CN113446038B - 一种层状围岩隧道全机械化施工操作车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道工程技术领域，公开了一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，车体上设置有控制室、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；控制室和操作臂均设置在移动机构上，移动机构包括转台和滑移机构，转台设置在滑移机构上，控制室和操作臂设置在转台上；弃渣处理系统用于承接弃渣，并将弃渣运送出操作车；安装头系统用于与操作臂相连，安装头系统包括：架台、预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片。本发明实现了精简工序、提升施工效率、减少围岩扰动、加大安全系数、节约工程造价、保障现场人员安全的效果，实现了层状软弱围岩隧道施工的机械化、集成化、快速化、安全化。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及在针对层状软弱围岩隧道进行施工时所使用的一种层状围岩隧道全机械化施工操作车。
背景技术
层状围岩是隧道工程常遇的软岩病害之一，岩层的变形和强度各向异性特征以及结构面的低强度特点使围岩的变形和稳定问题变得十分复杂，在层状岩体中开挖洞室后，常常出现洞室大变形、支护破坏，甚至整体发生失稳破坏，施工时更需严格恪守施工原则，新奥法施工的基本原则是“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。
对层状围岩隧道进行工程建设通常包括如下工序：超前预支护工序、掌子面炮眼打设、炸药安装、炸药爆破、通风、洞内清渣、初期支护施工、二次衬砌模筑施工等。通过查阅文献和资料搜集，关于层状围岩隧道施工，尚未有针对性较强且性能优越的施工机械，而采用传统施工技术进行工程建设时存在以下缺陷：
（1）进行超前预支护工序施工时，由现场施工人员手持风钻，站立于掌子面开挖台车上部进行操作，人工施工速度缓慢，并对围岩扰动量大，加大了层状围岩隧道坍塌风险，且现场施工人员安全情况难以保证。
（2）掌子面炮眼打设、炸药安装、炸药爆破，各工序耗时长，且对围岩造成极大扰动，极易诱发层状围岩隧道形成崩落、坍塌病害。
（3）爆破施工后产生大量CO、粉尘，现场需通过纵向通风软管持续对掌子面进行压入式通风降尘操作，增加了层状围岩开挖毛洞的不安全系数。
（4）通风结束后即进行洞内清渣工作，利用一辆装载机与若干辆出渣车将废渣运输至洞外弃渣场，该施工工序需持续2~3小时。
（5）清渣结束后，即进行初期支护施工（包括架设钢拱架与钢筋网、喷射砼）、二次衬砌模筑施工，施工过程工序多、耗时长、闭合成环慢，不利于层状软弱围岩隧道工程安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种层状围岩隧道全机械化施工操作车装置，用以解决现有技术中的传统施工技术中所存在的工序冗杂、各工序耗时长、闭合成环慢、围岩扰动大、安全风险高、施工人员安全难以保证的问题。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，所述车体上设置有控制室、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；
所述的控制室和操作臂均设置在移动机构上，所述的移动机构包括转台和滑移机构，所述转台设置在滑移机构上，所述的控制室和操作臂设置在转台上；
所述的弃渣处理系统用于承接弃渣，并将弃渣运送出操作车；
