[发明专利]一种水工隧洞钻孔台车开挖施工方法及装置

说明书

本发明公开了一种水工隧洞钻孔台车开挖施工方法及装置，该方法是利用潜孔钻和车辆组合的简易式潜孔钻台车进行超前地质预报孔钻孔，并利用超前地质预报孔作为中心掏槽孔。该装置包括车辆及安装在车辆的货箱位置上的潜孔钻，该潜孔钻通过钻机平台连接在车辆上；该钻机平台上设有支撑座用于支撑并控制潜孔钻的钻杆钻进方向；其中，潜孔钻通过连接板及紧固螺栓与钻机平台连接。本发明利用潜孔钻和车辆组合的隧洞钻孔台车(简易式潜孔钻台车)进行超前地质预报孔钻孔，即解决了隧洞地质条件复杂超前探测的问题，又利用超前地质预报孔作为中心掏槽孔，减少了掏槽孔的钻进及用药，且增加了隧洞单轮循环进尺长度。

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，具体涉及一种水工隧洞钻孔台车开挖施工方法及装置。

背景技术

水工隧洞作为常见的水工建筑物，以往多采用手风钻、多臂钻进行钻孔作业，相关的现有技术主要有：

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司的发明专利CN110080792A公开了一种基于微型TBM设备的隧洞开挖方法，包括第一步，检测岩石单轴抗压强度，第二步，选取钻孔位置，根据岩石岩石单轴抗压强度选取钻孔位置；第三步，钻孔钻掘，安装自动出渣机和TBM掘进机，通过TBM掘进机对准钻孔，钻掘至本段设计深度，并通过自动出渣机出渣，再使TBM掘进机退出对准下个钻孔，钻掘至设计深度，并通过自动出渣机出渣，直至本批钻孔全部钻掘完毕；第四步，岩柱铣挖，TBM掘进机退出，通过旋挖机对各钻孔间的岩柱进行铣挖，以将隧洞铣挖至设计形状；使得在挖掘小型断面隧洞时，TBM掘进机掘进过程中强大的撑靴反力对岩体不产生过大的变形，掘进时对围岩扰动小，挖掘出的洞室稳定性好、开挖面平整圆顺。

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司的发明专利CN106930766A公开的是隧洞TBM施工技术领域的一种大埋深TBM施工隧洞岩爆处理结构及处理方法，该结构包括设置在隧洞掌子面拱顶区域的多个超前钻孔，所述超前钻孔贯穿岩爆区域，各个超前钻孔之间通过钻孔内预裂爆破形成的裂隙破碎带相连。该方案利用TBM机内操作空间在隧洞掌子面上合理布置钻孔位置和方向，采用钻孔爆破使得岩爆区域顶拱、拱肩部位形成岩体破碎带，再利用高压注水进一步促进岩体破碎带裂隙发展并软化岩体，释放岩爆区域高地应力，解除岩爆风险。

中铁十八局集团有限公司和中铁十八局集团市政工程有限公司共同申请的发明专利CN111173445A公开了一种基于TBM法隧洞施工的钻孔用移动台车，该台车沿隧洞轨道运行，台车顶面上固装有多个横向设置的工字钢门架，且相邻的工字钢门架上均调节连接有纵向设置的托轴；托轴上均支撑角度可调连接有钻孔执行单元；钻孔执行单元包括导槽、支腿气缸及风钻，其中导槽横向设置，该导槽底部与托轴调节连接，导槽顶部开口，且导槽内轴向固装支腿气缸；支腿气缸的活塞杆端部与导槽内壁固定连接，支腿气缸的缸筒中部穿透导槽侧壁，且支腿气缸的缸筒端部轴向固接风钻。

大成工程建设集团有限公司和江西省交通科学研究院共同申请的实用新型专利CN209244567U公开了一种深埋隧洞施工岩爆防控钻孔布置结构，包括多个岩爆防控钻孔，岩爆防控钻孔由一个或多个压裂孔、若干卸压孔和侧壁割缝孔构成，压裂孔自工作面沿平行于隧洞轴线方向朝正前方的岩爆区域延伸，卸压孔自工作面与隧洞轴线呈一定角度朝侧前方的岩爆区域延伸，侧壁割缝孔滞后于工作面，并向垂直隧洞轴线朝侧向的岩爆区域延伸，在隧洞侧壁岩体中形成椭圆形槽体和大量的微裂隙；岩爆防控钻孔均深入隧洞岩爆段内部。

云南建投安装股份有限公司申请的发明专利公开了一种地下空间及水工隧道等超前小导管加工装置，该装置包括机架、移动夹具、注浆孔加工组件以及加热组件。移动夹具沿机架滑动，前后推进通过齿轮传动方式，行进稳定且可靠耐用，与超前小导管接触面积大，结合紧密，方便承载冲孔机的压力；钻孔机左右联动同时施力钻孔，不仅增大了钻孔效率，且相互抵消了小导管的径向作用力，并通过固定块的宽度设计使钻孔机间保留足够间距避免损坏。