CN207377491U - 一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置 - Google Patents

Abstract

一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，该施工装置包括底盘支撑组件，动力行走组件，定位调整组件、钻孔组件和控制机构，控制机构与定位调整组件和钻孔组件电连接，用以调控定位调整组件和钻孔组件分别完成边坡钻孔的定位和钻孔作业；本实用新型操作简单，锚固钻孔施工方便，无需搭设和拆除脚手架，即能一次性完成边坡防护钻孔工作。同时，可方便的进行不同高度调节，满足多级边坡的钻孔需求。劳动强度低，施工效率高，钻孔精准度高，且施工安全性好。

Description

一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置

技术领域

本实用新型涉及建筑工程用机械设备技术领域，具体的说是一种适用于高速公路、铁路、房建基础等工程的开挖边坡防护锚固钻孔用的施工装置。

背景技术

目前国内在山区修建铁路、高速公路或者进行房建防护项目等工程中通常采用锚固技术加固岩土边坡。普通的施工方式往往在对坡面钻锚固孔之前，先用脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，然后把沉重的钻孔机抬到平台上。在钻好一个孔后，又要把钻孔机从这个平台拆卸下来，再由人工将钻孔机沿脚手架移动至下一个钻孔位置上安装固定，再施钻下一个孔。即：借助脚手架安放钻机进行边坡钻孔成了不可逾越的屏障。而该防护钻孔过程既要保证用脚手架所搭设的平台满足相应的承载能力和稳定条件，还要保证把钻孔机根据坡面测放的孔位准确安装固定。可见此项施工作业方式难度大，施工量大，施工周期长，生产成本高。在实施钻孔作业需要较多的人工，且对施工人员造成的危险性也较大，劳动强度高。同时，租、购搭设脚手架的钢管成本较高，施工周期长，用工多，工作效率低。

除此之外，现有的锚固钻孔装置在钻孔作业时通常需要频繁的更换钻杆来达到钻孔深度。这是因为：常规的边坡防护用锚杆长度为8-15m（即钻机成孔需8-15m）。而目前国内市场上的钻机钻杆长度通常为1-3m。因此，钻孔3m以下时，每钻进3m需要安装拆卸一次钻杆，钻孔3m以上时，高度边坡需1-1.5m拆卸一次钻杆，进行多根钻杆之间的轴向连接才能进行持续钻进作业。这种施工方式，造作繁琐，强度极大，效率低下。

另外，现有的锚固钻孔施工方式作业高度较高，在钻孔时孔位方向繁杂，不易控制。这是因为：在深挖防护作业面方面，国内通常采用8-10m分级，1：0.5—1:1.5的坡比。对于一些特殊的施工地带甚至需要开挖多级边坡进行锚固防护。在如此高度的斜坡上作业时，想要精准的放出每一个孔的位置难度可想而知。

综上所述，目前在高陡边坡锚固钻孔施工方面，由于受到施工条件、施工规范和施工安全等要求的限制，使得钻孔作业费时、费力、工作效率低，成本过高，且作业安全隐患多。因此，制备研究一种能够使边坡锚固钻孔工程施工安全、方便、快捷、省时省力、降低施工成本、保证施工质量的设备实为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种操作简单，锚固钻孔施工方便，无需搭设和拆除脚手架，即能一次性完成边坡防护钻孔工作。同时，可方便的进行不同高度调节，满足多级边坡的钻孔需求。劳动强度低，施工效率高，钻孔精准度高，且施工安全性好的边坡锚固钻孔用施工装置。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，该施工装置包括底盘支撑组件，动力行走组件，定位调整组件、钻孔组件和控制机构，控制机构与定位调整组件和钻孔组件电连接，用以调控定位调整组件和钻孔组件分别完成边坡钻孔的定位和钻孔作业；