所述的安装头系统用于与操作臂相连，所述的安装头系统包括：架台、预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片，所述的预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片分别设置在架台的不同层；所述的预支护钻头组件用于控制钻进过程的压力与角度，实现掌子面上预支护工序的施工，还用于对围岩进行注浆加固；所述的开挖臂钻头组件用于控制操作臂进行切削破岩，在切削时同步进行喷雾降尘；所述的管片拼装组件用于通过控制操作臂拼装分节段预制管片。
进一步的，所述滑移机构包括第一反力墩、第一反力千斤顶、凹型滑道、第二反力千斤顶、第二反力墩，所述的第一反力墩和第二反力千斤顶分别设置在凹型滑道的两端，所述的第一反力墩上设置有第一反力千斤顶，所述的第二反力墩上设置有第二反力千斤顶，所述的凹型滑道上设置有滑道滚轴，所述滑移机构包括还包括与凹型滑道的截面形状相匹配的凸型滑块，所述的转台设置在凸型滑块上。
进一步的，所述预支护钻头组件包括预支护杆体和锚杆，所述的预支护杆体的一端设置有第一限位钉和第一方形限位孔，所述的预支护杆体的另一端设置有第一电动马达和方形插座，所述锚杆的一端设置有方形插头且另一端设置有锚杆钻头，所述方形插头内设置有注浆通道，所述锚杆开设有多个注浆孔。
更进一步的，所述的开挖臂钻头组件包括开挖臂本体，所述开挖臂本体的一端设置有第二限位钉和第二方形限位孔，所述开挖臂本体中部设置有第二电动马达，所述开挖臂本体的另一端设置有硬质钻头且开挖臂本体的外表面设置有多个凸型摩擦头，所述开挖臂本体中部设置有还设置有喷水管和进水口。
更进一步的，管片拼装组件包括拼装臂本体，所述拼装臂本体的一端设置有第三限位钉和第三方形限位孔，所述拼装臂本体的另一端设置有托举钢板，所述托举钢板的四个边角分别设置有一个液压千斤顶且每个液压千斤顶上设置有一个螺纹连接头。
进一步的，所述车体的四个边角处均设置有支撑架腿，所述的支撑架腿包括设置在车体上的套筒和方形伸缩臂，所述的套筒上设置有多个套筒限位孔，所述的方形伸缩臂上设置有多个伸缩臂限位孔，所述的套筒限位孔和伸缩臂限位孔的形状相同且间距相同，所述的方形伸缩臂的一端设置在套筒内且二者通过套筒限位钉固定，所述方形伸缩臂的一端通过连接钢柱设置有第三反力千斤顶。
进一步的，所述操作臂包括依次连接的竖向支撑臂滑移套筒、竖向支撑臂滑移杆、横向滑移千斤顶、竖向支撑臂千斤顶、横向滑移套筒、下部节段液压千斤顶、支撑千斤顶、上部节段液压千斤顶、气压泵和方形限位插头；
所述竖向支撑臂滑移杆设置在竖向支撑臂滑移套筒内，所述横向滑移千斤顶设置在竖向支撑臂滑移杆一端，所述竖向支撑臂千斤顶分别连接横向滑移套筒和竖向支撑臂滑移套筒，所述的横向滑移套筒和竖向支撑臂千斤顶上均设有固定栓孔且通过第四限位钉固定。
本发明与现有技术相比具有以下技术特点：
（1）本发明的施工操作车装置实现了在针对层状围岩条件下，隧道结构预支护施工、开挖掘进施工、支护衬砌施工的全面机械化操作。
（2）本发明的研究了机械化形式下的预支护施工技术，极大提高了现场施工效率，提升了层状围岩隧道施工的安全系数，节省施工时间，保障了现场施工人员安全。
（3）本发明利用开挖臂切削破岩技术，可省去现场施工人员打设炮眼、填充炸药、爆破，精简了施工工序并节约了施工时间，大幅降低对围岩结构的扰动程度。
（4）本发明开挖臂上端设有水雾喷头，可使开挖臂在切削掘进时的扬尘程度大幅降低，节约了通风降尘时间与费用。
（5）本发明设置了弃渣运移系统装置，可直接将开挖弃渣传送至弃渣车厢内，极大节约了施工时间，提升了层状围岩隧道施工的安全水平。
（6）本发明以预制管片拼装方式进行隧道结构支护，极大提升了衬砌结构的支护强度与支护时机，保障了层状软岩隧道结构安全。
