本实用新型专利技术公开了一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，包括凿岩机，所述凿岩机的钎尾上设有钻杆，钻杆一端通过螺纹与钎尾连接，另一端设有钻头，所述凿岩机上设有进水管和进风管，钻头的端面设有若干通孔，通孔依次贯穿钻头、钻杆以及钎尾，且分别与进水管和进风管连通；钻头上设有锥面，所述钻头的端面和锥面上均设有若干球齿，所述锥面上还设有若干排屑槽。本实用新型专利技术利用设置的进水管和进风管能够向凿岩机内同时通入气体和水，使其混合之后再通过钻杆和钻头作用于围岩内，利用风压带动水雾和岩屑使其沿着钻杆与围岩内孔壁间的环行空间向外排渣的目的。空间向外排渣的目的。空间向外排渣的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置
[0001]本技术涉及隧道施工
，具体涉及一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置。
技术介绍
[0002]污水随着交通隧道修建重心逐渐向“长、大、深、险”方向发展，高地应力环境带来的隧道修建问题愈加凸显，其中软岩大变形严重危及了地下洞室的施工和运营安全。针对软岩隧道大变形问题，各学者开展了众多相关研究，其中主动支护是一种行之有效的支护方案，而主动支护最主要的方式就是预应力锚索的施作。在预应力锚索的施工过程中，钻孔作为一道关键工序，不仅时间占用整个施工绝大部分，质量对最终预应力的施加也是至关重要的。而对于成孔质量的提高和成孔速度的提升，排渣方式的合理选择是关键之一。
[0003]不同于常规隧道的修建，软岩隧道的岩体具有强度低、形状差、遇水易软化等特点，所以针对软岩隧道的钻孔排渣方式选择，传统的单一风排渣或水排渣都存在着较大的缺陷，故有必要针对软岩隧道研发新型的钻孔排渣方式。
技术实现思路
[0004]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，利用设置的进水管和进风管能够向凿岩机内同时通入气体和水，使其混合之后再通过钻杆和钻头作用于围岩内，利用风压带动水雾和岩屑使其沿着钻杆与围岩内孔壁间的环行空间向外排渣的目的。
[0005]本技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，包括凿岩机，所述凿岩机的钎尾上设有钻杆，钻杆一端通过螺纹与钎尾连接，另一端设有钻头，所述凿岩机上设有进水管和进风管，所述钻头的端面设有若干通孔，所述通孔依次贯穿钻头、钻杆以及钎尾，且分别与进水管和进风管连通；所述钻头上设有锥面，所述钻头的端面和锥面上均设有若干球齿，所述锥面上还设有若干轴向分布的排屑槽。
[0007]针对现有技术中的凿岩机在进行隧道钻孔时，传统采用单一风排渣或水排渣都存在着较大的缺陷，单一风排渣在凿岩过程中会产生较多灰尘，使得施工环境变得异常恶劣，极大危害施工人员的健康，且风排渣对钻杆的降温效果较差，导致钻杆因高温变形而出现卡钻的现象。单一水排渣，会使孔内聚集大量的水，大量的水聚集在孔内会造成软岩力学性质发生变化而出现塌孔现象，极大的影响成孔速度以及成孔质量，且水出渣会造成大量的水浪费，为此，本技术方案在凿岩机上设置有进水管和进风管，进水管与外界水泵连接，进风管与外界的气泵连接，工作时，利用设置的进水管和进风管能够向凿岩机内同时输送水和风，水和风进入至凿岩机混合在一起形成水雾，并依次通过钎尾、钻杆以及钻头，最终从钻头端面上的通孔喷出，作用于钻头钻孔过程产生的碎渣，迫使碎渣能够沿着钻杆与围岩内孔壁间的环形空间向外排渣，并且相比传统的风排渣的方式能够有效避免凿岩过程中产
生灰尘，而相比传统的水出渣的方式，能够节约三分之二的水，极大地节省用水量，且采用本技术方案进行排渣的方式不易使孔内聚集大量的水，降低了由于水聚集在孔内从而造成软岩力学性质发生变化导致塌孔的可能；同时采用水雾出渣够较好使得钻杆维持在一个较低的温度，延长钻杆和钻头的使用寿命，具有经济实惠的优点，且该方法实际操作简单方便。
[0008]本技术方案为了提高钻凿岩机能够有效对围岩进行钻孔施工，故在钻头上设置有锥面，使得钻头的外壁能够有效对围岩进行切削，由于凿岩机在对围岩进行钻孔时，经常会有冲击和回转等操作，故在钻头的端部和锥面上均设置有球齿，利用设置的球齿能够抵抗巨大的冲击力与回转力，提高钻头的使用强度和寿命；同时，在钻头的端部还设置有用于与进风管和进水管连通的通孔，使得凿岩机在对围岩进行钻孔时，从进风管和进水管进入至凿岩机内并混合后的水和风从钻头的端部作用于围岩内，对钻头转孔时产生的岩屑产生轴向方向的作用力，迫使岩屑能够易于从钻杆与围岩内孔壁之间的环形空间向外排渣，保证岩渣能够有效排出，而为了进一步保证产生的岩屑能够有效被水雾排出，故还在钻头的锥面上设置有若干排屑槽，钻头在对围岩进行切削时，利用设置的排屑槽一方面能够有效将钻头切削产生的岩渣朝钻杆方向排，另一方面使得使得钻头端部吹出的水雾能够从排屑槽作用于钻杆处的岩渣，使其能够有效排出围岩外。
[0009]进一步地，所述进水管上还设有电磁水阀；所述进风管上还设有电磁风阀。
