移动块、第二移动块分别在第一螺纹杆与第二螺纹杆上移动，第一螺纹杆与第二螺纹杆的螺纹方向相反，根据伺服电机的转动方向不同，使第一移动块、第二移动块同时向内或向外移动，从而使第一转动杆与第二转动杆绕连接轴转动，从而使第一滑动块、第二滑动块在滑动杆上同时向内或向外移动，使储水箱与底座之间的距离改变，实现高压水枪高度的调节，从而实现不同大小孤石的切割。

底座所述底板的两侧均设有固定装置；所述固定装置包括第一固定块、固定杆与第二固定块；所述第一固定块与底座的外侧壁固定连接，所述固定杆的下端贯穿第一固定块并与第二固定块固定连接，且固定杆与第一固定块之间螺纹连接。

所述底座的外侧壁上通过锁紧螺钉固定有安装架，所述安装架套设在伺服电机的外侧，所述安装架的外侧壁上设有将伺服电机固定在其内部的锁紧螺钉。

所述底座的下端设有行走机构，所述行走机构采用万向轮。

所述移动块的通过第一滚珠支撑在底座所述底板空腔的底面上；所述移动块的底面具有用以容纳第一滚珠的容置槽。

所述滑动块的上端通过第二滚珠与储水箱上所述滑槽的顶面相接触；所述滑动块的上端面具有用以容纳第二滚珠的容置槽。

所述滑动杆上套设有两个第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与滑槽内侧壁、滑动块固定连接。

所述高压水管上套设有密封圈，所述密封圈与储水腔内侧壁固定连接。

本发明提出的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，通过底座下端的行走机构将装置移动至工作地点，靠近孤石后，通过转动固定杆，固定杆与固定块之间螺纹连接，使固定杆推动固定块与地面接触，实现装置整体的位置固定，打开密封盖，将水从进水管灌入储水箱内，同时高压水泵工作，将水从进水口吸入高压经过高压水管，使水通过连接管并从高压水枪喷出，实现对孤石的切割，在水下隧道内部即可处理，无需通过爆破手段将孤石炸裂或者通过水上钻孔爆破处理，既能有效切割孤石，又能避免爆破损坏设备，孤石切割过程在隧道内部进行，切割过程未采用冲击力较强的爆破手段，不会将隧道内部与隧道上方水体贯通，不会向施工隧道内部涌水，施工风险小，且在施工时，通过伺服电机驱动带动连接杆转动，连接杆带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的啮合作用，使第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第二螺纹杆与第一螺纹杆转动，两个移动块分别与第一螺纹杆、第二螺纹杆之间的螺纹作用，使两个移动块分别在第一螺纹杆与第二螺纹杆上移动，第一螺纹杆与第二螺纹杆的螺纹方向相反，根据伺服电机的转动方向不同，使两个移动块同时向内或向外移动，从而使第一转动杆与第二转动杆绕连接轴转动，从而使两个滑动块在滑动杆上同时向内或向外移动，使储水箱与底座之间的距离改变，实现高压水枪高度的调节，从而实现不同大小孤石的切割。该用于切割隧道前方孤石的高压水装置成本低、风险小，适用与不同大小的隧道孤石切割，提高了工作效率，缩短了施工周期。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置的结构示意图；