所述的底盘支撑组件呈平台状设置在动力行走组件上，所述的定位调整组件包括能够相互折叠的定位臂Ⅰ和定位臂Ⅱ以及两个角度调整液压缸，其中，定位臂Ⅰ的一端与定位臂Ⅱ铰接，另一端通过一个铰接座设置在底盘支撑组件上，所述的两个角度调整液压缸，一个设置在底盘支撑组件上，用于对定位臂Ⅰ相对底盘支撑组件的抬起角度进行调整，另一个设置在定位臂Ⅰ上，用于对定位臂Ⅱ与定位臂Ⅰ之间的铰接夹角进行调整；

所述的钻孔组件包括设置在定位臂Ⅱ上的滑架以及安装在滑架上的钻杆、回转马达、链条给进机构和提升马达，其中，钻杆由回转马达驱动实现旋转作业，且钻杆和回转马达均固定设置在链条给进机构上，该链条给进机构由提升马达驱动，带动钻杆和回转马达沿滑架的长度方向来回运动。

优选的，所述的动力行走组件为履带车、步履车或轮式底盘车。

优选的，所述的控制机构与动力行走组件电连接，使控制机构能够调控动力行走组件带动整个施工装置完成行进作业。

优选的，所述滑架上设置有用于为钻杆的钻孔作业进行导向的激光定位仪。

优选的，所述的底盘支撑组件上还设置有一个用于人工攀爬边坡使用的伸缩梯，该伸缩梯的底端卡设安装在伸缩梯滑道内，该伸缩梯滑道固定设置在底盘支撑组件的上表面上，且伸缩梯滑道上还设置有用于对伸缩梯的位置进行固定的锁紧装置。

优选的，所述的定位臂Ⅰ可以是一段臂式结构，也可以是由至少两段相互嵌套设置的杆件组成，在定位臂Ⅰ上还设置有能够带动杆件进行伸缩调整的动力组件，该动力组件与控制机构电连接。

优选的，所述定位臂Ⅰ相对底盘支撑组件的抬起角度范围为-10-90°。

优选的，所述的定位臂Ⅱ在沿其长度方向上设置有一个定位滑道，所述的滑架设置在该定位滑道上，定位臂Ⅱ上还设置有一个与滑架连接的补偿液压缸，该补偿液压缸与控制机构电连接，并能够带动滑架在定位滑道上来回运动，所述的定位滑道上还设置有用于对滑架在定位滑道上的位置进行固定的锁紧装置。

优选的，在所述滑架上还设置有多个用于对钻杆的中心轴进行径向定位的定位托架。

优选的，所述的施工装置还包括与控制机构电连接的降尘组件，该降尘组件包括高压注水泵、空压机、雾化混合装置和输料管，所述的高压注水泵和空压机分别经由不同的输料管将高压水以及压缩空气输送至雾化混合装置中，所述雾化混合装置的输出端与空心钻杆的中心通孔连接，用以将其输出的高压水雾输送至钻杆前端的钻头处进行降尘。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的高陡边坡锚固钻孔用施工装置通过定位调整组件和钻孔组件等结构的设置，可一次性完成边坡锚固的定位和钻孔作业，施工效率高，安全可靠性好，无需人工多次更换、连接钻杆。同时，整个施工过程无需过多人工参与，避免了人工搭设和拆除脚手架的带来的安全隐患和劳动强度，大大减少了工人的劳动量。施工过程操作方便，自动化程度高，劳动强度低，大大缩短了锚固钻孔的施工时间，也降低了施工成本，钻孔作业精准度高，工程质量好。

2、本实用新型的施工装置，在滑架上设置了链条给进机构，其对于钻杆的推进及提升行程达到0-15.2m，从而满足成孔深度，使得钻孔组件在不换钻杆的情况可一次性成孔，大大降低劳动强度。同时，滑架上多个定位托架的设置，限制了钻杆钻进过程中的旋转摆度，使得钻杆在钻进过程中可保持与回转电机的同心状态，从而减小摆动产生的震动，稳定性好。

