一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，包括：水平移动系统、竖向位移系统和水平旋转系统，其中：水平移动系统，用于设置于隧道内开挖面后的地面；竖向位移系统可沿水平移动系统左右移动；立柱，为四根，对应竖直设置于基座的四个顶角处，承重锁条，为四根，一一对应架设在相邻的两个立柱间，相邻的两个承重锁条的高度不等，相对的两个承重锁条的高度相等，四根承重锁条在竖直方向上形成位置可调的两层结构；钻机平台，架设在上层的承重锁条上，钻机平台上用于放置潜孔钻机；升降平台，架设在下层的承重锁条上；千斤顶，用于向上顶推钻机平台。采用该快速定位钻孔系统实现了在小断面隧洞快速组装，快速定位和钻孔的功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统与方法


[0001]本专利技术属于隧道工程施工
，具体涉及一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统与方法。

技术介绍

[0002]在地下工程施工过程中，遭遇到软弱不良地层时，帷幕注浆技术的应用越来越普遍，但是在日益增多的小型隧洞工程中，如CRD法施工隧道、地铁联络通道、输水涵洞、管路共同沟等，其隧洞直径通常在3
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5m左右，常规的履带钻机受空间限制无法正常作业，给注浆施工效率和进度带来巨大挑战。
[0003]常规的小断面隧洞在施行帷幕注浆时，采用坑道钻机、潜孔钻机等小型设备，在开挖面搭建作业平台，但即使小型钻机，其重量也超过2t以上，人力难以移动，需配合杠杠撬棍在平台水平移动，在施作完近似高度的钻孔后，部分拆除平台重新搭建，利用滑轮组手动升降。
[0004]由于帷幕注浆钻孔数量多，每个孔的孔口位置和空间角度都不同，所以在平台上固定钻机高度的施工方法导致钻孔定位误差较大；而且部分拆除——重建平台的方法，使施工效率进一步降低，由此，每循环调整平台的次数约3
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5次，这也导致钻孔的竖向定位精度严重不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统与方法，实现了在小断面隧洞快速组装，快速定位和钻孔的功能。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，包括：水平移动系统、竖向位移系统和水平旋转系统，其中：
[0007]水平移动系统，用于设置于隧道内开挖面后的地面；
[0008]竖向位移系统包括：立柱、基座、承重锁条、升降平台、千斤顶和钻机平台，其中：
[0009]基座，为一板体，水平放置于水平移动系统上，可沿水平移动系统左右移动；
[0010]立柱，为四根，对应竖直设置于基座的四个顶角处，
[0011]承重锁条，为四根，一一对应架设在相邻的两个立柱间，相邻的两个承重锁条的高度不等，相对的两个承重锁条的高度相等，四根承重锁条在竖直方向上形成位置可调的两层结构；
[0012]钻机平台，为一板体，其水平设置，架设在上层的承重锁条上，钻机平台上用于放置潜孔钻机；
[0013]升降平台，为一板体，其水平设置，架设在下层的承重锁条上；
[0014]千斤顶，竖直设置于升降平台上，上端与钻机平台相接触，用于向上顶推钻机平台，在钻机平台在竖直方向上改变位置时，还用于支撑钻机平台。
[0015]进一步地，该承重锁条均为槽钢体，各槽钢体的开口侧朝向外侧，在槽钢体的两端
均设置有上下相连通的卡持套，用于卡持固定与相邻的两个立柱上；
[0016]各卡持套均为立方柱状壳体，其背板与承重锁条腹板一体连接，卡持套的外侧可开合设置，由固定件固定或打开。
[0017]进一步地，该卡持套的两侧板的长度大于立柱的宽度，两侧板上均开设有两个扦插孔，各扦插孔与背板的距离与立柱的宽度相同；在各侧板上，两个扦插孔上下间隔排布，用于插入固定件，固定件为两个扦插钢条。
