CN212620398U - 一种拉杆隧道爆破开挖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拉杆隧道爆破开挖装置，至少包括：开槽机组、支架组件和行进组件，开槽机组可移动地设于支架组件的第一表面，其移动方向平行于行进组件的行进方向；支架组件包括设置于其表面上的定形支架和设置于其内部的控制支架，定形支架通过控制支架实现固定连接；支架组件的第二表面通过提升组件与行进组件连接，并可通过提升组件调整支架组件的高度。本实用新型通过设置开槽机组，可实现在隧道的先开槽后形成缓冲空间与凌空面再进行爆破这样对于洞身墙壁得到保护，也能节约炸药，并控制超开挖，同时节约了初期支护成本；此外，通过同一施工面进行分段施工，提高了隧道开挖的质量与整体施工效率。

Description

一种拉杆隧道爆破开挖装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种拉杆隧道爆破开挖装置。

背景技术

隧道是公路、铁路、引水等建设的重点和关键工程。目前国家高速铁路、公路的发展，隧道越来越多，规模越来越大，以及其它地下工程的发展，对隧道及地下工程安全、质量提出更高要求。随着隧道建设的发展和科技的进步，隧道开挖方法得到了迅猛发展。比较常用的开挖方法有钻爆法、盾构法和掘进机法。由于钻爆法对地质条件适应性强，开挖成本低，特别适用于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，因此钻爆法仍是当前国内外常用的隧道开挖方法。而在隧道开挖爆破中，掏槽爆破一直是一项比较关键的爆破技术，掏槽爆破的主要作用是掘进。其目的是在只有一个临空面的条件下，首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴，然后通过槽穴进行爆破。因此，从这个角度来看，这个槽穴也是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。

在使用钻爆法进行隧道爆破开挖的过程中，常用到许多辅助开挖的装置，例如，专利号为CN206655701U的中国专利公开了一种隧道开挖支护控制支架，包括控制支架门架、提升盒、右滑道、工作平台、提升架横梁和左滑道，所述工作平台的左右两侧分别设有左滑道和右滑道，左滑道和右滑道的上端跨设固定有提升架横梁，提升架横梁的中部设有电动葫芦，左滑道和右滑道之间设有提升盒，工作平台的下侧两端均固定设有控制支架门架，工作平台的下方于两个控制支架门架之间为控制支架门洞，控制支架门架的下端设有电动行走系统，两个控制支架门架的外侧上部和下部分别设有第一伸缩平台和第二伸缩平台，提升架横梁的顶部设有第三伸缩平台。该实用新型方便对重物进行提升，可靠性高，安全性好，实现台架的独立运动，方便操作，能够缩短工序作业时间，减少工序衔接时间。然而隧道爆破对钻孔质量要求高，既要使隧道方向正确，满足精度要求，又要使爆破后隧道断面达到设计标准，不允许欠挖和超挖过大。因此，在保证钻孔位置、方向和深度准确，达到设计开挖要求的前提下，还需要对开挖区域和固定墙壁之间进行额外的保护措施，防止爆破不满足或超出预定区域，从而增加后续修补作业量。而上述技术方案并未涉及用于解决上述技术问题的技术方案。因此，有必要对现有技术进行改进，以获得一种能够在实现对隧道爆破质量的控制的隧道爆破开挖装置。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于实用新型人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种拉杆隧道爆破开挖装置，至少包括：开槽机组、支架组件和行进组件，开槽机组可移动地设于支架组件的第一表面，其移动方向平行于行进组件的行进方向；支架组件包括设置于其表面上的定形支架和设置于其内部的控制支架，定形支架通过控制支架实现固定连接；支架组件的第二表面通过提升组件与行进组件连接，并可通过提升组件调整支架组件的高度。

根据一个优选实施方式，开槽机组至少包括通过垂直于支架组件的第一表面的支撑架进行连接的刀轮组件，其中，刀轮组件包括可转动地安装于刀片主体侧边上的割锯链条，割锯链条与设置于支架组件的第一表面的远离开挖断面的动力轮啮合，割锯链条在与动力轮连接的电机的驱动下沿刀片主体的侧边进行转动。

根据一个优选实施方式，开槽机组能够沿支架组件的第一表面的轨道进行移动，在刀轮组件与轨道靠近开挖断面之间设有用于对待开挖断面进行定位的定位组件；电机通过电机座连接在所述轨道内，并通过电机轴将动力输出至动力轮。