3、本实用新型在施工装置中，通过多段相互嵌套杆件式定位臂Ⅰ的设置，使得用于钻孔的钻孔组件可根据施工时的现场状况随时调节自身的升举操作高度和钻孔角度，以满足不同高度或不同方位锚固钻孔的施工需求。装置整体最多可满足三十几米的高度钻设需求，操作灵活性强，自适应性好，解决了边坡防护3级开挖的技术难题。

4、本实用新型的施工装置，通过在定位臂Ⅱ上设置牵引滑架移动的补偿液压缸，使得钻孔组件在不移位的情况下满足本坡比与不同坡比之间钻机与孔位的有效结合，从而使钻机定位装置与坡面结合，增强稳定性。

5、本实用新型采用履带车、步履车或轮式底盘车等作为施工装置中的行进组件。多种可选择的不同底盘移动组件行走方式灵活，在跨越施工现场的小型凸起、凹坑等障碍物时能够保持装置整体的平稳性，环境适应性好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中钻孔组件的结构示意图；

图3为本实用新型中降尘组件的结构示意图；

图中标记：1、底盘支撑组件，101、钻头，2、动力行走组件，3、控制机构，4、边坡，5、定位臂Ⅰ，6、定位臂Ⅱ，7、角度调整液压缸，8、铰接座，9、滑架，10、钻杆，11、回转马达，12、链条给进机构，13、提升马达，14、激光定位仪，15、伸缩梯，16、伸缩梯滑道，17、定位滑道，18、补偿液压缸，19、定位托架，20、高压注水泵，21、空压机，22、雾化混合装置，23、输料管，24、冲击器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

如图所示，一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，该施工装置包括底盘支撑组件1，动力行走组件2，定位调整组件、钻孔组件和控制机构3，控制机构3与定位调整组件和钻孔组件电连接，用以调控定位调整组件和钻孔组件分别完成边坡4钻孔的定位和钻孔作业；

所述的底盘支撑组件1呈平台状可拆卸设置在动力行走组件2上，底盘支撑组件1上设置有一个用于人工攀爬边坡4使用的伸缩梯15，该伸缩梯15的底端卡设安装在伸缩梯滑道16内，该伸缩梯滑道16固定设置在底盘支撑组件1的上表面上，且伸缩梯滑道16上还设置有用于对伸缩梯15的位置进行固定的锁紧装置。

所述的动力行走组件2为履带车、步履车或轮式底盘车，可根据实际情况进行常规选择。当然，动力行走组件2也可以选择与控制机构3电连接，使控制机构3能够调控动力行走组件2带动整个施工装置完成行进作业。

所述的定位调整组件包括能够相互折叠的定位臂Ⅰ5和定位臂Ⅱ6以及两个角度调整液压缸7，其中，定位臂Ⅰ5的一端与定位臂Ⅱ6铰接，另一端通过一个铰接座8设置在底盘支撑组件1上，铰接座8的下方还设置有一个万向转盘，可攒足铰接座8带动定位臂Ⅰ5在底盘支撑组件1上表面360°旋转。所述的两个角度调整液压缸7，一个设置在底盘支撑组件1上，用于对定位臂Ⅰ5相对底盘支撑组件1的抬起角度进行调整，其调整的角度范围为-10-90°（由于铰接座8本身有一定高度），另一个设置在定位臂Ⅰ5上，用于对定位臂Ⅱ6与定位臂Ⅰ5之间的铰接夹角进行调整，其调整的角度为使定位臂I与定位臂II的张开角度为0-120°。所述的定位臂Ⅰ5由至少两段相互嵌套设置的杆件组成，在定位臂Ⅰ5上还设置有能够带动杆件进行伸缩调整的动力组件，该动力组件与控制机构3电连接，控制其伸缩。所述的定位臂Ⅱ6在沿其长度方向上设置有一个定位滑道17，所述的滑架9设置在该定位滑道17上，定位臂Ⅱ6上还设置有一个与滑架9连接的补偿液压缸18，该补偿液压缸18与控制机构3电连接，并能够带动滑架9在定位滑道17上来回运动，所述的定位滑道17上还设置有用于对滑架9在定位滑道17上的位置进行固定的锁紧装置。

