CN117780404A - 钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法，包括：钻杆，安装于伸缩推进梁上；凿岩机，安装于伸缩推进梁上；锚杆，安装于伸缩推进梁上；锚杆安装装置，安装于伸缩推进梁上，用于驱动锚杆沿伸缩推进梁长度方向来回移动以及对锚杆进行注浆操作；伸缩推进梁，设有与凿岩机配合的侧移滑座、用于驱动锚杆移动的锚杆举纤器、用于顶压在施工面上的钻臂、用于驱动凿岩机和锚杆安装装置沿伸缩推进梁长度来回移动的伸缩驱动器；防滑移装置，设于钻臂朝向施工面的一侧，通过钻孔定位固定于施工面上。本申请可实现锚杆台车钻孔、装锚杆、锚杆施加预应力、锚杆注浆的自动化操作，显著提高施工效率。

Description

钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法

技术领域

本申请涉及土木工程技术领域，特别是一种涉及钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法。

背景技术

我国高速铁路隧道开挖的施工方法主要有明挖法、矿山法、全断面岩石掘进机法、盾构法等，其中，国内90%以上的铁路隧道开挖采用矿山法。矿山法通常分为全断面法、台阶法和分步开挖法。根据围岩变化情况选择相应的开挖方法。矿山法开挖后岩石完全悬空暴露，开挖后紧随且重要工序是初期支护。初期支护的是否及时及准确将影响作业人员生命安全、施工质量及施工效率。初期支护通常包括系统锚杆、钢架、钢筋网和喷射混凝土。其中钢架、钢筋网和喷射混凝土属于被动表层支护，而系统锚杆除具备主动支护外，还可深入岩层内部与岩层共同形成抗拉、抗剪的整体支护作用。系统锚杆主要是指径向锚杆。

由于目前径向锚杆受施工设备限制，不能按照设计院要求进行按质按量进行作业，该工序质量无法保证，严重影响整个隧道的施工质量和效率。如国内有些基于单臂凿岩台车的改进型或者简化版。其设计思路比较符合国内锚杆的施工效率。同样采用两臂的形式，一个臂用来钻孔，一个臂人工进行锚杆安装，在效率上至少提高一倍。但是锚杆的安装至少还得两人以上借助锚杆台车的作业平台进行施工。

因此，亟待一种能够进行准确定位、适合锚杆施工现场、施工数据可记录、隧道内作业进尺可定位、集钻孔、锚杆安装与注浆等多种功能于一体的钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法，以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本申请实施例提供了钻装锚注一体化智能锚杆机构以及施工方法，针对目前技术存在的径向锚杆受施工设备限制，不能按照设计院要求进行按质按量进行作业，该工序质量无法保证，严重影响整个隧道的施工质量和效率等问题。

本发明核心技术主要是开发一种新的钻装锚注一体化的锚杆机构，实现锚杆台车钻孔、装锚杆、锚杆施加预应力、锚杆注浆的自动化操作。

第一方面，本申请提供了钻装锚注一体化智能锚杆机构，包括：

钻杆，安装于伸缩推进梁上，用于进行凿岩和钻孔操作；

凿岩机，安装于伸缩推进梁上，用于驱动钻杆旋转和沿伸缩推进梁长度方向来回移动；

锚杆，安装于伸缩推进梁上，用于注浆操作；

锚杆安装装置，安装于伸缩推进梁上，用于驱动锚杆沿伸缩推进梁长度方向来回移动以及对锚杆进行注浆操作；

伸缩推进梁，设有与凿岩机配合的侧移滑座、用于驱动锚杆移动的锚杆举纤器、用于顶压在施工面上的钻臂、用于驱动凿岩机和锚杆安装装置沿伸缩推进梁长度来回移动的伸缩驱动器；

防滑移装置，设于钻臂朝向施工面的一侧，通过钻孔定位固定于施工面上；

其中，凿岩机靠近钻杆的一侧设有钻杆连接部，该钻杆连接部通过凿岩机上的回转马达驱动旋转，实现与钻杆的连接和脱开以及驱动钻杆旋转；

锚杆安装装置包括与锚杆连接的锚杆连接部、用于驱动锚杆连接部与锚杆对接的安装举升驱动器、用于与锚杆固定的锁付驱动器、用于给锚杆施加预应力的张拉驱动器以及用于对锚杆提供注浆液的注浆连接口；