根据一个优选实施方式，行进组件包括与提升组件连接的车轮，车轮能够沿平行于洞口设置的轮槽进行移动。

根据一个优选实施方式，割锯链条的各链节的外沿设有若干齿状割锯部，割锯部朝割锯链条的移动方向上弯曲。

根据一个优选实施方式，刀片主体与支架组件相对一侧的中部设有用于实现支撑架卡接的卡槽，卡槽的轴线方向与轨道的走向平行。

根据一个优选实施方式，提升组件为液压杆；提升组件至少包括两组对称布置并将支架组件与行进组件进行固定连接的液压升降杆；其中，液压升降杆的底部固定连接在车轮上，液压升降杆的顶部固定连接在支架组件的第二表面上。

根据一个优选实施方式，支架组件与开槽机组之间还固定设有与定形支架具有相同弧度的拱形的保护钢板。

根据一个优选实施方式，支撑架之间设有平行于刀轮组件的若干钢丝绳。

根据一个优选实施方式，定形支架具有锥度的拱形结构；其中，定形支架靠近开挖端面的一端的弧面半径大于远离开挖断面的一端的弧面半径。

本实用新型的有益技术效果：

(1)本实用新型通过设置开槽机组，可实现在隧道的待爆破区域与固定壁体之间开凿出间歇空间，将待爆破区域与固定壁体之间进行分离，从而使得在爆破过程中，能够提供缓冲空间，减小爆炸产生的冲击力，确保隧道的固定壁体不受爆炸冲击，防止过度爆破的情况发生；

(2)本实用新型通过将开槽机组集成在控制支架上，可以实现前端取槽、钻研、爆破、除渣、后端支护和喷浆等工序的分段施工，从而形成流水线作业，提高了作业效率。

附图说明

图1是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置的正视图；

图2是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置开凿组件的结构示意图；

图3是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置刀片主体的俯视图；

图4是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置刀片主体的仰视图；

图5是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置割锯链条的结构示意图；和

图6是本实用新型的拉杆隧道爆破开挖装置的施工流程示意图。

附图标记列表

1：开槽机组 2：定形支架 3：提升组件

4：车轮 5：轮槽 6：保护钢板

7：控制支架 8：定位组件 9：支撑架

10：刀轮组件 11：钢丝绳 12：电机

13：电机座 14：刀片主体 15：卡槽

16：割锯链条 17：动力轮 18：割锯部

19：电机轴

具体实施方式

下面结合附图1和2进行详细说明。

本实用新型提供一种拉杆隧道爆破开挖装置，至少包括：开槽机组1、支架组件和行进组件。开槽机组1可移动地设于支架组件的第一表面，其移动方向平行于行进组件的行进方向。支架组件包括设置于其表面上的定形支架2和设置于其内部的控制支架7。所述定形支架2通过控制支架7实现固定连接。支架组件的第二表面通过提升组件3与行进组件连接，并可通过提升组件3调整支架组件的高度。在进行隧道先开槽后爆破过程时，通过驱使支架组件沿轮槽5行进至待开挖断面，通过提升组件3对支架组件的高度进行调节，以便于开挖装置进入隧道区域。待该开挖装置到达指定区域后，通过驱使开槽机组1使其沿该开挖装置的行进方向移动，并抵靠至待开挖断面，此时通过提升组件3调整支架组件上的开槽机组1的高度以使得开槽机组1 处于待开挖断面的待爆破区域与保留区域之间，从而使得开槽机组1能够通过机械作用在待开挖断面上形成缓冲间隙。连续的缓冲间隙所形成的轮廓与隧道轮廓一致。优选的，支架组件为拱形结构，其整体构型与待开挖的隧道的拱形一致。支架组件上设有若干开槽机组1。开槽机组1通过卡接的方式可移动地连接在支架组件的第一表面上。开槽机组1的排布方向平行于支架组件的行进方向。开槽机组1的其中一端至少能够伸出支架组件的相对应的一端之外。支架组件底部设有用于在轮槽5内移动的车轮4。车轮4为轮轨车轮。优选的，车轮4直径为60-100cm。