（7）本发明实现了精简工序、提升施工效率、减少围岩扰动、加大安全系数、节约工程造价、保障现场人员安全的效果，实现了层状软弱围岩隧道施工的机械化、集成化、快速化、安全化。
附图说明
图1为层状围岩隧道全机械化施工操作车装置结构示意图；
图2为圆形转盘结构示意图；
图3为滑移平台结构示意图；
图4为架台结构示意图；
图5为预支护钻头和注浆锚杆结构示意图；
图6为开挖臂结构示意图；
图7为管片拼装臂结构示意图；
图8为支撑架腿结构示意图；
图9为分节段管片结构示意图；
图10为弃渣承接斗结构示意图；
图11为弃渣承接斗传动结构示意图；
图12为弃渣运移装置；
图13为操作臂结构图。
图中标号代表：1-驾驶控制室；2-转台；3-滑移平台；4-架台；5-预支护组件；6-开挖臂钻头组件；7-管片拼装组件；8-支撑腿架；9-厢体平台；10-轮胎；11-分节段预制管片；12-弃渣运移系统；13-弃渣承接斗；14-操作臂；
2.1-上部圆形转盘；2.2-操作臂底座；2.3-上部圆形转盘转轴；2.4-下部圆形转盘；2.5-第三电动马达；2.6-传动皮带；
3.1-第一反力墩；3.2-第一反力千斤顶；3.3-滑道滚轴；3.4-凹型滑道；3.5-第二反力千斤顶；3.6-第二反力墩；3.7-凸型滑块；
4.1-钻头放置台；4.2-开挖臂放置台；4.3-管片拼装臂放置台；4.4-分节段预制管片放置台；
5.1-第一限位钉；5.2-第一方形限位孔；5.3-第一电动马达；5.4-方形插座；5.5方形插头；5.6-锚杆；5.7-注浆通道；5.8-注浆孔；5.9-锚杆钻头；
6.1-第二限位钉；6.2-第二方形限位孔；6.3-第二电动马达；6.4-硬质钻头；6.5-凸型摩擦头；6.6-喷水管；6.7-进水口；
7.1-第三限位钉；7.2-第三方形限位孔；7.3-托举钢板；7.4-液压千斤顶；7.5-螺纹连接头；
8.2-套筒限位孔；8.3-套筒限位钉；8.4-伸缩臂方形孔；8.5-方形伸缩臂；8.6-伸缩臂限位孔；8.7-反力千斤顶安设孔；8.8-第三反力千斤顶；8.9-连接钢柱；8.10-钢柱限位钉；
11.1-通孔；11.1.1-芯体螺纹；11.1.2-芯体粗直径卡头；11.1.3-芯体细直径杆；11.1.4-芯体注浆孔；11.1.5-滑移连接套筒；11.1.6-滑移套筒螺纹；11.1.7-滑移套筒底座；11.1.8-注浆套筒帽；11.1.9-注浆管；11.1.10-注浆孔螺帽；11.2-螺栓连接孔；
12.1-弃渣；12.2-喇叭形料斗；12.4-两侧护栏；12.5-传送链条；12.6-转子；12.7-第四电动马达；12.8-撑杆；12.9-斜向出渣道；
13.1-前端接触板；13.2-护板；13.3-传送橡胶板；13.3.1-传动皮带横向摩擦纹；13.4-传送链条；13.5-转子；13.5.1-销接孔；13.5.2-转芯；13.7-升降千斤顶；13.8-支撑平台；13.9-第五电动马达；
14.1-竖向支撑臂滑移套筒；14.2-竖向支撑臂滑移杆；14.3-横向滑移千斤顶；14.4-竖向支撑臂千斤顶；14.5-第四限位钉；14.6-固定栓孔；14.7-横向滑移套筒；14.8-下部节段液压千斤顶；14.9-支撑千斤顶；14.10-上部节段液压千斤顶；14.11-气压泵；14.12-方形限位插头。
具体实施方式
在本实施例中公开了一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，所述车体上设置有控制室1、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；
所述的控制室1和操作臂均设置在移动机构上，所述的移动机构包括转台2和滑移机构3，所述转台2设置在滑移机构3上，所述的控制室1和操作臂设置在转台2上；