侧移滑座用于驱动凿岩机沿伸缩推进梁宽度方向来回移动，以脱开和连接锚杆安装装置。

进一步地，侧移滑座上设有侧移驱动器，该侧移驱动器用于驱动凿岩机带动钻杆移动至钻孔位置的一侧，用于避让锚杆的进锚杆操作。

进一步地，伸缩推进梁位于防滑移装置的一端还设有前导向机构，该前导向机构与钻杆配合，用于配合侧移驱动器将钻杆移动至钻孔位置的一侧，用于避让锚杆的进锚杆操作以及对钻杆进行导向。

进一步地，伸缩推进梁上设有用于对钻杆限位固定的中部托纤器机构，中部托纤器机构通过来回摆动实现对钻杆的限位和接触限位，且不干涉钻杆的旋转。

进一步地，防滑移装置包括用于顶压在施工面上的柔性顶头、用于进行定位钻孔的防滑移钻头、用于驱动防滑移钻头转动的旋转马达、用于安装防滑移钻头的钻头底座、用于安装旋转马达的前端固定座以及设于防滑移钻头和前端固定座之间的推进弹簧。

进一步地，防滑移钻头位于柔性顶头中心处并能够伸缩进出柔性顶头的中心孔。

进一步地，伸缩推进梁上设有用于驱动钻臂沿伸缩推进梁长度方向来回移动的补偿伸缩油缸，通过补偿伸缩油缸实现钻臂的位置补偿。

进一步地，凿岩机上设有进水管和进气管，通过进水管通入冷却水进行钻孔降温和清洗操作，通过进气管通入润滑油气起到润滑作用。

进一步地，伸缩推进梁上设有用于驱动伸缩推进梁实现平立动作的俯仰驱动器以及用于驱动伸缩推进梁转动的螺旋摆动油缸，该螺旋摆动油缸的另一端安装于锚杆台车上。

第二方面，本申请提供了钻装锚注一体化智能锚杆机构的施工方法，包括以下施工步骤：

S00、调整钻臂角度，将钻臂上的防滑移装置抵接在施工面上，并通过防滑移装置钻孔定位在施工面上；

开启凿岩机，对钻杆同时进行推进和旋转驱动，进行冲击操作；

S10、开孔完成后，进行钻孔操作；

S20、钻孔完毕后，凿岩机后退到初始位置，通过侧移滑座将凿岩机和钻杆移动至伸缩推进梁一侧，以让出锚杆的操作空间；

S30、通过锚杆举纤器驱动锚杆移动到钻孔位置，对准孔口；

S40、通过安装举升驱动器将锚杆连接部对准锚杆尾端推动锚杆插入孔内，利用锁付驱动器将锚杆连接部与锚杆连接固定，通过张拉驱动器对锚杆施加预应力并对注浆口进行注浆操作；

S50、待浆液溢出后停止注浆，收回张拉驱动器并通过安装锁付驱动器脱开锚杆；

S60、锚杆举纤器回退，伸缩推进梁后退离开施工面，凿岩机回退；

S70、循环S00~S60步骤，进行下一个孔的钻孔操作。

本发明的主要贡献和创新点如下：1.与现有技术相比，本申请可实现锚杆台车钻孔、装锚杆、锚杆施加预应力、锚杆注浆的自动化操作，显著提高了施工效率，同时显著减少了现场的施工场地占用，对于人员的安全性保障更加到位；

2.与现有技术相比，本申请通过防滑移装置利用钻孔方式进行定位，彻底避免了传统橡胶顶头容易发生滑移的问题发生，从而保证锚杆可以准确地插入打好的孔内，显著提高了施工效率。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的钻装锚注一体化智能锚杆机构立体图一；