根据一个优选实施方式，开槽机组1至少包括通过垂直于支架组件的第一表面的支撑架9进行连接的刀轮组件10。其中，刀轮组件10包括可转动地安装于刀片主体14侧边上的割锯链条16。割锯链条16与设置于支架组件的第一表面的远离开挖断面的动力轮17啮合。割锯链条16能够在与动力轮17连接的电机12的驱动下沿刀片主体14的侧边进行转动。其中，割锯链条16为主要的开挖断面间歇区域的作用部件，主要通过将转动的割锯链条16靠近开挖断面，以割锯链条16的外侧来对开挖面的壁体进行切割。优选的，割锯链条16的厚度大于刀片主体14的厚度。优选的，割锯链条 16的厚度为3-4cm。刀片主体14厚度为2-3cm。

根据一个优选实施方式，开槽机组1能够沿支架组件的第一表面的轨道 20进行移动。在刀轮组件10与轨道20靠近开挖断面之间设有用于对待开挖断面进行定位的定位组件8。电机12通过电机座13通过卡接的方式可移动地连接在轨道20内，并通过电机轴19将动力输出至动力轮17。优选的，轨道20为T型滑槽，电机座13为相适配的T型机座或滚轮。优选的，定位组件8与轨道20固定连接。优选的，电机12与刀轮组件14中的刀片主体14固定连接。支撑架9、刀轮组件10和电机12构成一个整体，其可通过电机座13沿轨道20实现整体滑动。

根据一个优选实施方式，行进组件包括与提升组件3连接的车轮4，车轮4能够沿平行于洞口设置的轮槽5进行移动。

根据一个优选实施方式，割锯链条16的各链节的外沿设有若干齿状割锯部18，割锯部18朝割锯链条16的移动方向上弯曲。优选的，割锯部18 的材质为Q235钢材。通过设置弯曲的齿状割据结构，可增大割锯部与开挖断面之间的割据角度，提高了对开挖断面的效果；同时，由于弯曲部分结构的存在，能够将割据产生的间隙中的岩土刮出，防止其产生堆积而对割锯部产生损坏，提高了装置使用寿命。

根据一个优选实施方式，刀片主体14与支架组件相对一侧的中部设有用于实现支撑架9卡接的卡槽15。卡槽15的轴线方向与轨道20的走向平行。通过设置卡槽，可将支撑架以卡接的方式与刀片主体进行连接，从而保证开槽机组1在竖直方向上的稳定性。优选的，卡槽15的宽度至少大于 2cm，长度为2m。

根据一个优选实施方式，提升组件3为液压杆。提升组件3至少包括两组对称布置并将支架组件与行进组件进行固定连接的液压升降杆。其中，液压升降杆的底部固定连接在车轮4上。液压升降杆的顶部固定连接在支架组件的第二表面上。优选的，提升组件3相对布置在支架组件的两侧。优选的，提升组件3可为剪叉升降机构。通过设置提升组件3，可实现对支架组件和开槽机组1的高度的调节，一方面可降低高度以便于该开挖装置顺利进入隧道，另一方面可根据需要对间隙缓冲区域的高度进行调整。

根据一个优选实施方式，支架组件与开槽机组1之间还固定设有与定形支架2具有相同弧度的拱形的保护钢板6。通过设置保护钢板，可实现对操作人员的保护。优选的，保护钢板与开槽机组1的间距为1-1.5m。

根据一个优选实施方式，支撑架9之间设有平行于刀轮组件10的若干钢丝绳11。通过设置平行于刀轮组件的若干钢丝绳，可提高开槽机组的结构强度与稳定性，提高装置的整体作用效果。

根据一个优选实施方式，开槽机组1之间的中心轴线相互平行。优选的，开槽机组1之间的间距为3cm。具体开槽机组1的数量和宽度根据所开挖的隧道的大小来决定。优选的，开槽机组1的数量为20个。

根据一个优选实施方式，定形支架2具有锥度的拱形结构。其中，定形支架2靠近开挖端面的一端的弧面半径大于远离开挖断面的一端的弧面半径。即，定形支架2平行于行进方向上的中心轴线与水平线存在夹角。由此，设于定形支架2上的开槽机组1的割锯端相对于水平位置至少高于开槽机组1的驱动端。优选的，该锥度为6‰。通过设置坡度，可确保开槽机组1 中行进方向上顺利前进，以便进行断面的依次割锯。

