CN113846963A - 一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，包括承托架和多组定位组件，所述承托架为弧形结构，多组所述定位组件均匀设置于所述承托架内侧，所述承托架中部设置有相互平行的弧形外环杆和内环杆，内环杆设置于所述外环杆内侧，定位组件包括设置于外环杆后方的安装板，安装板正面设置有四组容置框，且四组容置框两两一组对称设置于外环杆和内环杆两侧。有益效果在于：本发明可根据所需的外插角调整导向筒在支臂上的支撑角度，以提高内筒支撑钻杆转动钻孔的旋转稳定性，无需人工保持外插角角度，操作难度更低，无需另外设置激光指向仪提供辅助导向，周边眼钻孔精度更高，便于控制隧道超欠挖问题，实用性强。

Description

一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置

技术领域

本发明涉及隧道爆破施工领域，具体涉及一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置。

背景技术

钻爆法施工的隧道中，经常产生超欠挖现象，这不仅对隧道支护结构体系的稳定性产生严重影响，而且由于增加了出渣量和回填圬工量，使隧道的建设费用大幅提升，钻孔技术对隧道超欠挖控制具有重要作用，钻孔技术主要指周边眼炮孔的外插角精度、钻孔定位精度以及钻孔深度精度，钻孔深度较容易控制，定位精度也可由全站仪控制，周边眼的外插角精度则较难控制。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：目前所使用的周边眼钻孔定位方法是在炮孔定位后使用激光指向仪进行导向定位，利用激光实现钻杆钻进方向的导向，在实际钻进过程中需要工人手动保持钻进方向与激光方向一致，操作难度大，且稳定性较差，周边眼外插角控制精度低，超欠挖现象难以解决，使用不便。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，在隧道掌子面钻孔区域设置作为钻孔台车定位结构的承托架，通过承托架内侧外环杆和内环杆引导多组定位组件进行滑移，确保定位组件在两组弧形环杆上任意位置时均可保持安装板的拉紧定位状态，同时可根据所需的外插角调整导向筒在支臂上的支撑角度，以提高内筒支撑钻杆转动钻孔的旋转稳定性，无需人工保持外插角角度，同时无需另外设置激光指向仪提供辅助导向，周边眼钻孔精度更高，便于控制隧道超欠挖问题，实用性强，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，包括承托架和多组定位组件，所述承托架为弧形结构，多组所述定位组件均匀设置于所述承托架内侧，所述承托架中部设置有相互平行的弧形外环杆和内环杆，所述内环杆设置于所述外环杆内侧；

所述定位组件包括设置于所述外环杆后方的安装板，所述安装板正面设置有四组容置框，且四组所述容置框两两一组对称设置于所述外环杆和所述内环杆两侧，所述容置框中部转动设置有抵紧于所述外环杆和所述内环杆外侧的漏斗状引导轮，所述安装板中部纵向贯穿有约束槽，所述约束槽外侧的所述安装板上纵向贯穿有定位槽，所述定位槽内转动设置有导向筒，所述约束槽内滑动设置有滑块，所述约束槽中部转动设置有贯穿所述滑块的螺杆，该螺杆与所述滑块螺纹配合，所述滑块正面一侧铰接有支臂，所述支臂另一端铰接于所述导向筒外侧。

采用上述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，在使用过程中，在隧道掌子面上对所需钻孔位置进行预先标注，之后利用承托架支撑设备整体抵紧于掌子面区域，利用外环杆配合相互平行的内环杆支撑定位组件在引导轮的导向下滑移，将定位组件沿弧形承托架方向滑移到所需钻孔位置，之后转动安装板上的两组旋钮，以将两组锁定杆分别旋入外环杆的第一卡孔和内环杆的第二卡孔内，实现定位组件在两组弧形环杆之间的定位锁定状态，之后根据所需的外插角角度转动转盘，利用转盘带动螺杆旋转，通过螺杆与滑块的螺纹配合作用，以支撑滑块在约束槽内滑移，通过滑块牵拉支臂对导向筒的支撑角度进行调节，以在转轴的支撑下调整导向筒的对应角度，将导向筒轴线调整到所需的外插角角度，之后操作人员将钻机钻杆穿入内筒内，通过导向筒支撑内筒及其内部钻杆旋转，以利用导向筒配合内筒支撑钻机钻杆进行钻孔，保持钻杆轴线始终与设定外插角角度一致，提高周边眼钻孔精度。