图2是根据本申请实施例的钻装锚注一体化智能锚杆机构立体图二；

图3是根据本申请实施例的钻装锚注一体化智能锚杆机构立体图三；

图4是伸缩推进梁的部分结构示意图；

图5是锚杆举纤器的结构示意图；

图6是防滑移装置的结构示意图；

图7是图1中A的放大图；

图8是图2中B的放大图；

图9是图2中C的放大图；

图10是图2中D的放大图；

图11是锚杆安装装置的结构示意图。

图中，1、伸缩推进梁；2、钻杆；3、凿岩机；4、锚杆；5、锚杆安装装置；6、锚杆举纤器；7、俯仰驱动器；8、螺旋摆动油缸；9、防滑移装置；11、前导向机构；12、中部托纤器机构；13、限位挡板；14、侧移滑座；15、侧移油缸；16、锚杆库；17、补偿伸缩油缸；18、钻臂；19、伸缩驱动器；31、钻杆连接部；32、回转马达；51、锚杆连接部；52、安装举升驱动器；53、锁杆马达；54、锁母马达；55、张拉驱动器；56、注浆连接口；61、托板；91、柔性顶头；92、防滑移钻头；93、旋转马达；94、钻头底座；95、前端固定座；96、推进弹簧。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。

实施例一

本申请旨在提供一种钻装锚注一体化智能锚杆机构，具体地，参考图1-11，包括：

钻杆2，安装于伸缩推进梁1上，用于进行凿岩和钻孔操作；

在本实施例中，钻杆2为凿岩开孔和钻孔工具，前端通过安装在伸缩推进梁1上的前导向机构11进行固定（不影响钻杆2的旋转和沿钻杆2长度方向来回移动（以下简称为伸缩）），后端通过与凿岩机3配合，利用凿岩机3对施工面进行开孔和钻孔操作。其中，前导向机构11基本原理为通过一个带有通孔的摇臂，将钻杆2穿过通孔，然后利用油缸等驱动件驱动摇臂摆动，从而可以带动钻杆2从钻孔位置与避让锚杆4的位置之间来回移动。

优选地，如图9所示，伸缩推进梁1上还设有对钻杆2限位固定的中部托纤器机构12，中部托纤器机构12通过来回摆动实现对钻杆2的限位和接触限位，且不干涉钻杆2的旋转和伸缩，其中，此中部托纤器机构12主要作用是在给钻杆2中间部位进行限位，防止其在钻孔和开孔过程中晃动（因为钻杆2较长，容易晃动），在钻孔到达一定程度的时候，中部托纤器机构12会脱开钻杆2，然后移动到一侧。中部托纤器机构12的基本原理与前面的前导向机构11一致，也是利用油缸驱动摆臂摆动的结构，区别在于中部托纤器机构12的通孔是可以开合的，即类似于电动夹爪的结构，如此就可以通过开合操作来对钻杆2进行夹持（不影响钻杆2的旋转和伸缩）和脱开操作。

优选地，如图10所示，为了让钻杆2能够移动准确的位置，首先可对前导向机构11的行程进行限定，即将其行程限定为油缸的最大行程和最小行程，如此在油缸最大行程的时候表示钻杆2位于钻孔和开孔的位置，油缸在最小行程的时候位于避让锚杆4的位置，这样就不再需要额外的限位传感器，接着在避让锚杆4的位置处设置机械限位结构，如限位挡板13，对钻杆2的位置进行限位，起到临时支撑的作用。当然也可以利用传感器或者软件来限制前导向机构11的工作行程，即摆动角度。

凿岩机3，安装于伸缩推进梁1上，用于驱动钻杆2旋转和沿伸缩推进梁1长度方向来回移动；其中，凿岩机3靠近钻杆2的一侧设有钻杆连接部31，该钻杆连接部31通过凿岩机3上的回转马达32驱动旋转，实现与钻杆2的连接和脱开以及驱动钻杆2旋转。

在本实施例中，如图8所示，凿岩机3为现有技术，内置有水泵和空压机，即可通过进水管通入冷却水进行钻孔降温和清洗操作，通过进气管通入润滑油气起到润滑作用，主要是因为钻孔的时候会产生热量，水起降温作用，进气管进的是润滑油气，起到润滑作用，另外水汽都有清理作用。凿岩机3通过安装在伸缩推进梁1上的侧移滑座14安装在伸缩推进梁1上，而侧移滑座14通过一个侧移驱动器，即一个侧移油缸15来驱动凿岩机3带动钻杆2移动至钻孔位置的一侧，用于避让锚杆4的进锚杆4操作（实际上是与前导向机构11一同配合），在此过程中，还有一个目的是让凿岩机3和侧移滑座14与锚杆安装装置5脱开，这样锚杆安装装置5可以单独移动，实现与锚杆4的对接。