图2为图1的A处结构示意图；

图3为图1的B处结构示意图。

图中：1、第一转动杆，2、连接轴，3、滑动杆，4、连接块，5、第二转动杆，6、第一移动块，7、第一滚珠，8、第一螺纹杆，9、开口，10、第一支撑柱，11、卡块，12、第二支撑柱，13、第一弹簧，14、限位块，15、高压水枪，16、限位环，17、连接管，18、密封圈，19、高压水管，20、储水箱，21、高压水泵，22、进水管，23、密封盖，24、进水口，25、伺服电机，26、安装架，27、底座，28、连接杆，29、第一固定块，30、行走机构，31、第二螺纹杆，32、固定杆，33、第二固定块，34、第二滚珠，35、第二滑动块，36、第二弹簧，37、第一锥齿轮，38、第二锥齿轮，36、第一滑动块，40、第二移动块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，并参照图2，一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，高压水装置具有一底座27，所述的底座27具有空心结构的底板；底板的两端分别向上弯折形成侧板；底板以及两端的侧板共同形成C型底座；两个所述侧板的高度不同；底座27所述底板的上端面具有与底板的空腔相连通的开口9；所述底板的空腔内设置有连接块4；所述连接块4的两端分别固定连接第一螺纹杆8的一端与第二螺纹杆31的一端，所述第一螺纹杆5的另一端、第二螺纹杆31的另一端分别与底板空腔的内壁转动连接；第一螺纹杆8与第二螺纹杆31的螺纹方向相反；结合图3，所述第二螺纹杆31的另一端上套接有第二锥齿轮38；所述的第二锥齿轮28竖直设置；与所述的第二锥齿轮38啮合的第一锥齿轮37水平设置；所述的第一锥齿轮37固定在连接杆28的下端；所述的连接杆28位于底板向上弯折高度较高的侧板内；连接杆28连接在伺服电机25的输出轴末端；伺服电机25设置在底座27上；C型底座内设置有储水箱20；所述的储水箱20通过交叉设置的第一转动杆1和第二转动杆5与第一螺纹杆8与第二螺纹杆31滑动连接；所述的第一转动杆1与第二转动杆5交叉设置，且交叉处设有连接轴2；所述连接轴2与第一转动杆4、第二转动杆5转动连接；所述第一转动杆1与第二转动杆5的两端分别与滑动块、移动块转动连接；连接在第一转动杆1上的第一滑动块39、第二转动杆上的第二滑动块35分别套置在滑动杆3的两端；所述的滑动杆3设置在储水箱的下端的滑槽内；连接在第一转动杆上的第一移动块40套置在第二螺纹杆31上，并与所述的第二螺纹杆31螺纹连接；连接在第二转动杆上的第二移动块6套置在所述的第一螺纹杆8上，并与所述的第一螺纹杆8螺纹连接；

所述储水箱20内设有储水腔，所述储水腔内设有高压水泵21，所述高压水泵21的一端设有进水口，所述高压水泵21的一端设有出水口，所述出水口连接有高压水管19，所述高压水管19远离高压水泵的一端贯穿储水箱并连接有连接管17，所述连接管17远离高压水管的一端连接有高压水枪15；所述的高压水枪15通过支撑装置支撑在底板向上弯折高度较低的侧板上；所述储水箱20的上端连通有进水管22，所述进水管22的上端设有密封盖23。

所述支撑装置包括第一支撑柱与第二支撑柱，所所述底板向上弯折高度较低的侧板上设有凹槽，所述第一支撑柱的下端与凹槽内底端侧壁固定连接，所述第一支撑柱的内设有置物槽，所述置物槽内设有卡块，所述第二支撑柱的下端贯穿第一支撑柱并与卡块的上端固定连接，所述第二支撑柱的上套设有限位块与第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与限位块、第一支撑柱固定连接，所述第二支撑柱的上端固定连接有限位环，所述限位环套设在高压水枪的外侧，所述限位环的外侧壁上设有将高压水枪固定在其内部的锁紧螺钉。

通过伺服电机25驱动带动连接杆28转动，连接杆28带动第一锥齿轮37转动，第一锥齿轮37与第二锥齿轮38之间的啮合作用，使第二锥齿轮38转动，第二锥齿轮38转动带动第二螺纹杆31与第一螺纹杆8转动，第一移动块6、第二移动块40分别与第一螺纹杆8、第二螺纹杆31之间的螺纹作用，使第一移动块6、第二移动块40分别在第一螺纹杆8与第二螺纹杆31上移动，第一螺纹杆8与第二螺纹杆31的螺纹方向相反，根据伺服电机25的转动方向不同，使两个移动块6同时向内或向外移动，从而使第一转动杆1与第二转动杆5绕连接轴2转动，从而使第一滑动块39与第二滑动块35在滑动杆3上同时向内或向外移动，使储水箱20与底座27之间的距离改变，实现高压水枪15高度的调节，从而实现不同大小孤石的切割，储水箱20内设有储水腔，储水腔内设有高压水泵21，高压水泵21的一端设有进水口24，高压水泵21的一端设有出水口，出水口连接有高压水管19，高压水管19远离高压水泵21的一端贯穿储水箱20并连接有连接管17，连接管17远离高压水管19的一端连接有高压水枪21，高压水泵21工作，将水从进水口吸入高压经过高压水管19，使水通过连接管17并从高压水枪15喷出，实现对孤石的切割，储水箱20的上端连通有进水管22，所述进水管22的上端设有密封盖23，打开密封盖23，将水从进水管22灌入储水箱20内，高压水枪21的下端设有支撑装置。

