本实用新型专利技术公开了凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置，包括高压水泵(1)、高压水管(2)、高压水旋喷管(3)、电动马达(4)、变向齿轮组(5)和固定支架(6)，高压水泵(1)、高压水管(2)和高压水旋喷管(3)连接，电动马达(4)和变向齿轮组(5)适配并固定安装于高压水旋喷管(3)上，下方设置可伸缩的固定支架(6)。本装置利用凝灰岩遇水易湿化崩解的物理力学特性，辅以高压水的切削作用，可从凝灰岩内部进行结构瓦解，分层分区域对凝灰岩边坡进行开挖。本装置具有安全性高、噪声小、设备布置灵活等优点，且使用的水资源可循环利用，有良好的经济效益。有良好的经济效益。有良好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置
[0001]本技术涉及边坡土石方开挖设备，特别涉及凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置。
技术介绍
[0002]凝灰岩具有天然含水率低、遇水易膨胀崩解、粘结能力差等特点。对于凝灰岩边坡开挖一般使用机械开挖或爆破开挖，由于凝灰岩本身的风化特性导致其强度有限容易破裂，常受到场地限制，施工中容易出现崩塌现象，极大地影响了开挖进度和安全。
技术实现思路
[0003]专利技术目的：本技术目的是提供一种快速、安全的凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置。
[0004]技术方案：本技术所述的凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置，包括高压水泵、高压水管、高压水旋喷管、电动马达、变向齿轮组和固定支架，高压水泵、高压水管和高压水旋喷管连接，电动马达和变向齿轮组适配并固定安装于高压水旋喷管上，下方设置可伸缩的固定支架。其中高压水泵与高压水管连接并将高压水从高压水旋喷管顶部泵入，通过底部的高压水射流孔喷出。
[0005]通过在边坡开挖面上钻孔架设固定支架，将高压水旋喷管穿过固定支架插入钻孔中，从旋喷管上部注入高压水，利用电动马达驱动变向齿轮组使旋喷管完成旋转和升降动作，通过旋喷的方法使凝灰岩破裂崩解以达到快速开挖的效果。利用高压水旋喷装置从凝灰岩边坡内部进行切削开挖，并借助凝灰岩吸水后的膨胀应力使岩层崩解达到快速开挖的效果，无须使用大型开挖设备，布置灵活，相较爆破开挖更加安全，具有较好的可操作性和经济性。
[0006]进一步地，所述高压水旋喷管为分段可拆卸式，包括底部尖锥段、头端旋喷管和延长旋喷管，头端旋喷管和延长旋喷管之间螺纹连接。
[0007]进一步地，所述头端旋喷管部位设置高压水射流孔。
[0008]进一步地，所述固定支架上安装紧固螺丝。
[0009]进一步地，所述变向齿轮组通过双向滚轮对高压水旋喷管进行紧固，通过开关切换高压水旋喷管的旋转和升降模式。
[0010]进一步地，所述旋转和升降模式分别由旋转滚轮、升降滚轮、限位调节旋钮与高压水旋喷管配合实现。
[0011]优选地，
[0012]射流水压的选择由垂直于坡面方向凝灰岩可能出现的最大风化程度决定，对于强风化、中风化、弱风化凝灰岩分别选择100MPa、120MPa、150MPa的射流水压。
[0013]固定支架采用三脚撑固定，每根脚撑可单独通过紧固螺丝无极调节长度以适应坡面地形，并且旋喷管插入后与开挖面垂直。固定支架上设有固定基座，电动马达与变向齿轮
组组分别通过四个3/8英寸快拆螺栓与固定支架连接。
[0014]针对不同风化程度的凝灰岩，高压水旋喷管直径可选择40mm、50mm或60mm，分别对应弱风化、中风化、强风化凝灰岩使用，通过调节变向齿轮组上的限位调节旋钮进行紧固；旋喷管头部具有长度为0.1m的尖锥段，设置3高压水射流孔，上下两排间距为0.1m，每排沿管壁圆周开设4个十字对穿孔，射流孔直径为5mm。
[0015]高压水旋喷管为分段可拆卸式，通过螺纹进行连接以满足不同深度的开挖要求，其中头端旋喷管长度为1.1m，延长旋喷管长度为1m。
