[发明专利]一种水平旋喷施工专用钻机

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道超前支护或地层加固施工设备，特别是一种水平旋喷施工专用钻机。

背景技术

在隧道建设的过程中，施工范围经常会涉及软弱不良地层或富水地层，容易引起坍塌、地面沉陷、涌水涌沙等严重问题。国内外众多隧道工程实例证明，在软弱地层或富水地层中应用水平旋喷加固技术有很好的超前加固作用，且具有施工无公害、操作简单安全等特点。然而，由于目前市场上的水平旋喷施工钻机多为非一体化的施工设备，在施工过程中需要反复安装与拆卸，极大地影响施工进度；另一方面现有一体的水平旋喷施工钻机都是中心轴式单点定位，单点定位的缺点是不但定位耗时长，而且定位精度差，从而导致施工速度较慢或重复施工。以上两个方面的缺陷，均在一定程度上影响了水平旋喷施工的工效和质量。因此目前工程实践中急需一种能准确定位的、一体化的水平旋喷施工专用钻机。

发明内容

本发明提出一种水平旋喷施工专用钻机，解决现有技术中水平旋喷施工钻机非一体化、定位精度差、工效差的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种水平旋喷施工专用钻机，包括钻机平台、施钻系统和行走系统，所述钻机平台包括前拱圈和后拱圈，所述前拱圈和所述后拱圈上设有可以沿所述前拱圈和所述后拱圈移动的滑移装置，所述滑移装置上安装有可沿所述前拱圈和所述后拱圈径向伸缩的伸缩臂；所述施钻系统包括塔架和和安装在所述塔架上的动力装置，所述塔架与所述伸缩臂连接，所述塔架上安装有工作塔台和钻杆支架，所述动力装置驱动所述钻杆支架及钻杆在所述工作塔台上移动；所述行走系统包括行走装置和行走辅助装置，所述行走装置包括轨道和安装在所述轨道上、并能沿所述轨道滑动的行走架；所述行走辅助装置包括回转动力马达、回转盘和连接架，所述回转盘置于连接架与行走架之间，所述连接架两端分别与述前拱圈和所述后拱圈连接，并在所述前拱圈和所述后拱圈连接处两端分别设有支腿。本发明设置了前、后两个拱圈，并且伸缩臂、前后拱圈及滑移架有效地结合在一起，将传统回转中心轴式水平旋喷钻机的单点定位改为两点定位，使得定位更高效，更精确。行走系统的设置，不仅能够实现水平旋喷钻机的前后移动，还可实现水平旋喷钻机的左右移动，增加了设备移动的灵活性和便捷性，避免了设备的反复拆卸移动与安装。

所述塔架包括主塔架和副塔架，所述主塔架两端通过铰轴与所述伸缩臂连接，所述主塔架上设有主工作塔台和主钻杆支架，所述副塔架上设有副工作塔台和副钻杆支架，所述副塔架铰接在所述主塔架上，并可以折叠于所述主塔架一侧，所述副塔架打开时，和所述主塔架在一条轴线上，并固定成为一个整体。采用主塔架和副塔架分离的结构设计，其优点是：一、由于副塔架质量较主塔架轻，避免了因塔架过长导致设备变形；二、副塔架可以折叠至主塔架侧位，使设备更加方便运输，而且可以使设备无须拆卸，直接通过工作井运送至隧道内；三、增加了行程，提高了工作效率。

所述动力装置包括安装在所述主塔架上的旋转动力头、给进马达和传动链条。

所述滑移装置包括滑移架及滑移驱动装置。通过滑移驱动装置驱动滑移架沿前、后拱圈移动。

所述支腿中设有升降油缸。当设备在工作面就位后，支腿中的升降油缸使支腿着地，给予水平旋喷钻机足够的支撑力；当需要移动时，支腿中的升降油缸使支腿收起，通过行走移动部分将设备转移到下一工作面。

所述行走架包括行走轮和行走油缸。

所述伸缩臂由伸缩油缸驱动，所述伸缩臂一端与所述滑移架连接，另一端与所述前拱圈和后拱圈的回转中心轴连接。由伸缩臂带动滑移架在前、后拱圈上移动，可以很方便地调整钻孔打设角度。

所述前拱圈和后拱圈为一次性加工而成或由多组曲率一致的钢板或型钢拱架拼装构成。这样可以通过控制伸缩架的伸缩程度，从而实现不同隧道断面的施工，提高了设备的适用性。

所述前拱圈和后拱圈与所述滑移装置通过齿轮传动。便于滑移装置在前、后拱圈上精确定位，也增加了安全性。

本发明提供的一种水平旋喷施工专用钻机，与传统技术相比具有以下优点：

（1）定位精度高。本发明设置了前、后两个拱圈，并且伸缩臂、前后拱圈及滑移架有效地结合在一起，将传统回转中心轴式水平旋喷钻机的单点定位改为两点定位，使得定位更高效，更精确。

（2）自带行走系统，安装、移动方便。有别于传统的水平旋喷钻机的分体式设计，本发明将行走系统和施钻系统设计在一起，增加了设备移动的灵活性和便捷性，避免了设备的反复拆卸移动与安装。