其中，凿岩机3和锚杆安装装置5都可以在伸缩推进梁1的长度方向来回移动，如此才能够实现钻孔和插锚杆4注浆的操作。

锚杆4，安装于伸缩推进梁1上，用于注浆操作；

在本实施例中，如图4和图5以及图7所示，锚杆4为现有技术，锚杆4安装在伸缩推进梁1的锚杆库16上，锚杆库16上可以安装多个锚杆4，锚杆库16即为多个圆盘状结构，沿圆周方向均匀间隔设有多个安装孔，用于安装锚杆4，且锚杆库16可以旋转，即每旋转一次可以将一个锚杆4送到指定位置。这个指定位置就是供锚杆举纤器6抓取锚杆4的位置，该锚杆举纤器6主要结构为连杆结构和驱动该连杆结构运动的驱动器，如油缸等，连杆结构上设置有夹爪结构，用于抓取锚杆4，从而实现抓取和脱开锚杆4（同样不影响锚杆4伸缩）。

优选地，上述的夹爪结构可以是一个托板61，这个托板61上设有供锚杆4放入的凹槽，此托板61在油缸等驱动器驱动下可以进行类似于上下移动的动作，这样就可以从下方将锚杆4托起，然后移动到钻孔位置。同样这个托板61的行程也是可以通过机械结构和传感器进行限定，从而保证锚杆4在理论上是会准确移动到钻孔位置的（因为影响锚杆4是否能够对准钻孔位置的因素还有伸缩推进梁1本身的位置，此处靠后面的防滑移装置9实现）。

锚杆安装装置5，安装于伸缩推进梁1上，用于驱动锚杆4沿伸缩推进梁1长度方向来回移动以及对锚杆4进行注浆操作；

在本实施例中，如图8和图11所示，锚杆安装装置5包括与锚杆4连接的锚杆连接部51、用于驱动锚杆连接部51与锚杆4对接的安装举升驱动器52、用于与锚杆4固定的锁付驱动器、用于给锚杆4施加预应力的张拉驱动器55以及用于对锚杆4提供注浆液的注浆连接口56。实际上，锁付驱动器分为锁杆马达53和锁母马达54，两者配合来实现与锚杆4的固定，锚杆4上是设有外螺纹的，因此可通过旋转来实现与锚杆4的配合与脱开。优选地，锚杆连接部51在钻杆连接部31的正上方或正下方，这样只需要上下移动就可以让锚杆连接部51移动到对接锚杆4的位置，不再需要复杂的定位。

在实际操作中，当侧移滑座14带动凿岩机3移开，前导向机构11同时带动钻杆2移开，锚杆4会被锚杆举纤器6从锚杆库16上取走移动到钻孔位置，然后锚杆安装装置5会向伸缩推进梁1前端移动（因为锚杆4比钻杆2要短很多），然后安装举升驱动器52驱动锚杆连接部51下降或者升高，对准锚杆4尾端，对准后插入锚杆4，即推动锚杆4插到钻孔内，锚杆4送进孔内20cm 后，收回锚杆举纤器6，然后再推动锚杆4，锚杆4全部送进孔内后，停止锚杆安装装置5前进，此时先锁杆 (锁杆马达53正转)后锁螺母 (锁母马达54正转)反复几次动作后，直到锁杆拧不动为止，然后利用张拉驱动器55施加预应力，如施加65KN的预应力，同时通过注浆口通入浆液进行注浆，再次利用锁母马达54正转进行锁螺母操作，直至浆液从锚杆4垫板溢出后停止注浆。此时，张拉驱动器55收回一点，锚杆安装装置5的锁杆马达53进行反转脱开锚杆4，脱离后，锚杆安装装置5升起或下降并后退回位。

伸缩推进梁1，设有与凿岩机3配合的侧移滑座14、用于驱动锚杆4移动的锚杆举纤器6、用于顶压在施工面上的钻臂18、用于驱动凿岩机3和锚杆安装装置5沿伸缩推进梁1长度来回移动的伸缩驱动器19；