作为优选，所述承托架包括设置于所述外环杆外侧的外框，所述外框为弧形弯板结构，且所述外框底部两端均横向设置有底板，所述内环杆内侧的两组所述底板顶部连接有弧形内框。

作为优选，所述外环杆正面沿所述外环杆长度方向均匀设置有多组第一连杆，所述第一连杆正面端部固定于所述外框内侧，所述内环杆正面沿所述内环杆长度方向均匀设置有多组第二连杆，所述第二连杆正面端部固定于所述内框外侧。

作为优选，所述容置框中部横向设置有固定螺栓，所述引导轮转动设置于所述固定螺栓中部外侧，且所述固定螺栓与所述容置框螺纹配合。

作为优选，所述螺杆两端分别与所述约束槽内两侧壁转动配合，所述约束槽内侧的所述螺杆端部固定有转盘，该转盘外圆周侧环绕设置有多组防滑槽。

作为优选，所述导向筒中部两侧均固定有转轴，所述转轴端部延伸到所述定位槽内侧壁，且所述转轴与所述定位槽侧壁转动配合，所述滑块正面固定有转动座，所述滑块通过该转动座与所述支臂转动配合。

作为优选，所述支臂为开口朝向所述导向筒的U形条状框体，所述支臂中部与所述转动座转动配合，所述支臂两端分别延伸到所述导向筒外两侧，该支臂两端分别与所述导向筒两侧转动配合。

作为优选，所述导向筒中部同轴设置有内筒，所述导向筒与所述内筒通过止推轴承转动配合，所述内筒正面端部内侧设置为弧形圆角。

作为优选，所述外环杆外侧沿其长度方向均匀设置有多组第一卡孔，所述内环杆外侧沿其长度方向均匀设置有第二卡孔，所述安装板中部对应外环杆和内环杆分别贯穿有两组锁定杆，该锁定杆与所述安装板螺纹配合，且两组所述锁定杆正面端部分别与所述第一卡孔和所述第二卡孔卡接配合，所述锁定杆背部一端固定有旋钮。

有益效果在于：本发明通过在隧道掌子面钻孔区域设置作为钻孔台车定位结构的承托架，通过承托架内侧外环杆和内环杆引导多组定位组件进行滑移，确保定位组件在两组弧形环杆上任意位置时均可保持安装板的拉紧定位状态；

同时可根据所需的外插角调整导向筒在支臂上的支撑角度，以提高内筒支撑钻杆转动钻孔的旋转稳定性，无需人工保持外插角角度，操作难度更低，无需另外设置激光指向仪提供辅助导向，周边眼钻孔精度更高，便于控制隧道超欠挖问题，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视结构图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是图2的A处结构放大图;

图4是本发明定位组件的结构拆分示意图;

图5是本发明定位组件的右视结构图;

图6是本发明背部的立体结构示意图;

图7是图6的B处结构放大图。

附图标记说明如下：

1、承托架；101、外框；102、内框；103、底板；2、外环杆；201、第一连杆；202、第一卡孔；3、内环杆；301、第二连杆；302、第二卡孔；4、定位组件；401、安装板；402、容置框；402a、固定螺栓；402b、引导轮；403、定位槽；404、约束槽；404a、螺杆；404b、转盘；405、导向筒；405a、转轴；405b、内筒；406、滑块；406a、支臂；407、锁定杆；407a、旋钮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图7所示，本发明提供了一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，包括承托架1和多组定位组件4，承托架1为弧形结构，多组定位组件4均匀设置于承托架1内侧，承托架1中部设置有相互平行的弧形外环杆2和内环杆3，内环杆3设置于外环杆2内侧，内环杆3与外环杆2配合用以支撑定位组件4沿掌子面钻孔布孔方向滑移，从而利用定位组件4滑移到不同位置以进行连续钻孔导向。

定位组件4包括设置于外环杆2后方的安装板401，安装板401正面设置有四组容置框402，且四组容置框402两两一组对称设置于外环杆2和内环杆3两侧，容置框402中部转动设置有抵紧于外环杆2和内环杆3外侧的漏斗状引导轮402b，利用四组分别抵紧于外环杆2和内环杆3外侧的引导轮402b，从而将定位组件4滑动设置于外环杆2和内环杆3之间，安装板401中部纵向贯穿有约束槽404，约束槽404外侧的安装板401上纵向贯穿有定位槽403，定位槽403内转动设置有导向筒405，导向筒405用以对钻孔钻杆进行导向，约束槽404内滑动设置有滑块406，约束槽404中部转动设置有贯穿滑块406的螺杆404a，该螺杆404a与滑块406螺纹配合，滑块406正面一侧铰接有支臂406a，支臂406a另一端铰接于导向筒405外侧，通过转动螺杆404a调整滑块406在约束槽404内的位置，以利用支臂406a调整导向筒405的支撑角度，以便于将导向筒405对钻杆的外插角支撑导向角度调整到所需角度。

