[发明专利]地下隧道施工设备

说明书

本发明涉及一种地下隧道施工设备，该设备包括第一操作臂(1)和第二操作臂(2)，第一操作臂(1)上设有用于推动锚杆(5)移动的锚杆推进装置(3)，第二操作臂(2)上设有用于储存锚杆(5)的锚杆储存装置(4)，第一操作臂(1)和/或第二操作臂(2)为可伸缩操作臂，以在锚杆推进装置(3)完成锚杆推进工作后通过第一操作臂和/或第二操作臂的伸缩使锚杆推进装置与锚杆储存装置中的锚杆相互靠近。本发明中的锚杆推进装置和锚杆储存装置分别安装在不同的位置，可避免圆盘式储杆器由于将锚杆附着于推进梁上而使其体积和承载载荷增大的问题，而且操作臂可伸缩，也可以解决水平定向钻不便回到主机而造成续杆困难的问题。

技术领域

本发明涉及地下隧道施工技术领域，尤其涉及一种地下隧道施工设备。

背景技术

在对软弱地层的隧道进行支护时，常采用直径相对较大的超前小导管或管棚进行超前支护，以加固地层，即沿开挖外轮廓线向前以一定角度布置管壁带有小孔的导管，向导管内注入起胶结作用的浆液，将破碎围岩或黏土层用浆液填充、固结，达到加固和堵水的作用，这样在地质条件较差的隧道施工中，可以为安全进洞及坍塌处理创造良好的施工条件。

目前，对于导管的施工主要有两种方法，一种是利用钻孔类设备直接推进导管至设定深度；另一种是使用钻孔类设备预先钻孔，然后在设备推进梁上换上导管，将导管打入到预先钻好的孔中。但是在支护环节中，每个作业面需要打设的导管数量较多，因此采用任何一种施工方法都需要不断地向设备上加载导管，故加杆方法与用时将直接影响单循环的作业时间。

目前，储杆换杆类装置主要有两类，一类是水平定向钻等钻孔类设备使用的储杆装置，如图1所示，该储杆装置固定在钻机上，主要包括钻杆箱101，钻杆102放置在钻杆箱101内，并带有垂直滑动油缸、水平滑动油缸103、水平导向杆104和垂直导向杆105，以便夹持器向动力头上安装与拆卸钻杆换杆装置，钻杆箱101的上方设置有横向支架，钻杆移动支架设置在支架上可以辅助自动装卸钻杆102。

但是，这种储杆装置需要整体固定在机具的某个位置，换杆时钻杆移动支架横置在钻杆箱与动力头推进器上方，而隧道用多臂锚杆台车钻孔臂长，使钻孔臂上的推进器回到地面或者机具某个位置更换钻杆并不方便，故这种类型的自动换杆装置更适用于水平定向钻等短臂类设备。

另一类是凿岩或锚杆等钻孔类设备使用的机械化接卸钻杆的储杆器，如图2所示，该储杆器为圆盘式储杆器，主要包括支撑架、上端盖201、下端盖202、转轴203和固杆卡盘204，储杆器通过支撑架固定在凿岩机的推进梁上，钻杆205储存在圆盘式储杆器的圆周上，固杆卡盘204沿圆周方向上均匀地设有定位钻杆205用的多个弧形槽，上端盖201开有向下的圆筒，上端盖201、下端盖202的筒壁上开有取杆口206，且上端盖201、下端盖202的取杆口206都朝向取杆机械手方向，转轴203的一端穿过上端盖201或下端盖202与旋转油缸相连，传动机构通过PLC集成控制，与取杆机械手配合做协调的步进动作，储杆器整体安装在推进器侧面，能一次储存多根钻杆，自动配合机械手动作，将钻杆依次送到待取杆位置，便于连续施工作业。

由于圆盘式储杆器需要附着于推进梁上，受其自重和机构动作力的限制，要求推进梁强度不但要满足凿岩钻孔力要求，还要满足储杆器的附加载荷，使推进梁的重量增加；而且圆盘式储杆器因其采用沿主轴圆周方向储杆，造成储杆器体积大，储杆数量有限。

可见，现有储杆库虽然实现了自动化装拆，但并不适用于地下隧道等狭小空间，尤其在进行隧道导管施工中，推进器在隧道外轮廓进行锚杆施工时，钻孔臂伸长，推进器远离地面，水平定向钻的储杆装置需要固定在机具的某个位置，钻孔臂较长，因此推进器不能回到主机的某个位置接续导管，不利于为多臂锚杆台车钻孔臂的推进器更换钻杆；另外，由于隧道空间狭小，带有圆盘式储杆器的推进器体积大，在隧道中施工时将受到空间与自身重量的限制，不利于施工。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。