CN214247233U - 一种自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，包括水平定位板及控制系统；水平定位板通过膨胀螺杆固定于隧道拱顶上，水平定位板与隧道拱顶相平行，水平定位板的两端均设置有角铁，角铁上设置有红外测距装置，红外测距装置的输出端与控制系统相连接，该装置能够调整钻机钻杆方位，并且就有高效、自动化、精度高及不受环境限制的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种方位校正装置，具体涉及一种自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置。
背景技术
钻机钻杆方位的调整一直都是隧道超前支护施工中的一个重要技术难点，而专利CN210317209U采用限位装置及若干定位支架对钻机钻杆方位进行了有效调整，但是人工拉尺会引起不必要的误差，难以控制施工精度，而且以往的钻机钻杆方位调整方法还存在了很多的弊端，比如容易受施工环境的限制、移机效率低及打水泥钉引起很大误差等缺陷。故本装置采用自动化设备去调整钻机钻杆方位，克服了上述缺陷，并具有高效、自动化、精度高及不受环境限制等特点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，该装置能够调整钻机钻杆方位，并且就有高效、自动化、精度高及不受环境限制的特点。
为达到上述目的，本实用新型所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置包括水平定位板及控制系统；
水平定位板通过膨胀螺杆固定于隧道拱顶上，水平定位板与隧道拱顶相平行，水平定位板的两端均设置有角铁，角铁上设置有红外测距装置，红外测距装置的输出端与控制系统相连接。
水平定位板上预留有孔洞，膨胀螺杆的上端固定于隧道拱顶上，膨胀螺杆的下端穿过依次穿过第一螺母、第一螺母垫圈、所述孔洞、第二螺母垫圈及第二螺母将膨胀螺杆与水平定位板相连接。
角铁通过第一螺杆固定于水平定位板上。
角铁角铁为┒形结构，第一螺杆依次穿过第三螺母、第三螺母垫圈、垫片、角铁的顶部、第四螺母垫圈及第四螺母将角铁与水平定位板相连接。
垫片上表面的半圆形边上设置有角度刻度线，角铁的上表面设置有与所述角度刻度线相配合的角度指示标。
还包括警示灯，其中，警示灯与控制系统相连接。
红外测距装置通过第二螺杆固定于角铁上。
红外测距装置与控制系统之间通过信号传输线相连接。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置在具体操作时，先通过施工图确定钻机钻杆外插角，再利用角度尺将钻机滑道调整为设计外插角的角度，随后利用全站仪在隧道拱顶沿轴线方向，在隧道拱顶标记两点，然后利用电动手钻在标记处钻孔并植入膨胀螺杆，最后安装水平定位板，待水平定位板处于水平时将水平定位板固定，在安装角铁时，两个角铁在水平方向上的朝向一致，再固定角铁，前后两个红外测距装置光源照射的位置根据设计外插角和水平定位板上边部两螺孔间距确定，然后进行测距，具体的，先撬动钻机使得其接近孔位；随后进行精调，移动钻杆前端对准孔位，固定钻机前端，缓慢再次撬动钻机后端，具有操作方便、高效、精度高及不受环境限制的特点，在实际隧道大管棚施工中具有明显的使用价值。
附图说明
图1为本实用新型的平视图；
图2为本实用新型的侧视图；
图3为水平定位板13的俯视图；
图4为红外测距装置17的示意图；
图5为细部大样图；
图6为红外流程图；
图7为红外实用效果简图。
其中，1为隧道拱顶、2为膨胀螺杆、3为第一螺母、4为第一螺母垫圈、5为第二螺母垫圈、6为第二螺母、7为第一螺杆、8为第三螺、9为第三螺母垫圈、10为垫片、11为第四螺母垫圈、12为第四螺母、13为水平定位板、14为角铁、15为警示灯、16为第二螺杆、17为红外测距装置、18为第五螺母、19为信号传输线、20为控制系统、21为红外锁定装置、22为水准管、23为凹槽、24为照射孔、25为角度指示标。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1至图7，本实用新型所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置包括水平定位板13、角铁14、红外测距装置17及控制系统20；水平定位板13上预留有孔洞，膨胀螺杆2的上端固定于隧道拱顶1上，膨胀螺杆2的下端依次穿过第一螺母3、第一螺母垫圈4、所述孔洞、第二螺母垫圈5及第二螺母6，将膨胀螺杆2与水平定位板13相连接，水平定位板13上设置有水准管22。
水准管22位于水平定位板13的中心处；垫片10固定于水平定位板13的上部，且垫片10上表面的半圆形边上带有角度刻度线，其中，10°为一刻。
角铁14为┒形结构，角铁14的上表面设置有凹槽23，第一螺杆7依次穿过第三螺母8、第三螺母8垫圈9、垫片10、角铁14的顶部、第四螺母垫圈11及第四螺母12将角铁14与水平定位板13相连接，角铁14的上表面设置有与所述角度刻度线相配合的角度指示标25，角铁14的下部带有刻度尺。