作为可选的实施方式，承托架1包括设置于外环杆2外侧的外框101，外框101为弧形弯板结构，且外框101底部两端均横向设置有底板103，内环杆3内侧的两组底板103顶部连接有弧形内框102，外环杆2正面沿外环杆2长度方向均匀设置有多组第一连杆201，第一连杆201正面端部固定于外框101内侧，内环杆3正面沿内环杆3长度方向均匀设置有多组第二连杆301，第二连杆301正面端部固定于内框102外侧，利用第一连杆201和第二连杆301增加外环杆2和内环杆3在承托架1上的支撑稳定性。

容置框402中部横向设置有固定螺栓402a，引导轮402b转动设置于固定螺栓402a中部外侧，且固定螺栓402a与容置框402螺纹配合，固定螺栓402a用以将引导轮402b可拆卸固定于容置框402中部，以便于将定位组件4整体到外环杆2和内环杆3之间，螺杆404a两端分别与约束槽404内两侧壁转动配合，约束槽404内侧的螺杆404a端部固定有转盘404b，该转盘404b外圆周侧环绕设置有多组防滑槽，通过握持转盘404b以带动螺杆404a旋转，提高调整滑块406位置以调整导向筒405角度的便捷性。

导向筒405中部两侧均固定有转轴405a，转轴405a端部延伸到定位槽403内侧壁，且转轴405a与定位槽403侧壁转动配合，转轴405a用以支撑导向筒405转动，从而将导向筒405内部贯穿的钻杆外插角进行调整，滑块406正面固定有转动座，滑块406通过该转动座与支臂406a转动配合，支臂406a为开口朝向导向筒405的U形条状框体，支臂406a中部与转动座转动配合，支臂406a两端分别延伸到导向筒405外两侧，该支臂406a两端分别与导向筒405两侧转动配合，导向筒405中部同轴设置有内筒405b，导向筒405与内筒405b通过止推轴承转动配合，内筒405b正面端部内侧设置为弧形圆角，以便于将钻机钻杆穿入内筒405b内部，利用内筒405b配合导向筒405支撑钻杆进行定向旋转，保持钻杆钻孔过程的稳定性。

外环杆2外侧沿其长度方向均匀设置有多组第一卡孔202，内环杆3外侧沿其长度方向均匀设置有第二卡孔302，安装板401中部对应外环杆2和内环杆3分别贯穿有两组锁定杆407，该锁定杆407与安装板401螺纹配合，且两组锁定杆407正面端部分别与第一卡孔202和第二卡孔302卡接配合，锁定杆407背部一端固定有旋钮407a，在调整定位组件4位置以进行钻孔时，将定位组件4沿外环杆2和内环杆3滑移到设定位置，之后通过转动旋钮407a以将两组锁定杆407分别旋入第一卡孔202和第二卡孔302内，实现定位组件4的位置锁定过程，从而提高周边眼钻孔过程中定位组件4的定位稳定性。

采用上述结构，在使用过程中，在隧道掌子面上对所需钻孔位置进行预先标注，之后利用承托架1支撑设备整体抵紧于掌子面区域，利用外环杆2配合相互平行的内环杆3支撑定位组件4在引导轮402b的导向下滑移，将定位组件4沿弧形承托架1方向滑移到所需钻孔位置，之后转动安装板401上的两组旋钮407a，以将两组锁定杆407分别旋入外环杆2的第一卡孔202和内环杆3的第二卡孔302内，实现定位组件4在两组弧形环杆之间的定位锁定状态，之后根据所需的外插角角度转动转盘404b，利用转盘404b带动螺杆404a旋转，通过螺杆404a与滑块406的螺纹配合作用，以支撑滑块406在约束槽404内滑移，通过滑块406牵拉支臂406a对导向筒405的支撑角度进行调节，以在转轴405a的支撑下调整导向筒405的对应角度，将导向筒405轴线调整到所需的外插角角度，之后操作人员将钻机钻杆穿入内筒405b内，通过导向筒405支撑内筒405b及其内部钻杆旋转，以利用导向筒405配合内筒405b支撑钻机钻杆进行钻孔，保持钻杆轴线始终与设定外插角角度一致，提高周边眼钻孔精度。

