[发明专利]一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置及方法

说明书

本发明涉及隧道施工装备，具体为一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置及方法。解决了目前注浆锚杆的施工的钻孔阶段，钻孔的方向与隧道中线方向不一致以及钻孔的环向间距不一致、造成安全隐患的技术问题。一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置，包括吊具横梁、用于连接吊具横梁和外部连接件的吊杆、竖直连接在吊具横梁左右两端的一对吊具竖杆以及分别安装在每个吊具竖杆的末端用于顶托钻杆的一对轴承。本装置在软弱围岩隧道进行超前注浆锚杆预钻孔过程中，改善钻孔方向的准确性，从而降低安全隐患，提高工效显著。该装置具有设计合理、拆装方便、操作简单的特点，适用于公路、铁路隧道及城市地铁、水工引水隧洞、矿山掘进等施工场合。

技术领域

本发明涉及隧道施工装备，具体为一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置及方法。

背景技术

为了提高隧道掘进过程中的安全性，在Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩掘进过程中，除采用工字钢拱架+钢筋网+喷射混凝土进行封闭支护外，大多还需采用注浆锚杆进行超前支护加固。

超前注浆锚杆支护时，锚杆的根部支撑在紧靠掌子面的工字形钢架上，锚杆的前端深入拱顶围岩内部，通过加压注浆，提高拱顶软弱围岩的稳定性。为了方便起见，一般采用气动凿岩机钻孔，然后打入锚杆再行压浆；钻孔时为了便于操作，一般锚杆长度不宜过长并设置外（拱顶处向上）10～12°的角度。每一掘进循环的锚杆纵向有一定的搭接长度。见图1。

目前，在注浆锚杆的施工的钻孔阶段，往往受人工操作随意性大的影响，钻孔的方向与隧道中线方向不一致；钻孔的环向间距不一致，造成严重的安全隐患，钻孔倾角过大导致出现严重超挖现象。

鉴于此，非常需要一种能够实现钻孔方向、钻孔环向间距、倾斜角度达到设计标准，降低施工安全风险，减少超挖浪费的装置以及方法。

发明内容

本发明为解决目前注浆锚杆的施工的钻孔阶段，往往受人工操作随意性大的影响、钻孔的方向与隧道中线方向不一致以及钻孔的环向间距不一致、造成严重的安全隐患的技术问题，提供一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置及方法。

本发明所述的一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置是采用以下技术方案实现的：一种用于隧道超前注浆锚杆钻孔的导向装置，包括吊具横梁、用于连接吊具横梁和外部连接件的吊杆、竖直连接在吊具横梁左右两端的一对吊具竖杆以及分别安装在每个吊具竖杆的末端用于顶托钻杆的一对轴承。

本发明利用两个轴承顶托钻杆，使钻杆与装置之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低阻力，防止装置快速磨损。

进一步的，所述一对吊具竖杆分别通过一个转轴与吊具横梁的左右端转动连接；两个吊具竖杆之间连接有回位弹簧。

利用可张开式吊具，便于钻杆从下方直接进入，利用回位弹簧收紧吊具，防止钻杆自动滑出；当取出钻杆时，只需向下用力，钻杆即可顶推轴承张开，使钻杆滑出。

进一步的，所述吊杆竖直贯穿吊具横梁且二者之间转动设置；吊杆底部通过限位块卡在吊具横梁的下方。

利用吊杆承担钻杆重量，通过吊杆与吊具横梁的转动关系，实现吊具方向的调整。

进一步的，还包括球铰；所述球铰位于吊杆上方，吊杆的顶端与球铰下方相连接。

通过球铰的转动，有利于钻杆工作角度的微量调整。

进一步的，还包括永久磁铁；所述球铰上方活动连接在永久磁铁的下方。

利用永久性磁铁吸附在工字形拱架上，便于快速安装及拆除。

进一步的，所述永久磁铁包括一个导磁外壳，导磁外壳内转动设有一个控制永久磁铁磁性大小的磁性控制开关；所述球铰上方活动连接在永久磁铁导磁外壳的下方。