所述的弃渣处理系统用于利用弃渣承接斗承接弃渣，由斗内传送皮带将弃渣运送至喇叭形料斗。通过弃渣运移系统将斗内弃渣逐步扬送至出渣车辆厢体内；
所述的安装头系统用于与操作臂相连，所述的安装头系统包括：架台4、预支护钻头组件5、开挖臂钻头组件6、管片拼装组件7和分节段预制管片11，所述的预支护钻头组件5、开挖臂钻头组件6、管片拼装组件7和分节段预制管片11分别设置在架台4的不同层；
所述的预支护钻头组件通过控制操作臂上一系列液压千斤顶、气压泵、电动马达保证钻进过程的压力与角度，实现掌子面上方所有预支护锚杆的施工，钻进完成后，通过锚杆尾部的注浆孔实施对围岩注浆加固；
所述的开挖臂钻头组件通过联合控制操作车停放位置、操作臂上的液压泵、气压泵、圆形转盘、纵向滑移平台，使开挖臂处于最佳切削位置，开启电动马达进行切削破岩。开挖臂上端设置有喷雾水管，实现切削开挖与喷雾降尘相同步；
所述的管片拼装组件用于提拉管片内部的滑移连接套筒，将其与液压千斤顶前端的螺栓连接头旋转栓接，实现管片与拼装臂临时连接，此时便可通过控制拼装臂来拼装分节段预制管片11。
具体的，所述滑移机构3包括第一反力墩3.1、第一反力千斤顶3.2、凹型滑道3.4、第二反力千斤顶3.5、第二反力墩3.6，所述的第一反力墩3.1和第二反力千斤顶3.5分别设置在凹型滑道3.4的两端，所述的第一反力墩3.1上设置有第一反力千斤顶3.2，所述的第二反力墩3.6上设置有第二反力千斤顶3.5，所述的凹型滑道3.4上设置有滑道滚轴3.3，所述滑移机构3包括还包括与凹型滑道3.4的截面形状相匹配的凸型滑块3.7，所述的转台2设置在凸型滑块3.7上。
所述的滑移机构包括进行超前预支护施工时，锚杆会逐步钻入围岩内部，此时可利用纵向滑移反力千斤顶将驾驶控制室向前缓慢推移，保障钻进过程的顺利实施。切削开挖、管片拼装时，均可通过纵向滑移平台将操作臂置于最佳位置。纵向滑移平台保证了，操作臂在掌子面前方三维空间内扫过任意点的功能。
具体的，所述架台4可将预支护钻头组件5、开挖臂钻头组件6、管片拼装组件7和分节段预制管片11进行统一放置，实现掘进过程中的快速连续性操作，提高了整体施工的机械化程度，节约施工时间。一般的，将预支护钻头组件置于架台第一层，开挖臂钻头组件置于架台第二层，管片拼装组件置于架台第三层，分节段管片置于右侧平台上。架台形状尺寸依据各组件尺寸进行确定，保障现场施工时便于安装与拆卸。
具体的，所述预支护钻头组件5包括预支护杆体和锚杆5.6，所述的预支护杆体的一端设置有第一限位钉5.1和第一方形限位孔5.2，所述的预支护杆体的另一端设置有第一电动马达5.3和方形插座5.4，所述锚杆5.6的一端设置有方形插头5.5且另一端设置有锚杆钻头5.9，所述方形插头5.5内设置有注浆通道5.7，所述锚杆5.6开设有多个注浆孔5.8。
预支护钻头置于操作车厢体后部架台上，使用时旋转驾驶控制室，并将操作臂前端方形插头插入预支护钻头方形插座内，对接完成后通过限位钉进行固定，旋转驾驶控制室进行预支护施工。通过控制操作臂上一系列液压千斤顶、气压泵、电动马达保证钻进过程的压力与角度。以此类推实现掌子面上方所有预支护锚杆的施工。预支护钻头与注浆锚杆亦采用方形插头、插座、限位孔固定的方式进行连接，钻进完成后，通过锚杆尾部的注浆孔实施对围岩注浆加固的效果。
具体的，所述的开挖臂钻头组件包括开挖臂本体，所述开挖臂本体的一端设置有第二限位钉6.1和第二方形限位孔6.2，所述开挖臂本体中部设置有第二电动马达6.3，所述开挖臂本体的另一端设置有硬质钻头6.4且开挖臂本体的外表面设置有多个凸型摩擦头6.5，所述开挖臂本体中部设置有还设置有喷水管6.6和进水口6.7。
