本发明专利技术公开了一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备及其工法，提供了一种集成式的施工设备和施工工法，通过拱架机械手实现对钢拱架的抓取和各方向的调整，工作平台臂总成输送施工人员对钢拱架进行固定，凿岩臂总成实现钻取锁脚锚杆孔，施工设备的注浆系统。进行注浆，本设备集钢拱架安装、钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、注浆于一体。本发明专利技术的有益效果是：结构紧凑、降低了施工难度、降低了施工成本、提高了施工效率、钢拱架安装精度高、避免钢拱架在施工过程中倾斜，钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、安装锁脚锚杆及注浆等辅助功能集成一体快速施工工法；减少了钢拱架安装台车与锚杆台车钻和锚杆台车钻与注浆台车注浆更换设备进出场时间。
【技术实现步骤摘要】
一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备及其工法
本专利技术涉及公路隧道、铁路隧道支护施工设备领域，特别是一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备及其工法。
技术介绍
2013年9月我国交通运输部发布的《关于进一步加强隧道工程质量和安全监管工作的若干意见》（交质监发[2013]549号）中明确指出要广泛应用隧道施工新型机械设备；另外随着国家对工程质量、作业安全、职业健康等方面的要求不断提高，不断推广隧道施工新型机械设备；在隧道施工技术上不仅是有效保障施工安全和质量，更是贯彻以人为本理念的根本措施，同时对提高我国隧道施工技术的整体水平
技术介绍
下有着重要意义。目前我国公路隧道、铁路隧道软岩隧道施工的快速修建设备配套技术水平、施工装备及国产化仍处于隧道施工机械化初期，整体技术仍落后于发达国家。以钻爆法为基础的机械化快速施工技术体系尚未完成，设备配套关键技术难题尚未取得突破，施工进度差别很大，施工过程中事故隐患较多。其作业线上的主要施工设备多从国外引进，自主开发的品种比较少、质量较差、故障率较高，主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配等。而国产化设备多数采用挖掘机等改造，从而专业程度低，影响作业效率，不容易形成全面的机械化施工作业线。特别在开挖、出作、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上。对于软围岩和土质隧道，大多数仍采用人工作业，工序循环时间长，围岩扰动大，安全风险高，支护困难，造成软岩隧道不能快速施工，也不能形成机械化作业。隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形量，增加结构安全度和方便施工，软围岩隧道开挖后立即实施刚度较小并作为永久承载结构一部分的初期支护，根据不同的围岩等级确定不同的初期支护方式。对于Ⅳ级和Ⅳ以上的围岩在支护过程中一般要采用钢拱架支撑。钢拱架可以采用工字钢、H型钢、钢格栅或钢筋制成。钢拱架的整体刚度较大，可以在隧道开挖初期提供一定的支护刚度。钢拱架可以很好的与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护效果。钢拱架的施工过程是：先将两根钢拱架输送进入隧道内，随后举升到隧道撑子面，然后人工在两钢拱架法兰之间采用螺栓连接，从而才能完成两根钢拱架的螺栓连接。由于钢拱架通常采用升降平台运输到隧道撑子面，但是无法调整钢拱架的姿态，即无法调整钢拱架的俯仰姿态和水平姿态，导致钢拱架的安装精度低，而且在安装过程中，钢拱架还要发生倾斜，非常不安全。此外两段钢拱架对接的过程中，钢拱架的空中姿态也在发生变化，采用一般的升降装置无法实现俯仰、水平旋转等姿态调整，无法适应钢拱架的位置变化，即平台很难将两根钢拱架的待连接处支撑，导致费时费力，施工难度大。国内目前钢拱架安装工艺落后，简单依靠装载机和挖机进行施工，仍以大量人工作业为主。国外拱架安装台车设备已进军中国市场，但价格昂贵，现场配套工艺要求严格，据查隧道工地实际应用很少。国内多家工程设备公司看好钢拱架安装台车市场前景，但样机以履带行走工程设备改造为主，样机在工地施工效果不明显并不被用户接受。由于隧道施工的工法的复杂，也使得在整个施工过程中会花费很多的时间。鉴于以上问题，设计了一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的工法及其设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、降低施工难度、降低施工成本、提高施工效率、避免钢拱架在施工过程中倾斜、钢拱架安装精度高、钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、安装锁脚锚杆及注浆等辅助功能集成一体的用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备及其工法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，包括凿岩臂总成、平台工作臂总成、驾驶室总成、行走系统、动力系统、电控系统、拱架机械手、注浆系统和无线遥控，所述凿岩臂总成、平台工作臂总成和拱架机械手与驾驶室总成连接，所述拱架机械手包括左拱架机械手和右拱架机械手，所述凿岩臂总成和平台工作臂总成位于两个拱架机械手之间且凿岩臂总成在平台工作臂总成后面，所述凿岩臂总成在平台工作臂总成上方，所述驾驶室总成的底部设置有行走系统，所述行走系统与动力系统连接，所述凿岩臂总成、平台工作臂总成、拱架机械手、注浆系统和无线遥控与电控系统电连接，所述电控系统置于设备的尾部，所述注浆系统置于动力系统和电控系统之间；所述平台工作臂总成包含多级伸缩臂，所述拱架机械手包括多级伸缩臂。优选的，工程底盘置于驾驶室总成底座上，所述工程底盘有两件且位于驾驶室总成的两侧，所述左拱架机械手和右拱架机械手安装在工程底盘上。优选的，外接电源卷线总成置于设备后端靠近左拱架机械手的一侧，配重总成置于设备后端底部。优选的，所述的左拱架机械手和右拱架机械手镜像且对称安装。优选的，液压系统位于动力系统和注浆系统之间，液压系统与电控系统连接。优选的，所述注浆系统置于设备后端且靠近右拱架机械手的一侧，水气系统位于电控系统和液压系统之间，且水气系统与电控系统电连接。优选的，所述的行走系统采用的是车轮行走的方式。