在本实施例中，如图4所示，伸缩推进梁1上设有用于驱动钻臂18沿伸缩推进梁1长度方向来回移动的补偿伸缩油缸17，通过补偿伸缩油缸17实现钻臂18的位置补偿。伸缩推进梁1分为两个部分，一部分是主要的起到导轨作用的主体，另一部分是用于安装锚杆4的锚杆库16。

其中，主体部分为可伸缩的结构，补偿伸缩油缸17可以驱动主体部分进行伸缩操作伸缩补偿操作，起到更好的防滑移效果，也有助于钻孔和锚杆4注浆操作。而主体部分后端安装有液压推进马达（伸缩驱动器19），用于通过链条等传动结构来驱动锚杆安装装置5在主体长度方向来回移动（当侧移滑座14与锚杆安装装置5未脱开前，两者可以一起移动，脱开后只能锚杆安装装置5单独移动，至于如何实现侧移滑座14与锚杆安装装置5的脱开和锁闭，属于常规技术手段，可以是电动的夹爪等等现有结构，这里不再赘述）。

其中，伸缩推进梁1上设有用于驱动伸缩推进梁1实现平立动作的俯仰驱动器7以及用于驱动伸缩推进梁1转动的螺旋摆动油缸8，该螺旋摆动油缸8的另一端安装于锚杆台车上。如此，就可以实现伸缩推进梁1的水平和竖直两种状态的切换，以及两种状态之间任意角度的随停，而螺旋摆动油缸8可以驱动伸缩推进梁1转动。

其中，侧移滑座14用于驱动凿岩机3沿伸缩推进梁1宽度方向来回移动，以脱开和连接锚杆安装装置5，侧移滑座14上设有侧移驱动器（如侧移油缸15），该侧移驱动器用于驱动凿岩机3带动钻杆2移动至钻孔位置的一侧，用于避让锚杆4的进锚杆4操作。

防滑移装置9，设于钻臂18朝向施工面的一侧，通过钻孔定位固定于施工面上。

在本实施例中，如图6所示，防滑移装置9包括用于顶压在施工面上的柔性顶头91、用于进行定位钻孔的防滑移钻头92、用于驱动防滑移钻头92转动的旋转马达93、用于安装防滑移钻头92的钻头底座94、用于安装旋转马达93的前端固定座95以及设于防滑移钻头92和前端固定座95之间的推进弹簧96。防滑移钻头92位于柔性顶头91中心处并能够伸缩进出柔性顶头91的中心孔。

由于锚杆4能否顺利施工的关键是锚杆4能否顺利插入锚杆4孔。确保插入锚杆4孔的前提是伸缩推进梁1前端岩面顶头不能有滑移，即在整个钻装锚注过程中，伸缩推进梁1相对岩面是固定的。常规都只是用橡胶顶头做缓冲，压在岩面上。由于隧道岩面是刚爆破完或者刚喷完混凝土，伸缩推进梁1所顶位置平面度各种可能都有，当柔性的橡胶顶头顶在倾角较大的岩面上时，作业钻孔过程中很容易发生滑移。一旦发生滑移后面的工序就没有办法进行，即锚杆4无法安装入孔。（说明：锚杆4钻孔后钻杆2退出，移除钻孔位，将锚杆4送至钻孔位，按照钻杆2的角度才能顺利地将锚杆4推进去）。如果锚杆4无法顺利安装，后面的预应力施加和注浆都无法实现。因此本防滑移装置9的出现，通过旋转马达93驱动防滑移钻头92钻入岩面内，可以解决以上问题，同时再配合伸缩推进梁1的补偿伸缩油缸17的配合，可以进一步提升防滑移效果，解决了不同围岩、不同隧道断面锚杆4长短不一的情况下正常施工。

其中，上述的锚杆台车为现有技术，采用汽车轮式底盘方便转场和运输，技术成熟，成本可控，行走柴油动力，作业电动力。而本申请的钻装锚注一体化智能锚杆4机构作为作业臂，采用两臂形式，钻孔臂和锚杆4施作平台臂，钻孔和安装锚杆4同步进行，钻孔臂采用可变尺寸推进梁，适合全断面及台阶法（含核心土），可满足全断面的效率及要求。通过长度可调节推进导轨的创新应用，解决两台阶/三台阶及其他小空间锚杆4钻孔及安装问题，同时具备钻杆2可拆卸功能。