在开挖臂钻头组件工作时，转动凸型摩擦头6.5，并通过其上部的凸型钢块切削岩体，岩体可以被切削破碎为较小的岩块，减少对围岩的扰动，亦便于出渣。预支护工序完成后，即可进行掌子面切削开挖施工。回转驾驶控制室，拆卸预支护钻头后更换开挖臂钻头。通过联合控制操作车停放位置、操作臂上的液压泵、气压泵、圆形转盘、纵向滑移平台，使开挖臂处于最佳切削位置，开启电动马达进行切削破岩。该技术方案避免了爆破震动对围岩结构的扰动，并可避免超、欠挖现象，节省施工时间，极大提高了层状软弱围岩施工安全系数。开挖臂上端设置有喷雾水管，实现切削开挖与喷雾降尘相同步，节省了通风降尘工序、费用与耗时。
具体的，管片拼装组件7包括拼装臂本体，所述拼装臂本体的一端设置有第三限位钉7.1和第三方形限位孔7.2，所述拼装臂本体的另一端设置有托举钢板7.3，所述托举钢板7.3的四个边角分别设置有一个液压千斤顶7.4且每个液压千斤顶上设置有一个螺纹连接头7.5。
具体的，所述的分节段预制管片11上设置有四个通孔11.1和多个螺栓连接孔11.2，所述的四个通孔11.1包括同轴连接的管片提拉孔和注浆孔，所述的管片提拉孔内设置有滑移连接套筒11.1.5，所述滑移连接套筒11.1.5的底部连接滑移套筒底座11.1.7，所述滑移连接套筒11.1.5的内部有滑移套筒螺纹11.1.6，芯体螺纹11.1.1，所述滑移连接套筒11.1.5内设置有芯体，所述芯体包括芯体粗直径卡头11.1.2和芯体细直径杆11.1.3，所述芯体细直径杆11.1.3的末端设置有芯体注浆孔11.1.4，所述芯体注浆孔11.1.4下连接注浆套筒帽11.1.8和注浆孔螺帽11.1.10，所述的注浆套筒帽11.1.8中设有注浆管11.1.9。
切削开挖完成后更换管片拼装臂装置。控制拼装臂上部四个液压千斤顶前端的螺栓连接头，使其位于管片四个通孔11.1正上方，提拉管片内部的滑移连接套筒，将其与液压千斤顶前端的螺栓连接头旋转栓接，实现管片与拼装臂临时连接，此时便可通过控制拼装臂来拼装分节段预制管片。将新管片运移至适宜位置后，与已安设管片进行螺栓连接。按相反步骤拆卸滑移套筒，实现管片与拼装臂分离，依次类推完成整环管片拼装。将注浆套筒帽与芯体螺纹进行栓接，连接完成后进行管片壁后压浆。注浆完毕后利用注浆孔螺帽封闭注浆孔，保证管片结构完整性与耐久性。
具体的，所述车体的四个边角处均设置有支撑架腿8，所述的支撑架腿8包括设置在车体上的套筒8.1和方形伸缩臂8.5，所述的套筒8.1上设置有多个套筒限位孔8.2，所述的方形伸缩臂8.5上设置有多个伸缩臂限位孔8.6，所述的套筒限位孔8.2和伸缩臂限位孔8.6的形状相同且间距相同，所述的方形伸缩臂8.5的一端设置在套筒8.1内且二者通过套筒限位钉8.3固定，所述方形伸缩臂8.5的一端通过连接钢柱8.7设置有第三反力千斤顶8.4。
由于操作车对层状软弱围岩隧道进行施工时，轮胎支撑无法保证操作平台的稳定性及承载力，故在操作车厢体四周安设支撑架腿8。将方形套筒8.1焊接于车辆厢体，其上部设有一系列限位孔。方形伸缩臂8.5最前端设有反力千斤顶的安设孔，将连接钢柱穿过安设孔后对千斤顶进行限位固定。伸缩臂上设有限位孔，移动方形伸缩臂设定千斤顶位置，定位完成后即可对千斤顶进行加油，以四枚千斤顶为着力点支撑整个上部操作平台，为操作臂的建造施工时提供稳定性与支反力。
具体的，所述操作臂包括依次连接的竖向支撑臂滑移套筒14.1、竖向支撑臂滑移杆14.2、横向滑移千斤顶14.3、竖向支撑臂千斤顶14.4、横向滑移套筒14.7、下部节段液压千斤顶14.8、支撑千斤顶14.9、上部节段液压千斤顶14.10、气压泵14.11和方形限位插头14.12；所述竖向支撑臂滑移杆14.2设置在竖向支撑臂滑移套筒14.1内，所述横向滑移千斤顶14.3设置在竖向支撑臂滑移杆14.2一端，所述竖向支撑臂千斤顶14.4分别连接横向滑移套筒14.7和竖向支撑臂滑移套筒14.1，所述的横向滑移套筒14.7和竖向支撑臂千斤顶14.4上均设有固定栓孔14.6且通过限位钉14.5固定。