一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的工法，包括以下步骤：S1、钢拱架安装；S11、工作人员通过无线遥控调节左拱架机械手和右拱架机械手至钢拱架处，并控制拱架机械手抓取钢拱架并将钢拱架举升到隧道撑子面并调节钢拱架的俯仰姿态和水平姿态，使得钢拱架之间能够很好的对接；S12、在S11的基础上，施工人员站在平台工作臂总成的篮筐内，工作人员通过无线遥控控制工作平台臂总成的施工人员靠近隧道撑子面处，使得施工人员位于两根钢拱架的待连接处；S13、在S12的基础上，工作人员通过无线遥控对钢拱架位置和篮筐的位置进行微调，使得施工人员精确位于两根钢拱架待连接处，施工人员使用螺栓将两件钢拱架进行连接，连接完成后，工作人员通过无线遥控控制拱架机械手和平台工作臂总成进行回收，回到初始位置；S2、钻锁脚锚杆孔：工作人员通过无线遥控调节凿岩臂总成至合适位置处，并向电控系统发出凿岩臂总成工作的信号，电控系统控制凿岩臂总成钻锁脚锚杆孔；S3、安装锁脚锚杆：当锁脚锚杆孔钻取完成后，工作人员通过无线遥控控制凿岩臂总成停止钻孔并返回初始状态，施工人员安装锁脚锚杆；S4、注浆：施工人员安装好锁脚锚杆之后，工作人员通过无线遥控控制注浆系统进行注浆。本专利技术具有以下优点：结构紧凑、降低了施工难度、降低了施工成本、提高了施工效率、钢拱架安装精度高、避免钢拱架在施工过程中倾斜，钻系统瞄杆孔、钻锁脚锚杆孔、安装锁脚锚杆及注浆等辅助功能集成一体快速施工工法；减少了钢拱架安装台车与锚杆台车钻和锚杆台车钻与注浆台车注浆更换设备进出场时间。附图说明图1为本专利技术结构的立体图；图2为本专利技术结构的主视图；图3为本专利技术结构的俯视图图中，1-凿岩臂总成，2-工作平台臂总成，3-工程底盘，4-驾驶室总成，5-行走系统，6-动力系统，7-外接电源卷线总成，8-配重总成，9-电控系统，10-右拱架机械手，11-左拱架机械手，12-液压系统，13-水气系统，14-注浆系统。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定的专利技术的有益目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对根据本专利技术申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例，此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可有任何合适形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，包括凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）、驾驶室总成（4）、行走系统（5）、动力系统（6）、电控系统（9）、拱架机械手、注浆系统（14）和无线遥控，所述凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）和拱架机械手与驾驶室总成（4）连接，所述拱架机械手包括左拱架机械手（11）和右拱架机械手（10），所述凿岩臂总成（1）和工作平台臂总成（2）位于两个拱架机械手之间且凿岩臂总成（1）在工作平台臂总成（2）后面，所述凿岩臂总成（1）在工作平台臂总成（2）上方，所述驾驶室总成（4）的底部设置有行走系统（5），所述行走系统（5）与动力系统（6）连接，所述凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）、拱架机械手、注浆系统（14）和无线遥控与电控系统（9）电连接，所述电控系统（9）置于设备的尾部，所述注浆系统（14）置于动力系统（6）和电控系统（9）之间；所述工作平台臂总成（2）包含多级伸缩臂，所述拱架机械手包括多级伸缩臂。
【技术特征摘要】
1.一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，包括凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）、驾驶室总成（4）、行走系统（5）、动力系统（6）、电控系统（9）、拱架机械手、注浆系统（14）和无线遥控，所述凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）和拱架机械手与驾驶室总成（4）连接，所述拱架机械手包括左拱架机械手（11）和右拱架机械手（10），所述凿岩臂总成（1）和工作平台臂总成（2）位于两个拱架机械手之间且凿岩臂总成（1）在工作平台臂总成（2）后面，所述凿岩臂总成（1）在工作平台臂总成（2）上方，所述驾驶室总成（4）的底部设置有行走系统（5），所述行走系统（5）与动力系统（6）连接，所述凿岩臂总成（1）、工作平台臂总成（2）、拱架机械手、注浆系统（14）和无线遥控与电控系统（9）电连接，所述电控系统（9）置于设备的尾部，所述注浆系统（14）置于动力系统（6）和电控系统（9）之间；所述工作平台臂总成（2）包含多级伸缩臂，所述拱架机械手包括多级伸缩臂。2.根据权利要求1所述的一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，其特征在于：工程底盘（3）置于驾驶室总成（4）底座上，所述工程底盘（3）有两件且位于驾驶室总成（4）的两侧，所述左拱架机械手（11）和右拱架机械手（10）安装在工程底盘（3）上。3.根据权利要求1所述的一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，其特征在于：外接电源卷线总成（7）置于设备后端靠近左拱架机械手（11）的一侧，配重总成（8）置于设备后端底部。4.根据权利要求1所述的一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，其特征在于：所述的左拱架机械手（11）和右拱架机械手（10）镜像且对称安装。5.根据权利要求1所述的一种用于公路隧道、铁路隧道支护施工的设备，其特征在于：液压系统（12）位于动力系统（6）...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯理，何小龙，王为民，杜川，廖方杰，
申请(专利权)人：四川新筑智能工程装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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