[发明专利]一种适用于矿山法软土隧道的伸缩超前管棚

说明书

本发明公开了一种适用于矿山法软土隧道的伸缩超前管棚结构，属于隧道技术领域，包括钻头、连接于钻头的钻杆以及连接并直线驱动钻杆的动力执行机构；所述动力执行机构还连接用于驱动所述动力执行机构的推进机构；所述动力执行机构连接或相抵于多个管棚钢管，多个管棚钢管的顶部连接或相抵限位台阶，钻头穿过限位台阶。本发明可以解决现有的大断面软土隧道中，管棚倾角往往达不到较小倾角，造成大量无效加固的问题。

技术领域

本发明属于隧道技术领域，具体的，涉及一种适用于矿山法软土隧道的伸缩超前管棚。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

发明人发现，目前大断面矿山法隧道为控制地层变形普遍设置小倾角(1°～3°)超前管棚等进行超前支护。在大断面软土隧道中，由于设计中普遍采用间距小于1m的钢拱架，超前管棚施作空间有限，管棚倾角往往达不到较小倾角，造成大量无效加固。为解决上述问题，目前多采用开挖管棚工作室的方式来保证倾角，严重影响工程进度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于矿山法软土隧道的伸缩超前管棚，该装置可以解决现有的大断面软土隧道中，管棚倾角往往达不到较小倾角，造成大量无效加固的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于矿山法软土隧道的伸缩超前管棚结构，包括钻头、连接于钻头的钻杆以及连接并直线驱动钻杆的动力执行机构；所述动力执行机构还连接用于驱动所述动力执行机构的推进机构；所述动力执行机构连接或相抵于多个管棚钢管，多个管棚钢管的顶部连接或相抵限位台阶，钻头穿过限位台阶。

作为进一步的技术方案，多个所述管棚钢管的管径依次增大，多个所述管棚钢管由内向外依次套接。作为进一步的技术方案，所述推进机构为油缸，油缸连通于动力执行机构；油缸还连通液压泵。

作为进一步的技术方案，还包括拆卸式连接在初支结构的底板，所述动力执行机构拆卸式连接于底板。

作为进一步的技术方案，所述动力执行机构为多级活塞，所述管棚钢管能够抵接在所述多级活塞的端面。

作为进一步的技术方案，所述多级活塞具有n个端面，所述多级活塞完全伸长后的最顶端的端面为第n端面，从其最顶端至最低端依次为第n端面，第n-1端面、…、第一端面，第n端面连接所述钻杆，第一端面至第n-1端面均分别抵接管棚钢管。作为进一步的技术方案，所述动力执行机构为多级活塞，多级活塞设有阀门。

作为进一步的技术方案，所述限位台阶外侧呈圆锥状，所述限位台阶内侧具有环形阶梯状结构；环形阶梯状结构具有m个端面，从其最顶端至最低端依次为第m端面，第m-1端面、…、第一端面，第一端面至第m端面均分别抵接管棚钢管。

作为进一步的技术方案，所述环形阶梯状结构的每个端面至所述限位台阶外侧的竖直距离均至少为10cm。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明提供的技术方案中，使用推动机构带动运动执行机构，推动机构采用油缸时，则使用液压驱动的方式驱动活塞带动钻头运动，代替直接钻孔的方式，简化了施工流程，减少了钻孔对底层的扰动；可以理解的是，在狭小的空间内的，使用液压驱动还可以的节省施作空间，便于设备的搭建。

(2)本发明提供的技术方案中，多级活塞与限位台阶相配合，通过活塞队将限位台阶推进至洞中，并且限位台阶内的环形阶梯状结构的端面与限位台阶之间留有一定的冗余距离，便于管棚钢管的搭接，以保护管棚在钻探时不弯曲。

(3)本发明提供的技术方案中，管棚钢管为无缝钢管，推进机构采用油缸时，可在管棚钢管有较大挠曲时仍保持良好的密封性。