通过在隧道掌子面钻孔区域设置作为钻孔台车定位结构的承托架1，通过承托架1内侧外环杆2和内环杆3引导多组定位组件4进行滑移，确保定位组件4在两组弧形环杆上任意位置时均可保持安装板401的拉紧定位状态，同时可根据所需的外插角调整导向筒405在支臂406a上的支撑角度，以提高内筒405b支撑钻杆转动钻孔的旋转稳定性，无需人工保持外插角角度，操作难度更低，无需另外设置激光指向仪提供辅助导向，周边眼钻孔精度更高，便于控制隧道超欠挖问题，实用性强。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：包括承托架（1）和多组定位组件（4），所述承托架（1）为弧形结构，多组所述定位组件（4）均匀设置于所述承托架（1）内侧，所述承托架（1）中部设置有相互平行的弧形外环杆（2）和内环杆（3），所述内环杆（3）设置于所述外环杆（2）内侧；

所述定位组件（4）包括设置于所述外环杆（2）后方的安装板（401），所述安装板（401）正面设置有四组容置框（402），且四组所述容置框（402）两两一组对称设置于所述外环杆（2）和所述内环杆（3）两侧，所述容置框（402）中部转动设置有抵紧于所述外环杆（2）和所述内环杆（3）外侧的漏斗状引导轮（402b），所述安装板（401）中部纵向贯穿有约束槽（404），所述约束槽（404）外侧的所述安装板（401）上纵向贯穿有定位槽（403），所述定位槽（403）内转动设置有导向筒（405），所述约束槽（404）内滑动设置有滑块（406），所述约束槽（404）中部转动设置有贯穿所述滑块（406）的螺杆（404a），该螺杆（404a）与所述滑块（406）螺纹配合，所述滑块（406）正面一侧铰接有支臂（406a），所述支臂（406a）另一端铰接于所述导向筒（405）外侧。

2.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述承托架（1）包括设置于所述外环杆（2）外侧的外框（101），所述外框（101）为弧形弯板结构，且所述外框（101）底部两端均横向设置有底板（103），所述内环杆（3）内侧的两组所述底板（103）顶部连接有弧形内框（102）。

3.根据权利要求2所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述外环杆（2）正面沿所述外环杆（2）长度方向均匀设置有多组第一连杆（201），所述第一连杆（201）正面端部固定于所述外框（101）内侧，所述内环杆（3）正面沿所述内环杆（3）长度方向均匀设置有多组第二连杆（301），所述第二连杆（301）正面端部固定于所述内框（102）外侧。

4.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述容置框（402）中部横向设置有固定螺栓（402a），所述引导轮（402b）转动设置于所述固定螺栓（402a）中部外侧，且所述固定螺栓（402a）与所述容置框（402）螺纹配合。

5.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述螺杆（404a）两端分别与所述约束槽（404）内两侧壁转动配合，所述约束槽（404）内侧的所述螺杆（404a）端部固定有转盘（404b），该转盘（404b）外圆周侧环绕设置有多组防滑槽。

6.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述导向筒（405）中部两侧均固定有转轴（405a），所述转轴（405a）端部延伸到所述定位槽（403）内侧壁，且所述转轴（405a）与所述定位槽（403）侧壁转动配合，所述滑块（406）正面固定有转动座，所述滑块（406）通过该转动座与所述支臂（406a）转动配合。

7.根据权利要求6所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述支臂（406a）为开口朝向所述导向筒（405）的U形条状框体，所述支臂（406a）中部与所述转动座转动配合，所述支臂（406a）两端分别延伸到所述导向筒（405）外两侧，该支臂（406a）两端分别与所述导向筒（405）两侧转动配合。

8.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述导向筒（405）中部同轴设置有内筒（405b），所述导向筒（405）与所述内筒（405b）通过止推轴承转动配合，所述内筒（405b）正面端部内侧设置为弧形圆角。

9.根据权利要求1所述一种隧道钻爆超欠挖控制的周边眼钻孔装置，其特征在于：所述外环杆（2）外侧沿其长度方向均匀设置有多组第一卡孔（202），所述内环杆（3）外侧沿其长度方向均匀设置有第二卡孔（302），所述安装板（401）中部对应外环杆（2）和内环杆（3）分别贯穿有两组锁定杆（407），该锁定杆（407）与所述安装板（401）螺纹配合，且两组所述锁定杆（407）正面端部分别与所述第一卡孔（202）和所述第二卡孔（302）卡接配合，所述锁定杆（407）背部一端固定有旋钮（407a）。

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