[发明专利]一种多功能钻机及硬岩隧道非爆破施工方法

说明书

本发明公开一种多功能钻机及硬岩隧道非爆破施工方法，其中，多功能钻机包括：车架，车架前端且沿其宽度方向间隔设有第一安装座、第二安装座和第三安装座，以及安装于车架上且位于第二安装座上方的第四安装座；两个钻机，分别通过一个钻臂安装于第一安装座和第三安装座上；辅具，通过工作臂安装于第二安装座上，辅具包括钻机、破碎锤或铣挖头；吊篮，通过吊篮臂安装于第四安装座上，吊篮内可安装劈裂机。本发明的多功能钻机具有钻孔、破碎、铣挖、劈裂等多种功能，依据隧道施工工艺的要求可以将所需要的装置组合安装在车架上使用，采用一台多功能钻机即可全部完成硬岩隧道的非爆破开挖工作，采用机械一体化施工，人员需求少。

技术领域

本发明涉及钻孔设备隧道挖掘技术领域，具体涉及一种多功能钻机及硬岩隧道非爆破施工方法。

背景技术

在隧道施工工程中非爆破硬岩(超硬)(50MPa及其以上)施工的工程越来越多，在此种情况下，由于隧道施工要求安全、高效、环保、节能等各种要求，对施工设备的要求也越来粤高。现有的隧道施工设备主要有以下几种：

(一)、水磨钻：此工艺采用磨削原理，利用钻筒上的磨削齿在岩石上磨出一个个环缝，洗孔介质为水，动力一般为7.5KW-10KW的电机，操作方式为人工操作；采用该水磨钻施工的工艺具有能耗低、环保(不产生粉尘)、适用面广(软岩、硬岩、回填土、钢筋混泥土等均可穿孔)、操作维护简单的优点，但是工作效率低(一般一个台班10小时不能开挖超过50方)、安全系数低(由于效率低，因此需要多人同时钻孔，同时离掌子面很近)。

(二)、工程掘进机：现有的隧道掘进机(三一重装、徐工、中铁装备)都标称最大可切割岩石硬度达到130MPa，在实际施工中最经济截割的岩石低于50MPa，在硬岩截割上截齿和电力消耗非常高。目前较大的掘进机截割头功率达到300KW以上，加上其他的油泵电机和风机功率，整机功率一般在500KW以上；该设备主要采用机械施工，人员需求少，安全性高，但是经济性较差(一次性投入大，不含配套的情况下单台设备在500W元以上)、不环保(截割粉尘非常大，需要后配套除尘设备，现有市场还没有达到环保要求的除尘配套)、场地要求高(需要电力转专线)。

(三)、锯割(包含圆盘锯、绳锯)：其中，圆盘锯不容易机械化(圆盘锯必须要稳定匀速，而且掌子面不平整)、有死角(在圆弧交接的底角位置不能清根，导致需要后续其他工艺配套)；绳锯一般适用于露天花岗石开采，在隧道施工中需要预先钻孔，操作复杂，使用成本高。

(四)、劈裂机：劈裂机主要应用在水磨钻和锯割施工后，利用劈裂机将岩石涨裂。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种多功能钻机，具有钻孔、破碎、铣挖、劈裂等多种功能，依据隧道施工工艺的要求可以将所需要的装置组合安装在车架上使用。

本发明的另一个目的在于提供一种硬岩隧道非爆破施工方法，采用一台上述的多功能钻机即可完成硬岩隧道的非爆破一体化施工，人员需求少。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种多功能钻机，包括：

车架，所述车架的前端且沿所述车架的宽度方向间隔设置有第一安装座、第二安装座和第三安装座，以及安装于车架上且位于所述第二安装座上方的第四安装座；

两个钻机，两个所述钻机分别通过一个钻臂安装于所述第一安装座和所述第三安装座上；

辅具，所述辅具通过工作臂安装于所述第二安装座上，所述辅具包括钻机、破碎锤或铣挖头；

吊篮，所述吊篮通过吊篮臂安装于所述第四安装座上，所述吊篮内可安装劈裂机。

作为多功能钻机的一种优选方案，所述钻机包括：