本发明中，支撑装置包括第一支撑柱10与第二支撑柱12，底座27的上端设有凹槽，第一支撑柱10的下端与凹槽内底端侧壁固定连接，第一支撑柱10的内部设有置物槽，置物槽内设有卡块11，第二支撑柱12的下端贯穿第二支撑柱10并与卡块11的上端侧壁固定连接，第二支撑柱12的上套设有限位块14与第一弹簧13，第一弹簧13的两端分别与限位块14的下端侧壁、第一支撑柱10的上端侧壁固定连接，第二支撑柱12的上端固定连接有限位环16，限位环16套设在高压水枪15的外侧，限位环16的外侧壁上设有将高压水枪15固定在其内部的锁紧螺钉，底座27的两侧均设有固定装置，固定装置包括第一固定块29、固定杆32与第二固定块33，第二固定块33与底座27的外侧壁固定连接，固定杆32的下端贯穿第一固定块29并与第二固定块33固定连接，且固定杆32与第一固定块29之间螺纹连接，靠近孤石后，通过转动固定杆32，固定杆32与第一固定块29之间螺纹连接，使固定杆32推动固定块33与地面接触，实现装置整体的位置固定，底座27的外侧壁上通过锁紧螺钉固定有安装架26，安装架26套设在伺服电机25的外侧，安装架26的外侧壁上设有将伺服电机25固定在其内部的锁紧螺钉，底座27的下端设有行走机构30，行走机构30采用万向轮，通过底座27下端的行走机构30将装置移动至工作地点，移动块6的下端设有容置槽，容置槽内设有第一滚珠7，第一滚珠7与中空槽内底端侧壁相抵，滑动块35的上端设有限位槽，限位槽内设有第二滚珠34，第二滚珠34与滑槽内顶端侧壁相抵，滑动杆3上套设有两个第二弹簧36，第二弹簧36的两端分别与滑槽内侧壁、滑动块3固定连接，高压水管19上套设有密封圈18，密封圈18与储水腔内侧壁固定连接。

本发明中，通过底座27下端的行走机构30将装置移动至工作地点，靠近孤石后，通过转动固定杆32，固定杆32与固定块29之间螺纹连接，使固定杆32推动固定块33与地面接触，实现装置整体的位置固定，打开密封盖23，将水从进水管22灌入储水箱20内，同时高压水泵21工作，将水从进水口吸入高压经过高压水管19，使水通过连接管17并从高压水枪15喷出，实现对孤石的切割，在水下隧道内部即可处理，无需通过爆破手段将孤石炸裂或者通过水上钻孔爆破处理，既能有效切割孤石，又能避免爆破损坏设备，孤石切割过程在隧道内部进行，切割过程未采用冲击力较强的爆破手段，不会将隧道内部与隧道上方水体贯通，不会向施工隧道内部涌水，施工风险小，且在施工时，通过伺服电机25驱动带动连接杆28转动，连接杆28带动第一锥齿轮37转动，第一锥齿轮37与第二锥齿轮38之间的啮合作用，使第二锥齿轮38转动，第二锥齿轮38转动带动第二螺纹杆31与第一螺纹杆8转动，第一移动块6、第二移动块40分别与第一螺纹杆8、第二螺纹杆31之间的螺纹作用，使第一移动块6、第二移动块40分别在第一螺纹杆8与第二螺纹杆31上移动，第一螺纹杆8与第二螺纹杆31的螺纹方向相反，根据伺服电机25的转动方向不同，使第一移动块6、第二移动块406同时向内或向外移动，从而使第一转动杆1与第二转动杆5绕连接轴2转动，从而使第一滑动块39和第二滑动块35在滑动杆3上同时向内或向外移动，使储水箱20与底座27之间的距离改变，实现高压水枪15高度的调节，从而实现不同大小孤石的切割。该用于切割隧道前方孤石的高压水装置成本低、风险小，适用与不同大小的隧道孤石切割，提高了工作效率，缩短了施工周期。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：高压水装置具有一底座，所述的底座具有空心结构的底板；底板的两端分别向上弯折形成侧板；底板以及两端的侧板共同形成C型底座；两个所述侧板的高度不同；底座所述底板的上端面具有与底板的空腔相连通的开口；所述底板的空腔内设置有连接块；所述连接块的两端分别固定连接第一螺纹杆的一端与第二螺纹杆的一端，所述第一螺纹杆的另一端、第二螺纹杆的另一端分别与底板空腔的内壁转动连接；第一螺纹杆与第二螺纹杆的螺纹方向相反；所述第二螺纹杆的另一端上套接有第二锥齿轮；所述的第二锥齿轮竖直设置；与所述的第二锥齿轮啮合的第一锥齿轮水平设置；所述的第一锥齿轮固定在连接杆的下端；所述的连接杆位于底板向上弯折高度较高的侧板内；连接杆连接在伺服电机的输出轴末端；伺服电机设置在底座上；C型底座内设置有储水箱；所述的储水箱通过交叉设置的第一转动杆和第二转动杆与第一螺纹杆与第二螺纹杆滑动连接；所述的第一转动杆与第二转动杆交叉设置，且交叉处设有连接轴；所述连接轴与第一转动杆、第二转动杆转动连接；所述第一转动杆与第二转动杆的两端分别与滑动块、移动块转动连接；连接在第一转动杆上的第一滑动块、第二转动杆上的第二滑动块分别套置在滑动杆的两端；所述的滑动杆设置在储水箱的下端的滑槽内；连接在第一转动杆上的第一移动块套置在第二螺纹杆上，并与所述的第二螺纹杆螺纹连接；连接在第二转动杆上的第二移动块套置在所述的第一螺纹杆上，并与所述的第一螺纹杆螺纹连接；