为了便于理解，将本实用新型的一种拉杆隧道爆破开挖装置的工作原理进行说明。

在使用本实用新型的一种拉杆隧道爆破开挖装置进行隧道爆破开挖时，首先将该开挖装置驱动到指定的开挖断面前，然后调整提升组件将开槽机组调整至指定的间隙开凿区域，并通过开槽机组的机械作用将岩土从开挖断面上清除以形成间隙缓冲空间。通过在开挖区域与固定墙壁之间割锯出间隙部分，然后再进行爆破的有点在于，一方面由于间隙的存在，开挖面的爆破区域可以实现单独分离，只需采用更少的炸药就能使开挖区域的岩土从壁体上脱落，从而可以节省炸药的使用量。另一方面，由于间隙部分的存在，可以对开挖面的爆破区域产生的冲击力起到缓冲作用，从而达到对墙壁进行保护的目的，防止因为过度爆破需要对墙壁进行修补的情况发生。本实用新型通过设置开槽机组，可实现在隧道的先开槽后形成缓冲空间与凌空面再进行爆破这样对于洞身墙壁得到保护，也能节约炸药，并控制超开挖，同时节约了初期支护成本；再者，同一施工面进行分段施工，使工作速度提高50％以上，月进度可达450—500米，因有防护钢板的保护安全得到保证，提高隧道开挖的质量与整体进度，通过使用本发明的技术方案，隧道再也不是我们的铁路、公路、引水与其它是控制工程的关键。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种拉杆隧道爆破开挖装置，至少包括：开槽机组(1)、支架组件和行进组件，

其特征在于，

所述开槽机组(1)可移动地设于所述支架组件的第一表面，其移动方向平行于所述行进组件的行进方向；

所述支架组件包括设置于其表面上的定形支架(2)和设置于其内部的控制支架(7)，所述定形支架(2)通过控制支架(7)实现固定连接；

所述支架组件的第二表面通过提升组件(3)与所述行进组件连接，并可通过所述提升组件(3)调整所述支架组件的高度。

2.根据权利要求1所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述开槽机组(1)至少包括通过垂直于所述支架组件的第一表面的支撑架(9)进行连接的刀轮组件(10)，

其中，

所述刀轮组件(10)包括可转动地安装于刀片主体(14)侧边上的割锯链条(16)，所述割锯链条(16)与设置于所述支架组件的第一表面的远离开挖断面的动力轮(17)啮合，所述割锯链条(16)在与所述动力轮(17)连接的电机(12)的驱动下沿所述刀片主体(14)的侧边进行转动。

3.根据权利要求2所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述开槽机组(1)能够沿所述支架组件的第一表面的轨道(20)进行移动，在所述刀轮组件(10)与所述轨道(20)靠近开挖断面之间设有用于对待开挖断面进行定位的定位组件(8)；

所述电机(12)通过电机座(13)连接在所述轨道(20)内，并通过电机轴(19)将动力输出至所述动力轮(17)。

4.根据权利要求3所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述行进组件包括与所述提升组件(3)连接的车轮(4)，所述车轮(4)能够沿平行于洞口设置的轮槽(5)进行移动。

5.根据权利要求4所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述割锯链条(16)的各链节的外沿设有若干齿状割锯部(18)，所述割锯部(18)朝所述割锯链条(16)的移动方向上弯曲。

6.根据权利要求5所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述刀片主体(14)与所述支架组件相对一侧的中部设有用于实现所述支撑架(9)卡接的卡槽(15)，所述卡槽(15)的轴线方向与所述轨道(20)的走向平行。

7.根据权利要求6所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述提升组件(3)为液压杆；

所述提升组件(3)至少包括两组对称布置并将所述支架组件与所述行进组件进行固定连接的液压升降杆；

其中，液压升降杆的底部固定连接在所述车轮(4)上，液压升降杆的顶部固定连接在所述支架组件的第二表面上。

8.根据权利要求7所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述支架组件与所述开槽机组(1)之间还固定设有与所述定形支架(2)具有相同弧度的拱形的保护钢板(6)。

9.根据权利要求8所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述支撑架(9)之间设有平行于所述刀轮组件(10)的若干钢丝绳(11)。

10.根据权利要求9所述的一种拉杆隧道爆破开挖装置，其特征在于，所述定形支架(2)具有锥度的拱形结构；

其中，所述定形支架(2)靠近开挖端面的一端的弧面半径大于远离开挖断面的一端的弧面半径。

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