所述的钻孔组件包括设置在定位臂Ⅱ6上的滑架9以及安装在滑架9上的钻杆10、回转马达11、链条给进机构12和提升马达13，其中，钻杆10由回转马达11驱动实现旋转作业，且钻杆10和回转马达11均固定设置在链条给进机构12上，该链条给进机构12由提升马达13驱动，带动钻杆10和回转马达11沿滑架9的长度方向来回运动。滑架9上设置有用于为钻杆10的钻孔作业进行导向的激光定位仪14。在所述滑架9上还设置有多个用于对钻杆10的中心轴进行径向定位的定位托架19。

所述的施工装置还包括与控制机构3电连接的降尘组件，该降尘组件包括高压注水泵20、空压机21、雾化混合装置22和输料管23，所述的高压注水泵20（内部压强为0-3MPa，用于控制进水量）和空压机21（内部压强为1MPa，用于制备压缩空气）分别经由不同的输料管23将高压水以及压缩空气输送至雾化混合装置22中，所述雾化混合装置22的输出端与空心钻杆10的中心通孔连接，用以将其输出的高压水雾输送至钻杆10前端经由冲击器24到达钻头101处进行降尘。

本实用新型的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置结构简单、使用方便，其涉及到的高速公路、铁路及房建基础开挖防护工程，可满足

潜孔钻钻杆举升高度和角度的调整，钻孔过程无需频繁更换钻杆，同时，还降低了放点的难度和操作工人的劳动强度，提高了钻孔的精准度，使得锚固钻孔防护工作效率倍升，一举打破传统施工工艺，颠覆行业认知。

本实用新型在使用效果上，具有以下几点显著优势：

1、行走方式：采用步履式、履带式、轮式底盘，解决钻机底盘重量，移动、行走、转场更加便捷。

2、解决脚手架问题：采用折叠设置的定位臂Ⅰ和定位臂Ⅱ，使定位臂Ⅰ在不伸缩的前提才举升高度达到10-13m，满足目前公路、铁路8-10m分级需求，从而摈弃脚手架搭拆等繁琐工艺。

3、解决多级开挖问题：采用可伸缩式定位臂Ⅰ，使钻机钻孔垂直高度可延伸至32m，一举解决在公路铁路上边坡防护3级开挖的世纪难题。

4、解决钻杆长度及行程问题：在滑架上设置了链条给进机构，其能够带动钻杆推进及提升行程达到0-15.2m，从而满足成孔深度，使得在不换钻杆的情况下一次成孔，大大降低劳动强度。

5、解决钻杆钻进过程中钻杆旋转摆度：在8-15m钻杆中间部位设置1-2道定位托架，使得钻杆在钻进过程中时刻保持同心状态，从而减小摆动产生的震动。

6、解决坡比的不同与孔位间的距离及角度差异：在折叠式定位调整组件的定位臂Ⅱ上设置安装了补偿液压缸，使得钻孔组件在不移位的情况下满足本坡比与不同坡比之间钻机与孔位的有效结合，从而使钻机定位装置与坡面结合，增强稳定性。

7、解决劳动力低下：由传统的5-6人搭拆脚手架操作一台小功率潜孔钻到一人操作，节约人工5-6倍，到不换钻杆节约时间5倍以上，从传统的脚手架雨天无法施工到风雨无阻地的24小时轮班，极大地增强了工作效率，降低了劳动强度。

8、解决了放线布桩的问题：传统的放线布桩只能是逐条线逐个桩布点，误差奇大，不易控制。本施工装置则只需放距地面最低一排孔位，利用垂直举升原理无需布桩直接在坡面上钻进2-10排孔位，更高效便捷，省时省工。

9、由于采取了更灵活的行走模式，更人性化的配置，使得场内作业高效便捷，转场自行上车下车，无需吊车等机械配合，更加便利。

综上所述，本实用新型装置整体具有优异的环境适应能力，工作效率高，施工过程方便快捷、减少了劳动强度，大大降低了施工成本，带来稳固的经济效益，适合推广使用。

Claims (10)