实施例二

基于相同的构思，本申请还提出了钻装锚注一体化智能锚杆机构的施工方法，包括以下施工步骤：

S00、调整钻臂18角度，将钻臂18上的防滑移装置9抵接在施工面上，并通过防滑移装置9钻孔定位在施工面上；开启凿岩机3，对钻杆2同时进行推进和旋转驱动，进行冲击操作；

其中，调整钻臂18的过程中，可以先让伸缩推进梁1的补偿伸缩油缸17进行补充，以更好地贴合岩面，而钻臂18的角度调整通过俯仰驱动器7和螺旋摆动油缸8实现。

在本实施例中，凿岩机3在凿岩过程中是需要打开水泵和空压机的，因为需要散热和润滑，因此进水管通入的水起降温作用，进气管进的是润滑油气，起到润滑作用，另外水气都有清理作用。利用液压推进马达驱动凿岩机3和锚杆安装装置5前进，钻杆连接部31让钻杆2插入（即能够驱动钻杆2旋转，还能够顶压钻杆2让钻杆2钻入岩面内），打开回转马达32驱动钻杆2旋转、打开液压推进马达推进钻杆2的钻头到岩面时打开冲击（推动钻杆2来回打击），开孔的时候采用弱冲击（冲击频率低、压力小），强弱取决于凿岩机3。

S10、开孔完成后，进行钻孔操作；

在本实施例中，开孔完成后，采用强冲击（冲击频率高、压力大，如17.5Mpa）进行钻孔 (注意观察旋转、冲击、推进压力表)。在钻孔过程中，由于钻杆2较长，此时中部托纤器机构12会托住钻杆2，使其不会晃动，当凿岩机3离中部托纤器机构12 50cm 时，打开中部托纤器机构12，然后移动到一侧来避让凿岩机3。

S20、钻孔完毕后，凿岩机3后退到初始位置，通过侧移滑座14将凿岩机3和钻杆2移动至伸缩推进梁1一侧，以让出锚杆4的操作空间；

在本实施例中，凿岩机3停止工作和回退并移开，为接下来的打设锚杆4注浆操作提供空间。

S30、通过锚杆举纤器6驱动锚杆4移动到钻孔位置，对准孔口；

在本实施例中，锚杆举纤器6只要将锚杆4举升到最大行程或者软件限定的目标距离，即可以让锚杆4对准钻孔的位置。

S40、通过安装举升驱动器52将锚杆连接部51对准锚杆4尾端推动锚杆4插入孔内，利用锁付驱动器将锚杆连接部51与锚杆4连接固定，通过张拉驱动器55对锚杆4施加预应力并对注浆口进行注浆操作；

S50、待浆液溢出后停止注浆，收回张拉驱动器55并通过安装锁付驱动器脱开锚杆4；

S60、锚杆举纤器6回退，伸缩推进梁1后退离开施工面，凿岩机3回退；

在本实施例中，此步骤相当于各机构回到初始位置，钻杆2被前导向机构11带回到初始的钻孔位置，凿岩机3也回到初始位置，一切回到钻孔前。

S70、循环S00~S60步骤，进行下一个孔的钻孔操作。

本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.钻装锚注一体化智能锚杆机构，安装于锚杆台车上，其特征在于，包括：

钻杆，安装于伸缩推进梁上，用于进行凿岩和钻孔操作；

凿岩机，安装于伸缩推进梁上，用于驱动所述钻杆旋转和沿伸缩推进梁长度方向来回移动；

锚杆，安装于伸缩推进梁上，用于注浆操作；

锚杆安装装置，安装于伸缩推进梁上，用于驱动所述锚杆沿伸缩推进梁长度方向来回移动以及对锚杆进行注浆操作；

伸缩推进梁，设有与所述凿岩机配合的侧移滑座、用于驱动所述锚杆移动的锚杆举纤器、用于顶压在施工面上的钻臂、用于驱动所述凿岩机和所述锚杆安装装置沿所述伸缩推进梁长度来回移动的伸缩驱动器；

