CN110439598B - 一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法 - Google Patents

一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，属于隧道衬砌修补领域。依次包括以下步骤：预先制定板式短锚组合结构的型式和短锚的布置形式；将钻机模块安装在钻机模组内；在钻机模组上安装连接杆，并将连接杆的另一端连接至隧道作业车；将钻机模组置于隧道衬砌裂损处,同时启动钻机模组内的各个钻机对裂损衬砌进行成组钻孔，本发明适用性高，避免了各个锚固孔的单独定位钻孔的低效率、成组钻孔误差带来短锚与组合板的安装难度，提高了机械化程度和作业效率，有效节省了工作时间，达到了隧道裂损衬砌修补工作要求的高效性、可操作性和安全性。

Description

一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头 钻孔设备的施工方法
技术领域
本发明涉及隧道衬砌修补领域，具体涉及一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法。
背景技术
随着运营时间的逐渐增长，受围岩条件变化、气候变化、管理不到位等各种原因的影响，既有隧道衬砌结构难免会产生裂损。因此对于既有隧道衬砌产生裂损，降低隧道的安全性和稳定性，危及人员和列车安全的情况，对衬砌进行及时而快速的修补尤为重要。现有修补方案中采用钢板加短锚组合结构对衬砌裂损进行修补能够有效提高衬砌结构的承载能力。但是由于既有隧道的运营要求，修补工作往往只能在铁路运营天窗时间进行，这就要求钢板加短锚组合结构的施作能够快速而便捷，在组合结构的施作过程中需要按照一定排列布置方式在衬砌内表面钻若干个锚固孔，以便于后续施作短锚。目前尚无能够有效提高组合结构钻孔速度与便捷性的相关设备及其施工方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，具体技术方案如下：
一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，依次包括以下步骤：
(S1)：根据检测或调查的观察隧道衬砌裂损处的裂损情况并预先制定板式短锚组合结构的型式和短锚在隧道衬砌裂损处的布置形式；
(S2)：按照预先规划的短锚布置形式，将钻机模块安装在钻机模组内, 调整钻机模组内钻机模块的组合方式，钻机模块的组合方式需要与短锚的布置形式相匹配；
(S3)：在钻机模组远离钻机输出端的一侧上安装连接杆，并将连接杆的另一端连接至隧道作业车；
(S4)：通过隧道作业车将钻机模组置于隧道衬砌裂损处，并旋转铰链并使钻机模组与不同半径和弧度的隧道衬砌表面贴合；
(S5)：同时启动钻机模组内的各个钻机对裂损隧道衬砌进行成组钻孔，然后将成组的短锚采用后装法锚固在置于钻孔内并进行组合板的快速锚固安装。
本发明通过调整钻机模块的布置形式及更改连接铰链的旋转角度，实现了不同隧道断面大小、不同弧度半径衬砌部位的多锚孔钻孔间距和布置方式的调整以及精准定位、一次性成孔的钻孔工作，避免了一块组合板中每个锚孔单独钻孔、定位不准和锚固不易等施作的繁琐流程。
作为优选，步骤(S1)中相邻短锚的横向间距和纵向间距应为钻机模块长度的整数倍。
本发明通过将相邻短锚的横向间距和纵向间距调整为钻机模块长度的整数倍，使工作人员能够精确控制钻机的钻孔位置，并使钻孔位置与预定的短锚布置形式完全匹配。
作为优选，步骤(S4)中钻机模组的曲率与隧道衬砌结构的曲率相匹配。
本发明中工作人员旋转铰链并使钻机模组的曲率与隧道衬砌结构的曲率相匹配，使每一个钻机的钻孔位置均能够与隧道衬砌垂直，由此达到最佳的短锚固定以及修补效果。
作为优选，步骤(S5)中隧道作业车上设有分别与每一组钻机连接的控制开关。
本发明通过与每一组钻机连接的控制开关使操作人员能够同时控制所有钻机，避免了每个短锚孔单独钻孔、定位和锚固等施作的繁琐流程，提高了工作效率。
作为优选，步骤(S2)中钻机模块的布置方式包括井字形或梅花形。
本发明中操作人员可以调整钻机模块的布置方式，进而匹配各种组合结构短锚布置形式，提高了适用性。
作为优选，步骤(S2)中钻机模块与钻机模组的横截面形状均为正方形。
本发明具有以下有益效果：
本发明中钻机模块和钻机模块可单独拆卸安装以及可以调整连接角度，能够满足各种曲率的隧道衬砌结构，可以调整钻机模块的布置方式，匹配各种组合结构短锚布置形式，适用性高。并且通过钻机同时钻孔实现了多个锚孔同时精准定位的钻孔工作，避免了每个短锚孔单独钻孔、定位和锚固等施作的繁琐流程，可有效节省工作量与时间。
同时本发明通过调整钻机模块的布置及铰链，实现了不同隧道断面大小、不同弧度半径衬砌部位的多锚孔钻孔间距和布置方式的调整以及精准定位、一次性成孔的钻孔工作，避免了各个锚固孔的单独定位钻孔的低效率、成组钻孔误差带来短锚与组合板的安装难度，可提高机械化程度和作业效率，满足既有铁路隧道的“天窗”时间内施作及减小公路隧道交通管制时间的要求，达到了隧道裂损衬砌修补工作要求的高效性、可操作性和安全性。
附图说明
图1为本发明中多钻头钻孔设备的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明中铰链的结构示意图；
图4为本发明中钻机模块呈井字形布置的结构示意图；
图5为本发明中钻机模块呈梅花形布置的结构示意图。
图中：1-钻机模块；2-钻机模组；3-连接杆；4-钻机；5-铰链。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其中多钻头钻孔设备包括钻机模组2以及设置在钻机模组2内的多组钻机模块1，钻机模组2与钻机模块1之间设有铰链5，钻机模块1 的外侧设有钻机4，钻机4的输出端穿过钻机模块1并设置在钻机模块1内侧，相邻的钻机模块1之间亦设有铰链5，钻机模组2上设有连接杆3。