1.一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：该施工装置包括底盘支撑组件（1），动力行走组件（2），定位调整组件、钻孔组件和控制机构（3），控制机构（3）与定位调整组件和钻孔组件电连接，用以调控定位调整组件和钻孔组件分别完成边坡（4）钻孔的定位和钻孔作业；

所述的底盘支撑组件（1）呈平台状设置在动力行走组件（2）上，所述的定位调整组件包括能够相互折叠的定位臂Ⅰ（5）和定位臂Ⅱ（6）以及两个角度调整液压缸（7），其中，定位臂Ⅰ（5）的一端与定位臂Ⅱ（6）铰接，另一端通过一个铰接座（8）设置在底盘支撑组件（1）上，所述的两个角度调整液压缸（7），一个设置在底盘支撑组件（1）上，用于对定位臂Ⅰ（5）相对底盘支撑组件（1）的抬起角度进行调整，另一个设置在定位臂Ⅰ（5）上，用于对定位臂Ⅱ（6）与定位臂Ⅰ（5）之间的铰接夹角进行调整；

所述的钻孔组件包括设置在定位臂Ⅱ（6）上的滑架（9）以及安装在滑架（9）上的钻杆（10）、回转马达（11）、链条给进机构（12）和提升马达（13），其中，钻杆（10）由回转马达（11）驱动实现旋转作业，且钻杆（10）和回转马达（11）均固定设置在链条给进机构（12）上，该链条给进机构（12）由提升马达（13）驱动，带动钻杆（10）和回转马达（11）沿滑架（9）的长度方向来回运动。

2.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的动力行走组件（2）为履带车、步履车或轮式底盘车。

3.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的控制机构（3）与动力行走组件（2）电连接，使控制机构（3）能够调控动力行走组件（2）带动整个施工装置完成行进作业。

4.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述滑架（9）上设置有用于为钻杆（10）的钻孔作业进行导向的激光定位仪（14）。

5.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的底盘支撑组件（1）上还设置有一个用于人工攀爬边坡（4）使用的伸缩梯（15），该伸缩梯（15）的底端卡设安装在伸缩梯滑道（16）内，该伸缩梯滑道（16）固定设置在底盘支撑组件（1）的上表面上，且伸缩梯滑道（16）上还设置有用于对伸缩梯（15）的位置进行固定的锁紧装置。

6.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的定位臂Ⅰ（5）由至少两段相互嵌套设置的杆件组成，在定位臂Ⅰ（5）上还设置有能够带动杆件进行伸缩调整的动力组件，该动力组件与控制机构（3）电连接。

7.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述定位臂Ⅰ（5）相对底盘支撑组件（1）的抬起角度范围为-10-90°。

8.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的定位臂Ⅱ（6）在沿其长度方向上设置有一个定位滑道（17），所述的滑架（9）设置在该定位滑道（17）上，定位臂Ⅱ（6）上还设置有一个与滑架（9）连接的补偿液压缸（18），该补偿液压缸（18）与控制机构（3）电连接，并能够带动滑架（9）在定位滑道（17）上来回运动，所述的定位滑道（17）上还设置有用于对滑架（9）在定位滑道（17）上的位置进行固定的锁紧装置。

9.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：在所述滑架（9）上还设置有多个用于对钻杆（10）的中心轴进行径向定位的定位托架（19）。

10.根据权利要求书1所述的一种高陡边坡锚固钻孔用施工装置，其特征在于：所述的施工装置还包括与控制机构（3）电连接的降尘组件，该降尘组件包括高压注水泵（20）、空压机（21）、雾化混合装置（22）和输料管（23），所述的高压注水泵（20）和空压机（21）分别经由不同的输料管（23）将高压水以及压缩空气输送至雾化混合装置（22）中，所述雾化混合装置（22）的输出端与空心钻杆（10）的中心通孔连接，用以将其输出的高压水雾输送至钻杆（10）前端的钻头（101）处进行降尘。