在操作臂结构中，竖向支撑臂滑移杆用于固定上部整个操作臂，横向滑移千斤顶用于调整操作臂左右位置，横向滑移套筒用于实现操作臂左右滑移，竖向支撑千斤顶用于调整支撑臂下降或升起高度，下、上部节段千斤顶用于调整下、上部节段的伸缩长度，支撑千斤顶用于调整上、下节千斤顶的张开角度，气压泵调整操作臂工作时操作头的接触压力，方形插头用于连接不同组件。
操作臂属操作车核心装置，其设置于上部圆形转盘前端，可实现旋转功能。通过更换操作臂前端安装头，实现预支护施工、切削开挖、管片拼装功能。操作臂由两个节段铰接而成，各节段内均设置有液压千斤顶，使节段具备伸缩功能。在下部节段处、两节段铰接处均设置支撑千斤顶，以此控制操作臂摆动角度。上部节段设置有气压泵，保障施工过程中操作臂具备恒压。下部节段底部设置横向千斤顶，控制操作臂沿滑移套筒进行左右移动。操作臂前端设置方形插头，插头上设有一系列限位孔，便于前端钻头的更换与固定。
具体的，所述的控制室为驾驶控制室，在车辆驾驶、掌子面开挖、出渣、衬砌支护时，实现方向定位、液压控制、气压控制、电流控制、注水、注浆操作保障层状软岩隧道顺利掘进。
具体的，所述转台2为圆形，在更换预支护钻头组件5、开挖臂钻头组件6、管片拼装组件7，及分节段预制管片11逐节拼装的操作环节中，利用圆形转盘装置可保障上述环节快速实施，施工隧道内部空间狭窄，车辆掉头不便，通过旋转驾驶室可实现操作车倒开。所述转台2包括上部圆形转盘2.1、操作臂底座2.2、上部圆形转盘转轴2.3、下部圆形转盘2.4、第三电动马达2.5和传动皮带2.6。所述的第三电动马达2.5固定于下部圆环形转盘2.4上，上部圆盘转轴2.3插入下部圆环中，此时马达转子与上部圆盘转轴端头处于同一水平位置，通过传送皮带将二者连接。
具体的，所述的弃渣处理系统包括弃渣运移装置12和弃渣承接斗13，所述的弃渣运移装置12包括喇叭形料斗12.2，所述喇叭形料斗12.2两侧设置有护栏12.4，所述喇叭形料斗12.2底部设置有传送链条12.5，所述喇叭形料斗12.2通过撑杆12.8设置在车厢上，所述喇叭形料斗12.2连接斜向出渣道12.9，所述的弃渣运移装置12通过转子12.6和第四电动马达12.7驱动。
所述的弃渣承接斗13包括依次连接的前端接触板13.1、护板13.2、传送橡胶板13.3、传送链条13.4、升降千斤顶13.7和支撑平台13.8；所述的弃渣承接斗13通过转子13.5和第五电动马达13.9驱动，所述的转子13.5包括销接孔13.5.1转芯13.5.2。
开挖臂破碎掌子面岩体后，利用弃渣承接斗承接弃渣，由斗内传送皮带将弃渣运送至喇叭形料斗。通过弃渣运移系统将斗内弃渣逐步扬送至出渣车辆厢体内，实现了开挖、出渣同时化、一体化。车辆行进期间可通过千斤顶升起弃渣承接斗，切削开挖岩体前下降弃渣料斗。
Claims (5)
1.一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，其特征在于，所述车体上设置有控制室（1）、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；
所述的控制室（1）和操作臂均设置在移动机构上，所述的移动机构包括转台（2）和滑移机构（3），所述转台（2）设置在滑移机构（3）上，所述的控制室（1）和操作臂设置在转台（2）上；
所述的弃渣处理系统用于承接弃渣，并将弃渣运送出操作车；
所述的安装头系统用于与操作臂相连，所述的安装头系统包括：架台（4）、预支护钻头组件（5）、开挖臂钻头组件（6）、管片拼装组件（7）和分节段预制管片（11），所述的预支护钻头组件（5）、开挖臂钻头组件（6）、管片拼装组件（7）和分节段预制管片（11）分别设置在架台（4）的不同层；所述的预支护钻头组件用于控制钻进过程的压力与角度，实现掌子面上预支护工序的施工，还用于对围岩进行注浆加固；所述的开挖臂钻头组件用于控制操作臂进行切削破岩，在切削时同步进行喷雾降尘；所述的管片拼装组件用于通过控制操作臂拼装分节段预制管片（11）；