一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法,依次包括以下步骤：
(S1)：根据检测或调查的观察隧道衬砌裂损处的裂损情况并预先制定板式短锚组合结构的型式和短锚在隧道衬砌裂损处的布置形式；
(S2)：按照预先规划的短锚布置形式，将钻机4模块1安装在钻机4 模组2内,调整钻机4模组2内钻机4模块1的组合方式，钻机4模块1的组合方式需要与短锚的布置形式相匹配；
(S3)：在钻机4模组2远离钻机4输出端的一侧上安装连接杆3，并将连接杆3的另一端连接至隧道作业车；
(S4)：通过隧道作业车将钻机4模组2置于隧道衬砌裂损处，并旋转铰链5并使钻机4模组2与不同半径和弧度的隧道衬砌表面贴合；
(S5)：同时启动钻机4模组2内的各个钻机4对裂损隧道衬砌进行成组钻孔，然后将成组的短锚采用后装法锚固在置于钻孔内并进行组合板的快速锚固安装。
本发明中钻机模块1和钻机模块1可单独拆卸安装以及可以调整连接角度，能够满足各种曲率的隧道衬砌结构，可以调整钻机模块1的布置方式，匹配各种组合结构短锚布置形式，适用性高。并且通过钻机4同时钻孔实现了多个锚孔同时精准定位的钻孔工作，避免了每个短锚孔单独钻孔、定位和锚固等施作的繁琐流程，可有效节省工作量与时间。同时本发明通过调整钻机模块1的布置及旋转铰链5，实现了不同隧道断面大小、不同弧度半径衬砌部位的多锚孔钻孔间距和布置方式的调整以及精准定位、一次性成孔的钻孔工作，避免了一块组合板中每个锚孔单独钻孔、定位不准和锚固不易等施作的繁琐流程，可提高机械化程度和作业效率，满足既有铁路隧道的“天窗”时间内施作及减小公路隧道交通管制时间的要求，达到隧道裂损衬砌修补工作的高效性、可操作性和安全性。
实施例2
本实施例的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法与实施例1基本相同，区别在于，步骤(S1)中相邻短锚的横向间距和纵向间距应为钻机模块1长度的整数倍。本发明通过将相邻短锚的横向间距和纵向间距调整为钻机模块1长度的整数倍，使工作人员能够精确控制钻机4的钻孔位置，并使钻孔位置与预定的短锚布置形式完全匹配，避免了一块组合板中每个锚孔单独钻孔、定位不准和锚固不易等施作的繁琐流程，可提高机械化程度和作业效率，满足既有铁路隧道的“天窗”时间内施作及减小公路隧道交通管制时间的要求，达到隧道裂损衬砌修补工作的高效性、可操作性和安全性。
实施例3
本实施例的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法与实施例1基本相同，区别在于，步骤(S4)中钻机模组 2的曲率与隧道衬砌结构的曲率相匹配。在钻机模组2的安装过程中，工作人员旋转铰链5并使钻机模组2的曲率与隧道衬砌结构的曲率相匹配，能够满足各种曲率的隧道衬砌结构，使每一个钻机4的钻孔位置均能够与隧道衬砌垂直，由此达到最佳的短锚固定以及修补效果。
实施例4
本实施例的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法与实施例1基本相同，区别在于，步骤(S5)中隧道作业车上设有分别与每一组钻机4连接的控制开关。发明通过与每一组钻机4连接的控制开关使操作人员能够同时控制所有钻机4，避免了每个短锚孔单独钻孔、定位和锚固等施作的繁琐流程，提高了工作效率，步骤(S2)中钻机模块1的布置方式包括井字形或梅花形，并且钻机模块1与钻机模组2的横截面形状均为正方形操作人员可以调整钻机模块1的布置方式，进而匹配各种组合结构短锚布置形式，提高了适用性。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
(S1)：根据检测或调查的隧道衬砌裂损处的裂损情况预先制定板式短锚组合结构的型式和短锚在隧道衬砌裂损处的布置形式；
(S2)：按照预先规划的短锚布置形式，将钻机模块安装在钻机模组内,调整钻机模组内钻机模块的组合方式，钻机模块的组合方式需要与短锚的布置形式相匹配；
(S3)：在钻机模组远离钻机输出端的一侧上安装连接杆，并将连接杆的另一端连接至隧道作业车；
(S4)：通过隧道作业车将钻机模组置于隧道衬砌裂损处，并旋转铰链并使钻机模组与不同半径和弧度的隧道衬砌表面贴合；
(S5)：同时启动钻机模组内的各个钻机对裂损隧道衬砌进行成组钻孔，然后将成组的短锚采用后装法锚固在钻孔内并进行组合板的快速锚固。
2.根据权利要求1所述的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，所述步骤(S1)中相邻短锚的横向间距和纵向间距应为钻机模块长度的整数倍。
3.根据权利要求1所述的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，所述步骤(S4)中钻机模组的曲率与隧道衬砌结构的曲率相匹配。
4.根据权利要求1所述的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，所述步骤(S5)中隧道作业车上设有分别与每一组钻机连接的控制开关。
5.根据权利要求1所述的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，所述步骤(S2)中钻机模块的布置方式包括井字形或梅花形。
6.根据权利要求1所述的基于板式短锚组合结构快速修补隧道衬砌裂损的多钻头钻孔设备的施工方法，其特征在于，所述步骤(S2)中钻机模块与钻机模组的横截面形状均为正方形。
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