红外测距装置17通过红外锁定装置21、第二螺杆16及第五螺母18安装于角铁14中，且红外测距装置17上装有警示灯15及照射孔24。
红外测距装置17与控制系统20之间通过信号传输线19相连接，操作人员可对其进行自动化操作，照射孔24为圆球状，且可360度旋转，照射孔24周围带有刻度，其中，30°一刻。红外测距装置17光源照射的位置根据钻机钻杆的设计外插角和水平定位板13上边部两螺孔间距而定，通过公式ΔH＝L×tanα计算，ΔH为前后端红外光源竖向高差，L为水平定位板13上边部两螺孔间距，α为设计外插角。
考虑到前后端距离过长容易引起测距误差，确定水平定位板13边部两螺孔洞中心的距离为800mm。查阅相关隧道施工规范与资料，管棚设计中外插角的范围一般在1°-15°，再根据外插角的最大角度15°及水平定位板13的边部两孔洞中心间距800mm计算，两个红外测距装置17的最大高差H为214mm，考虑计算与实际的出入，故角铁14竖向部分刻度尺总长为300mm，且1mm一刻度。
本实用新型的具体操作过程为：
1)确定钻机外插角
首先通过施工图确定钻机钻杆外插角，然后利用角度尺将钻机滑道调整为设计外插角的角度α。
2)固定水平定位板13
利用全站仪在隧道顶部沿轴线方向，用红色油漆标记两点，然后利用电动手钻在红色油漆标记点处钻孔并植入膨胀螺杆2，然后将水平定位板13安装于膨胀螺杆2的下端，将水平定位板13中水准管22内的气泡居中时再固定第二螺母6。
3)安装角铁14
通过第一螺杆7将角铁14安装于水平定位板13上，安装角铁14时，前后两侧的角铁14在水平方向上的朝向一致，再通过拧紧第四螺母12固定角铁14。
4)定红外位置
红外测距装置17光源照射的位置根据外插角角度及水平定位板13边部两螺孔中心间距确定，即ΔH＝L×tanα,ΔH为前后端红外光源竖向高差，L为水平定位板13上边部两螺孔间距，α为设计外插角，从而使其符合平行四边形原理，保证计算正确。
5)测距步骤
首先进行粗调，先调整钻机位置，前后端工人同时撬动钻机使钻机接近孔位，警示灯15黄灯后开始进行精平，否则重复上述粗调移机步骤；然后进行精调，移动钻杆前端对准孔位，固定钻机前端，缓慢再次撬动钻机后端，警示灯15绿灯后观察钻头前端是否偏移孔位，如有偏移，重复上述精调移机步骤，直至警示灯15为绿灯且钻杆前端不发生跑偏现象为止。
本实用新型可全方位确定钻机钻杆方位，故采用本实用新型只需1组定位支架即可。
Claims (8)
1.一种自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，包括水平定位板(13)及控制系统(20)；
水平定位板(13)通过膨胀螺杆(2)固定于隧道拱顶(1)上，水平定位板(13)与隧道拱顶(1)相平行，水平定位板(13)的两端均设置有角铁(14)，角铁(14)上设置有红外测距装置(17)，红外测距装置(17)的输出端与控制系统(20)相连接。
2.根据权利要求1所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，水平定位板(13)上预留有孔洞，膨胀螺杆(2)的上端固定于隧道拱顶(1)上，膨胀螺杆(2)的下端穿过依次穿过第一螺母(3)、第一螺母垫圈(4)、所述孔洞、第二螺母垫圈(5)及第二螺母(6)将膨胀螺杆(2)与水平定位板(13)相连接。
3.根据权利要求2所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，角铁(14)通过第一螺杆(7)固定于水平定位板(13)上。
4.根据权利要求3所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，角铁角铁(14)为┒形结构，第一螺杆(7)依次穿过第三螺母(8)、第三螺母垫圈(9)、垫片(10)、角铁(14)的顶部、第四螺母垫圈(11)及第四螺母(12)将角铁(14)与水平定位板(13)相连接。
5.根据权利要求4所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，垫片(10)上表面的半圆形边上设置有角度刻度线，角铁(14)的上表面设置有与所述角度刻度线相配合的角度指示标(25)。
6.根据权利要求1所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，还包括警示灯(15)，其中，警示灯(15)与控制系统(20)相连接。
7.根据权利要求3所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，红外测距装置(17)通过第二螺杆(16)固定于角铁(14)上。
8.根据权利要求1所述的自动化隧道管棚钻机钻杆方位校正装置，其特征在于，红外测距装置(17)与控制系统(20)之间通过信号传输线(19)相连接。
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