[0018]进一步地，该竖向位移系统还包括垫条，垫条为长条状板体，在板体的两端开设有上下相连通，且外侧为敞口状卡槽，垫条位于承重锁条与钻机平台之间，且两端的卡槽卡持在相邻的立柱上，垫条用于精细调整钻机平台的高度。
[0019]进一步地，该竖向位移系统还包括限位锁条，限位锁条为槽钢体，其两端均设置有上下相连通的第二卡持套，第二卡持套为上下连通的立方体状，用于套设在立柱上，其朝向立柱外侧的一侧为开口状；在第二卡持套的围成开口的侧板上，且靠近外端均开设有第二扦插孔，第二扦插孔内用于插入第二扦插杆，第二扦插杆用于将各限位锁条固定在相邻的两根立柱上。
[0020]进一步地，位于基座同一端的两个立柱为一组，在每一组中，两个立柱的相对侧的壁面上均设置有多个方形块，多个方形块沿各立柱的长度方向间隔设置，在各立柱上排列呈锯齿状，各方形块用于承载承重锁条和限位锁条，相邻方形块间的间距与卡持套外轮廓的尺寸相一致。
[0021]进一步地，该水平旋转系统包括：轮齿定盘、钻机转盘、固定销块和辅助螺栓，其中：
[0022]轮齿定盘，为圆形钢盘，固定于钻机平台上，环向圆周一周间隔开设第一矩形槽，第一矩形槽内用于插入固定销块；
[0023]钻机转盘为圆形钢盘，同轴叠放于轮齿定盘上，其直径稍小于轮齿定盘，可沿圆形一周转动，在其边沿且绕其一周等间隔开设有四个第二矩形槽，且在第二矩形槽与第一矩形槽位于同一半径上时，其内和第一矩形槽内用于插入固定销块；
[0024]辅助螺栓，绕钻机转盘一周且间隔固定于钻机转盘上，可随钻机转盘一同作水平转动，用于将潜孔钻机固定在钻机转盘上。
[0025]进一步地，还包括设置于隧道内的斜撑系统，用于提供侧向支撑力；
[0026]斜撑系统包括液压伸缩杆、平台限推杆、地基限推杆、平面旋转套环和竖向旋转接头，其中：
[0027]地基限推杆，为两个，均为圆形钢柱，位于水平移动系统的远离开挖面侧的地面，左右间隔排布；各地基限推杆距离竖向位移系统的距离大于竖向位移系统的最大高度；
[0028]平台限推杆，为两个竖直设置于钻机平台28上的远离开挖面侧的钢柱，且左右间隔设置；
[0029]液压伸缩杆，为两个，为圆截面液压套杆，一一对应，连接于地基限推杆和平台限推杆间；
[0030]各液压伸缩杆的两端均连接有竖向旋转接头，竖向旋转接头为一上下相连通的U形壳体，且两臂上均开设有连接孔，连接孔内扦插有一钢销。
[0031]进一步地，该水平移动系统包括：垫块、轨道、滚轮和限位器，其中：
[0032]轨道，为两条，间隔平行设置，且位于开挖面的后侧，各轨道左右向设置；
[0033]垫块，为多个，均为木质或石质材质的条状体，多个垫块相平行，且间隔排布，各垫块均位于轨道下部，并固定于地面，各垫块均横跨两个轨道；
[0034]滚轮，为两对，一对通过轮轴连接设置在轨道上；
[0035]限位器，通过钩爪抓套在轨道上，与滚轮靠近的一侧设置有限位挡板，用于阻挡滚轮沿方向运动。
[0036]本专利技术还公开了上述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统的定位钻孔方法，该方法如下：
[0037]竖向定位：将钻头及钻杆安装在潜孔钻机上，调整潜孔钻机，调整转动钻头及钻杆的竖向角度至设计角度并锁定；
[0038]调整水平旋转系统：转动钻机转盘，且潜孔钻机随其转动，转动至钻孔的水平设计角度，将四枚固定销块分位置插入位于同一半径上的第一矩形槽第二矩形槽中，潜孔钻机和钻机转盘与轮齿定盘卡住，完成水平钻孔角度的固定；
[0039]调整水平移动系统：放松限位器，将四个限位器滑动至两侧的轨道上；推动整个竖向台架，使其沿轨道水平运动至设定位置，将四个限位器滑动至四个滚轮处，并紧贴滚轮，锁紧限位器，锁定水平位置与设计参数一致；