防滑移装置，设于所述钻臂朝向施工面的一侧，通过钻孔定位固定于施工面上；

其中，所述凿岩机靠近所述钻杆的一侧设有钻杆连接部，该钻杆连接部通过所述凿岩机上的回转马达驱动旋转，实现与所述钻杆的连接和脱开以及驱动所述钻杆旋转；

所述锚杆安装装置包括与所述锚杆连接的锚杆连接部、用于驱动所述锚杆连接部与所述锚杆对接的安装举升驱动器、用于与所述锚杆固定的锁付驱动器、用于给所述锚杆施加预应力的张拉驱动器以及用于对所述锚杆提供注浆液的注浆连接口；

所述侧移滑座用于驱动所述凿岩机沿所述伸缩推进梁宽度方向来回移动，以脱开和连接所述锚杆安装装置。

2.如权利要求1所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述侧移滑座上设有侧移驱动器，该侧移驱动器用于驱动所述凿岩机带动所述钻杆移动至钻孔位置的一侧，用于避让所述锚杆的进锚杆操作。

3.如权利要求2所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述伸缩推进梁位于所述防滑移装置的一端还设有前导向机构，该前导向机构与所述钻杆配合，用于配合所述侧移驱动器将所述钻杆移动至钻孔位置的一侧，用于避让所述锚杆的进锚杆操作以及对所述钻杆进行导向。

4.如权利要求1所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述伸缩推进梁上设有用于对钻杆限位固定的中部托纤器机构，所述中部托纤器机构通过来回摆动实现对所述钻杆的限位和接触限位，且不干涉所述钻杆的旋转。

5.如权利要求1-4任意一项所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述防滑移装置包括用于顶压在施工面上的柔性顶头、用于进行定位钻孔的防滑移钻头、用于驱动所述防滑移钻头转动的旋转马达、用于安装所述防滑移钻头的钻头底座、用于安装所述旋转马达的前端固定座以及设于所述防滑移钻头和所述前端固定座之间的推进弹簧。

6.如权利要求5所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述防滑移钻头位于所述柔性顶头中心处并能够伸缩进出所述柔性顶头的中心孔。

7.如权利要求6所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述伸缩推进梁上设有用于驱动所述钻臂沿所述伸缩推进梁长度方向来回移动的补偿伸缩油缸，通过补偿伸缩油缸实现所述钻臂的位置补偿。

8.如权利要求1-4任意一项所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述凿岩机上设有进水管和进气管，通过所述进水管通入冷却水进行钻孔降温和清洗操作，通过所述进气管通入润滑油气起到润滑作用。

9.如权利要求1-4任意一项所述的钻装锚注一体化智能锚杆机构，其特征在于，所述伸缩推进梁上设有用于驱动伸缩推进梁实现平立动作的俯仰驱动器以及用于驱动伸缩推进梁转动的螺旋摆动油缸，该螺旋摆动油缸的另一端安装于锚杆台车上。

10.如权利要求1-9任意一项所述钻装锚注一体化智能锚杆机构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

S00、调整钻臂角度，将钻臂上的防滑移装置抵接在施工面上，并通过防滑移装置钻孔定位在施工面上；

开启凿岩机，对钻杆同时进行推进和旋转驱动，进行冲击操作；

S10、开孔完成后，进行钻孔操作；

S20、钻孔完毕后，凿岩机后退到初始位置，通过侧移滑座将凿岩机和钻杆移动至伸缩推进梁一侧，以让出锚杆的操作空间；

S30、通过锚杆举纤器驱动锚杆移动到钻孔位置，对准孔口；

S40、通过安装举升驱动器将锚杆连接部对准锚杆尾端推动锚杆插入孔内，利用锁付驱动器将锚杆连接部与锚杆连接固定，通过张拉驱动器对锚杆施加预应力并对注浆口进行注浆操作；

S50、待浆液溢出后停止注浆，收回张拉驱动器并通过安装锁付驱动器脱开锚杆；

S60、锚杆举纤器回退，伸缩推进梁后退离开施工面，凿岩机回退；

S70、循环S00~S60步骤，进行下一个孔的钻孔操作。