[0016]高压水旋喷管开挖由边坡表层向深层深入，每次深入0.3m，直至达到开挖深度。
[0017]有益效果：本装置利用凝灰岩遇水易湿化崩解的物理力学特性，辅以高压水的切削作用，可从凝灰岩内部进行结构瓦解，分层分区域对凝灰岩边坡进行开挖。本装置具有安全性高、噪声小、设备布置灵活等优点，且使用的水资源可循环利用，有良好的经济效益。
附图说明
[0018]图1为高压水旋喷装置示意图；
[0019]图2为电动马达与变向齿轮组安装示意图(俯视)；
[0020]图3为旋喷管螺纹连接示意图。
具体实施方式
[0021]本实施例是
[0022]本实施例的凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置，包括高压水泵1、高压水管2、高压水旋喷管3、电动马达4、变向齿轮组5和固定支架6，高压水泵1、高压水管2和高压水旋喷管3连接，电动马达4和变向齿轮组5适配并固定安装于高压水旋喷管3上，下方设置可伸缩的固定支架6。其中高压水泵1与高压水管2连接并将高压水从高压水旋喷管3顶部泵入，通过底部的高压水射流孔10喷出。
[0023]下面结合工作原理做进一步说明：
[0024]在实际操作中，施工人员先根据地勘报告中凝灰岩位于地层中的位置在边坡开挖面上确定高压水旋喷管3插入孔位并按照要求的开挖深度进行打孔，打孔尺寸为D+20mm，其中D为选用的高压水旋喷管直径。
[0025]其中，针对不同风化程度的凝灰岩，高压水旋喷管3直径可选择40mm、50mm或60mm，分别对应弱风化、中风化、强风化凝灰岩使用，通过调节变向齿轮组上的限位调节旋钮进行紧固。
[0026]打孔完成后，在对应的孔位上方架设三脚固定支架6，通过支架上的紧固螺丝对每根支撑腿长度进行调节。将电动马达4和变向齿轮组5通过分别通过四个3/8英寸快拆螺栓与固定支架6连接，接通电源。
[0027]将高压水旋喷管3头段穿过变向齿轮组5的限位调节旋钮，调节固定支架6上的紧固螺丝11使得高压水旋喷管3垂直于开挖面插入预先打设的孔中，第一次旋喷需保证最上高压水射流孔10位于开挖面以下10cm。将高压水管2通过螺纹与高压水旋喷管3后端连接。
[0028]完成装置安装后，将变向齿轮组5开关拨到“旋转”档位，依次打开高压水泵1开关和电动马达4开关。其中对于强风化、中风化、弱风化凝灰岩分别选择100MPa、120MPa、
150MPa的射流水压。以表层出现裂缝并有水溢出为标志进行下一级旋喷，此时将变变向齿轮组5开关拨到“升降”档位，将高压水旋喷管3下降30cm，重复以上旋喷过程。
[0029]若高压水旋喷管3长度不足，可将延长旋喷管9通过螺纹在原有旋喷管后端进行连接，重新安装高压水管2。重复以上旋喷过程直至达到开挖深度。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置，其特征在于：包括高压水泵(1)、高压水管(2)、高压水旋喷管(3)、电动马达(4)、变向齿轮组(5)和固定支架(6)，高压水泵(1)、高压水管(2)和高压水旋喷管(3)连接，电动马达(4)和变向齿轮组(5)适配并固定安装于高压水旋喷管(3)上，下方设置可伸缩的固定支架(6)。2.根据权利要求1所述的凝灰岩边坡高压水旋喷快速开挖装置，其特征在于：所述高压水旋喷管(3)为分段可拆卸式，包括底部尖锥段(7)、头端旋喷管(8)和延长旋喷管(9)，头端旋喷管(8)和延长旋喷管(9)之间螺纹连接。3.根据权利要求2所述的凝灰岩边坡高...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭程龙，刘鑫，徐寿政，张思卿，钱立东，姚云龙，
申请(专利权)人：中交三航局第三工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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