[0010]设置电磁水阀和电磁风阀均为现有技术，作业人员可以根据孔的深度、凿岩速度已经围岩力学性质利用电磁水阀和电磁风阀来调节风水的进入量，保证能够顺利将钻孔产生的岩屑排出，并利用设置的电磁水阀，能够防止水量过大而导致孔壁围岩有大量水入侵，而导致围岩性质发生改变，出现塌孔现象。
[0011]进一步地，所述通孔数量为三个，通孔沿着钻头的轴线呈环形阵列分布于钻头的端部，且通孔的直径为5mm。
[0012]设置的通孔均匀地分布在钻头的端部，使得从钻头端部吹出的混合后的水和气能够均匀地作用在钻孔方向的围岩上，最后反流至外界的过程中，能够将钻杆与围岩内孔壁间的环行空间向外排渣；同时为了保证水和气混合后能够以较高的压力槽钻头端部的通孔排出，故要求通孔的直径为5mm。
[0013]进一步地，所述钻杆包括若干杆体，所述杆体和钻头上均设有连接件，连接件能够将杆体沿钻头的轴线依次拼接在钻头的尾部；所述杆体能够与钎尾螺纹连接。
[0014]由于现有技术中的钻杆通常都是整体式，其钻杆的长度为固定的，因此，作业人员在户外施工的过程中，需要携带不同规格的钻杆来满足不同工况下的使用需求，给施工人员户外周转带来了诸多不便，为此，本技术方案为了方便户外搬运，故将钻杆设计成拼接式的结构，一方面便于施工人员户外携带，另一面可以根据实际作业需求，来调节钻杆的长度，满足不同工况下的使用需求；在拼接的过程中，利用设置的连接件能够将杆体依次组装，然后再利用连接件能够与钻头的尾部连接，实现钻杆与钻头之间的快速连接，而钎尾通过螺纹的方式与最尾端的杆体连接，使得钎尾与钻杆之间的快速连接。
[0015]进一步地，所述杆体和钻头内均设有流道，钻头内的流道与通孔连通，所述杆体的前端还设有外径与流道内径相同的第一连接管，所述第一连接管前端伸出于杆体端部外，第一连接管的尾端位于流道内。
[0016]而为了保证从凿岩机内通入的水和气能够顺利从钻杆处流动至钻头的通孔处，故在杆体和钻头内部均设有流道，当杆体与钻头拼接在一起时，各个杆体与钻头内的流道均为连通状态，使得从钎尾流出混合在一起的风和气能够依次通过各个杆体内的流道，最后进入至钻头内的流道后，从钻头端部的通孔排出。
[0017]进一步地，所述第一连接管的前端上还设有第二连接管，所述第二连接管的外径与第一连接管的内径一致，当两根杆体拼接在一起时，第二连接管能够插入至另一根第一连接管的尾端内。
[0018]为了保证杆体和钻头内的流道能够紧密连接，故设置了第一连接管和第二连接管，当对杆体进行拼接时，将一根杆体前端处的第一连接管插入至另一根杆体尾部的流道内，并使得第一连接管上的第二连接管插入至另一根杆体流道内的第一连接管内，在第二连接管的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，包括凿岩机(5)，所述凿岩机(5)的钎尾(4)上设有钻杆(3)，钻杆(3)一端通过螺纹与钎尾(4)连接，另一端设有钻头(2)，其特征在于，所述凿岩机(5)上设有进水管(6)和进风管(9)，所述钻头(2)的端面设有若干通孔(23)，所述通孔(23)依次贯穿钻头(2)、钻杆(3)以及钎尾(4)，且分别与进水管(6)和进风管(9)连通；所述钻头(2)上设有锥面(24)，所述钻头(2)的端面和锥面(24)上均设有若干球齿(22)，所述锥面(24)上还设有若干沿钻头(2)轴向分布的排屑槽(21)。2.根据权利要求1所述的一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，其特征在于，所述进水管(6)上还设有电磁水阀(7)；所述进风管(9)上还设有电磁风阀(8)。3.根据权利要求1所述的一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，其特征在于，所述通孔(23)数量为三个，通孔(23)沿着钻头(2)的轴线呈环形阵列分布于钻头(2)的端部，且通孔(23)的直径为5mm。4.根据权利要求1所述的一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，其特征在于，所述钻杆(3)包括若干杆体(10)，所述杆体(10)和钻头(2)上均设有连接件，连接件能够将杆体(10)沿钻头(2)的轴线依次拼接在钻头(2)的尾部；所述杆体(10)能够与钎尾(4)螺纹连接。5.根据权利要求4所述的一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，其特征在于，所述杆体(10)和钻头(2)内均设有流道，钻头(2)内的流道与通孔(23)连通，所述杆体(10)的前端还设有外径与流道内径相同的第一连接管(11)，所述第一连接管(11)前端伸出于杆体(10)端部外，第一连接管(11)的尾端位于流道内。6.根据权利要求5所述的一种基于软岩隧道施工应用的排渣装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王治才，魏夏鹏，王东，郭新新，汪波，
申请(专利权)人：甘肃长达路业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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