所述滑移机构（3）包括第一反力墩（3.1）、第一反力千斤顶（3.2）、凹型滑道（3.4）、第二反力千斤顶（3.5）、第二反力墩（3.6），所述的第一反力墩（3.1）和第二反力千斤顶（3.5）分别设置在凹型滑道（3.4）的两端，所述的第一反力墩（3.1）上设置有第一反力千斤顶（3.2），所述的第二反力墩（3.6）上设置有第二反力千斤顶（3.5），所述的凹型滑道（3.4）上设置有滑道滚轴（3.3），所述滑移机构（3）包括还包括与凹型滑道（3.4）的截面形状相匹配的凸型滑块（3.7），所述的转台（2）设置在凸型滑块（3.7）上；
所述预支护钻头组件（5）包括预支护杆体和锚杆（5.6），所述的预支护杆体的一端设置有第一限位钉（5.1）和第一方形限位孔（5.2），所述的预支护杆体的另一端设置有第一电动马达（5.3）和方形插座（5.4），所述锚杆（5.6）的一端设置有方形插头（5.5）且另一端设置有锚杆钻头（5.9），所述方形插头（5.5）内设置有注浆通道（5.7），所述锚杆（5.6）开设有多个注浆孔（5.8）。
2.如权利要求1所述的层状围岩隧道全机械化施工操作车，其特征在于，所述的开挖臂钻头组件包括开挖臂本体，所述开挖臂本体的一端设置有第二限位钉（6.1）和第二方形限位孔（6.2），所述开挖臂本体中部设置有第二电动马达（6.3），所述开挖臂本体的另一端设置有硬质钻头（6.4）且开挖臂本体的外表面设置有多个凸型摩擦头（6.5），所述开挖臂本体中部设置有还设置有喷水管（6.6）和进水口（6.7）。
3.如权利要求2所述的层状围岩隧道全机械化施工操作车，其特征在于，管片拼装组件（7）包括拼装臂本体，所述拼装臂本体的一端设置有第三限位钉（7.1）和第三方形限位孔（7.2），所述拼装臂本体的另一端设置有托举钢板（7.3），所述托举钢板（7.3）的四个边角分别设置有一个液压千斤顶（7.4）且每个液压千斤顶上设置有一个螺纹连接头（7.5）。
4.如权利要求1所述的层状围岩隧道全机械化施工操作车，其特征在于，所述车体的四个边角处均设置有支撑架腿（8），所述的支撑架腿（8）包括设置在车体上的套筒（8.1）和方形伸缩臂（8.5），所述的套筒（8.1）上设置有多个套筒限位孔（8.2），所述的方形伸缩臂（8.5）上设置有多个伸缩臂限位孔（8.6），所述的套筒限位孔（8.2）和伸缩臂限位孔（8.6）的形状相同且间距相同，所述的方形伸缩臂（8.5）的一端设置在套筒（8.1）内且二者通过套筒限位钉（8.3）固定，所述方形伸缩臂（8.5）的一端通过连接钢柱（8.7）设置有第三反力千斤顶（8.4）。
5.如权利要求1所述的层状围岩隧道全机械化施工操作车，其特征在于，所述操作臂包括依次连接的竖向支撑臂滑移套筒（14.1）、竖向支撑臂滑移杆（14.2）、横向滑移千斤顶（14.3）、竖向支撑臂千斤顶（14.4）、横向滑移套筒（14.7）、下部节段液压千斤顶（14.8）、支撑千斤顶（14.9）、上部节段液压千斤顶（14.10）、气压泵（14.11）和方形限位插头（14.12）；
所述竖向支撑臂滑移杆（14.2）设置在竖向支撑臂滑移套筒（14.1）内，所述横向滑移千斤顶（14.3）设置在竖向支撑臂滑移杆（14.2）一端，所述竖向支撑臂千斤顶（14.4）分别连接横向滑移套筒（14.7）和竖向支撑臂滑移套筒（14.1），所述的横向滑移套筒（14.7）和竖向支撑臂千斤顶（14.4）上均设有固定栓孔（14.6）且通过第四限位钉（14.5）固定。
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