[0040]调整竖直移动系统：将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，包括：水平移动系统(1)、竖向位移系统(2)和水平旋转系统(4)，其中：所述水平移动系统(1)，用于设置于隧道内开挖面后的地面；所述竖向位移系统(2)包括：立柱(21)、基座(22)、承重锁条(23)、升降平台(26)、千斤顶(27)和钻机平台(28)，其中：所述基座(22)，为一板体，水平放置于所述水平移动系统(1)上，可沿所述水平移动系统(1)左右移动；所述立柱(21)，为四根，对应竖直设置于所述基座(22)的四个顶角处，所述承重锁条(23)，为四根，一一对应架设在相邻的两个立柱21间，相邻的两个承重锁条23的高度不等，相对的两个承重锁条23的高度相等，四根所述承重锁条(23)在竖直方向上形成位置可调的两层结构；所述钻机平台(28)，为一板体，其水平设置，架设在上层的承重锁条(23)上，所述钻机平台(28)上用于放置潜孔钻机(51)；所述升降平台(26)，为一板体，其水平设置，架设在下层的承重锁条(23)上；所述千斤顶(27)，竖直设置于所述升降平台(26)上，上端与所述钻机平台(28)相接触，用于向上顶推所述钻机平台(28)，在所述钻机平台(28)在竖直方向上改变位置时，还用于支撑所述钻机平台(28)。2.如权利要求1所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，所述承重锁条(23)均为槽钢体，各槽钢体的开口侧朝向外侧，在槽钢体的两端均设置有上下相连通的卡持套，用于卡持固定与相邻的两个立柱(21)上；各所述卡持套均为立方柱状壳体，其背板与所述承重锁条(23)腹板一体连接，所述卡持套的外侧可开合设置，由固定件固定或打开。3.如权利要求2所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，所述卡持套的两侧板的长度大于所述立柱(21)的宽度，两侧板上均开设有两个扦插孔，各扦插孔与背板的距离与立柱(21)的宽度相同；在各侧板上，两个扦插孔上下间隔排布，用于插入固定件，所述固定件为两个扦插钢条。4.如权利要求3所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，所述竖向位移系统(2)还包括垫条(25)，所述垫条(25)为长条状板体，在板体的两端开设有上下相连通，且外侧为敞口状卡槽，所述垫条(25)位于承重锁条(23)与钻机平台(28)之间，且两端的卡槽卡持在相邻的所述立柱(21)上，所述垫条(25)用于精细调整钻机平台(28)的高度。5.如权利要求4所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，所述竖向位移系统(2)还包括限位锁条(24)，所述限位锁条(24)为槽钢体，其两端均设置有上下相连通的第二卡持套，第二卡持套为上下连通的立方体状，用于套设在立柱(24)上，其朝向立柱(24)外侧的一侧为开口状；在第二卡持套的围成开口的侧板上，且靠近外端均开设有第二扦插孔，第二扦插孔内用于插入第二扦插杆，第二扦插杆用于将各限位锁条(24)固定在相邻的两根立柱(21)上。6.如权利要求5所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，位于所述基座(22)同一端的两个立柱(21)为一组，在每一组中，两个所述立柱(21)的相对侧
的壁面上均设置有多个方形块，多个所述方形块沿各所述立柱(21)的长度方向间隔设置，在各立柱(21)上排列呈锯齿状，各所述方形块用于承载所述承重锁条(23)和限位锁条(24)，相邻方形块间的间距与卡持套外轮廓的尺寸相一致。7.如权利要求6所述的一种小断面隧洞的帷幕注浆快速定位钻孔系统，其特征在于，所述水平旋转系统(4)包括：轮齿定盘(41)、钻机转盘(42)、固定销块(43)和辅助螺栓(44)，其中：所述轮齿定盘(41)，为圆形钢盘，固定于钻机平台(28)上，环向圆周一周间隔开设第一矩形槽，第一矩形槽内用于插入固定销块(43)；所述钻机转盘(42)为圆形钢盘，同轴叠放于所述轮齿定盘(41)上，其直径稍小于轮齿定盘(41)，可沿圆形一周转动，在其边沿且绕其一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，卓越，倪汉杰，王华，高攀，马召林，徐启鹏，李广跃，徐海廷，赵爽，皮乾勇，刘坤昊，王文飞，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：