所述储水箱内设有储水腔，所述储水腔内设有高压水泵，所述高压水泵的一端设有进水口，所述高压水泵的一端设有出水口，所述出水口连接有高压水管，所述高压水管远离高压水泵的一端贯穿储水箱并连接有连接管，所述连接管远离高压水管的一端连接有高压水枪；所述的高压水枪通过支撑装置支撑在底板向上弯折高度较低的侧板上；所述储水箱的上端连通有进水管，所述进水管的上端设有密封盖；

通过伺服电机驱动带动连接杆转动，连接杆带动第一锥齿轮转动，通过第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的啮合作用，使第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第二螺纹杆与第一螺纹杆转动，第一移动块、第二移动块分别与第一螺纹杆、第二螺纹杆之间的螺纹作用，使第一移动块、第二移动块分别在第一螺纹杆与第二螺纹杆上移动，第一螺纹杆与第二螺纹杆的螺纹方向相反，根据伺服电机的转动方向不同，使第一移动块、第二移动块同时向内或向外移动，从而使第一转动杆与第二转动杆绕连接轴转动，从而使第一滑动块、第二滑动块在滑动杆上同时向内或向外移动，使储水箱与底座之间的距离改变，实现高压水枪高度的调节，从而实现不同大小孤石的切割。

2.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于，所述支撑装置包括第一支撑柱与第二支撑柱，所所述底板向上弯折高度较低的侧板上设有凹槽，所述第一支撑柱的下端与凹槽内底端侧壁固定连接，所述第一支撑柱的内设有置物槽，所述置物槽内设有卡块，所述第二支撑柱的下端贯穿第一支撑柱并与卡块的上端固定连接，所述第二支撑柱的上套设有限位块与第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与限位块、第一支撑柱固定连接，所述第二支撑柱的上端固定连接有限位环，所述限位环套设在高压水枪的外侧，所述限位环的外侧壁上设有将高压水枪固定在其内部的锁紧螺钉。

3.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：底座所述底板的两侧均设有固定装置；所述固定装置包括第一固定块、固定杆与第二固定块；所述第一固定块与底座的外侧壁固定连接，所述固定杆的下端贯穿第一固定块并与第二固定块固定连接，且固定杆与第一固定块之间螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于，所述底座的外侧壁上通过锁紧螺钉固定有安装架，所述安装架套设在伺服电机的外侧，所述安装架的外侧壁上设有将伺服电机固定在其内部的锁紧螺钉。

5.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于，所述底座的下端设有行走机构，所述行走机构采用万向轮。

6.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：所述移动块的通过第一滚珠支撑在底座所述底板空腔的底面上；所述移动块的底面具有用以容纳第一滚珠的容置槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：所述滑动块的上端通过第二滚珠与储水箱上所述滑槽的顶面相接触；所述滑动块的上端面具有用以容纳第二滚珠的容置槽。

8.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：所述滑动杆上套设有两个第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与滑槽内侧壁、滑动块固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于切割隧道前方孤石的高压水装置，其特征在于：所述高压水管上套设有密封圈，所述密封圈与储水腔内侧壁固定连接。