本发明专利技术提供了一种隧道断面管棚钻进施工装置及施工方法，包括辅助伸缩杆、主伸缩杆、移动平台、角度调节组件、管棚和角度定位组件，所述辅助伸缩杆和主伸缩杆的底端均连接在所述移动平台上，所述辅助伸缩杆的顶端通过球铰连接有用于支撑管棚的辅助支撑件，主伸缩杆的顶端连接所述角度调节组件，所述角度调节组件上设有用于支撑管棚的主支撑件和用于驱动所述管棚转动钻入隧道的第一驱动件；所述管棚分别穿过所述辅助支撑件和主支撑件；所述角度定位组件的两端分别安装在辅助支撑件和主支撑件上。本发明专利技术通过角度调节组件配合角度定位组件，调节钻进角度和高度，结构简单，操作便捷。操作便捷。操作便捷。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道断面管棚钻进施工装置及施工方法
[0001]本专利技术属于隧道施工设备
，特别是涉及一种隧道断面管棚钻进施工装置及施工方法。
技术介绍
[0002]随着我国公路工程的快速发展，公路车流不断增加，对公路隧道的建设提出了更高的要求。可以预见，在今后的数十年里，高速公路隧道将会进入快速发展时代。与此同时，为满足我国交通运输能力的快速发展，我国的公路建设的规模也在不断的扩大。在快速发展的过程中，也需要对隧道建设质量进行把控，例如对隧道建设过程中在确保隧道快速建设的同时保证隧道施工的稳定性。
[0003]在隧道掌子面施工过程中，为了避免施工过程中发生坍塌等事故，会先利用钻探和现代物探等，探测隧道的岩土体开挖面前方的地质情况，根据探测结果，还会预先沿隧道掌子面钻入用于支撑的管棚结构，即进行管棚超前支护，打入的管棚结构能够做顶板及侧壁支撑，为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础。对于隧道掌子面来说，管棚调整的角度主要根据探测出的隧道岩层情况决定，若岩层较稳定，一般垂直于隧道掌子面钻进管棚，若岩层较复杂，可将管棚进行微调角度，以使管棚钻入后发挥最大的支护作用。
[0004]然而现有的管棚施工采用了将钻头和管棚直接传动连接，驱动装置驱动管棚和钻头转动钻进，通过钻头直接带动管棚钻入隧道内，不能够根据隧道内的土层结构提前定位管棚的钻入角度。若需要调整角度，只能根据人工目测来移动整体安装基础，但人工调整角度的准确性较差。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供隧道管棚钻进机构及施工方法，用于解决现有技术中不能够根据隧道内的土层结构提前定位管棚的钻入角度，人工调整角度的准确性较差的技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供了一种隧道断面管棚钻进施工装置，包括包括主伸缩杆、移动平台、角度调节组件、管棚和角度定位组件，所述主伸缩杆的底端固定连接在所述移动平台上，主伸缩杆的顶端连接所述角度调节组件，所述角度调节组件顶部铰接有调节架，调节架上设有用于支撑管棚的支撑件和用于驱动所述管棚转动钻入隧道的第一驱动件；所述角度定位组件可拆卸安装在支撑件上以对管棚钻进角度进行定位。
[0007]如上所述，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0008]本专利技术通过在管棚的一侧设置用于对管棚钻进角度进行提前定位的角度定位组件，配合在管棚的下方设置的角度调节组件以及主伸缩杆，能够在管棚钻入前先通过角度定位组件和角度调节组件以及主伸缩杆的配合使管棚提前达到预设的钻入角度，移动平台能够在管棚角度定位好后将管棚移动至钻入处，然后再将管棚根据定位的角度钻入隧道
内，相对于现有技术中人工定位管棚的钻进角度，本专利技术在支撑管棚的支撑件上设置角度定位组件的方案能够更精准地使管棚以设定角度钻入隧道内，以适应具有复杂岩层的隧道断面的施工，管棚施工质量较高，为后续施工提供了更牢固的基础；同时管棚钻进过程由于隧道岩层的阻力会产生一定的震动，为了降低震动对于角度定位组件的影响，角度定位组件可在管棚角度定位时安装上，在管棚钻进过程从支撑件拆卸下来，能够提高角度定位组件的寿命，操作也比较方便。
[0009]优选地，所述支撑件的侧面连接有沿水平面向外延伸的横架，横架的自由端设有连接孔，连接孔的轴向平行于所述管棚的轴线，所述角度定位组件固定穿过连接孔以固接在横架上。
[0010]优选地，所述角度定位组件包括定位杆、信号发射器、信号接收器，所述定位杆固定穿过连接孔，所述定位杆朝向隧道断面的一端设有安装孔，所述信号发射器安装在所述安装孔内，所述信号接收器安装在隧道断面上以与所述信号发射器信号连接，根据所述信号发射器与所述信号接收器信号传递的方向定位所述管棚的钻进角度。
[0011]优选地，所述连接孔内设有减震套筒，所述减震套筒套设所述定位杆外表面。
[0012]优选地，所述横架为伸缩杆，所述支撑件的侧面开设有连接槽，所述伸缩杆背离所述连接孔的一端可拆卸连接在所述连接槽内。
[0013]优选地，所述伸缩杆的端部设有连接圆柱，连接圆柱背离伸缩杆的一端同轴转动连接有操作圆柱，操作圆柱背离连接圆柱的一端同轴转动连接有连接筒，操作圆柱背离连接圆柱的一端固接有伸出所述连接筒的螺柱，所述连接槽内设有与所述螺柱螺纹连接的螺孔。
[0014]优选地，所述信号发射器外罩设有透明的防尘罩，所述防尘罩可拆卸连接在所述定位杆安装信号发射器的一端。
[0015]优选地，所述管棚包括钻头和多根可通过花键依次连接的管棚管，所述管棚管内设有钢筋笼，所述管棚管的外表面设有外螺纹。
[0016]优选地，所述角度调节组件包括支撑架、第二驱动件和驱动杆，所述支撑架的底部和第二驱动件的底部均固定设置在所述主伸缩杆的顶端，所述驱动杆的一端与第二驱动件的输出端偏心铰接，所述驱动杆的另一端固定连接在所述调节架的底部，所述调节架的底部通过十字杆与所述支撑架铰接。
[0017]另外，本专利技术还提供了基于一种隧道断面管棚钻进施工装置的施工方法，包括：
[0018]步骤1：在隧道掌子面搭设管棚拱架，在管棚拱架上设置若干格栅，各格栅内预制与钻进角度同轴的导向管，导向管安装有信号接收器；
[0019]步骤2：将管棚连接在支撑件上并与第一驱动件传动连接；将一端安装有信号发射器的定位杆安装在横架自由端的连接孔内，开启信号发射器；
[0020]步骤3：将移动平台移动至所述定位杆到达所述信号接收器的纵向位置，调节主伸缩杆的伸缩长度，以使定位杆到达所述信号接收器所在的高度；通过角度调节组件和主伸缩杆的伸缩同步调节所述管棚和所述定位杆的角度，当所述信号发射器发出的信号被所述信号接收器所接收时停止角度调节组件，此时所述定位杆的角度即为所述管棚钻入的角度；
[0021]步骤4：将移动平台水平移动至所述管棚和所述导向管同轴；
[0022]步骤5：启动第一驱动件，第一驱动件驱动管棚沿设定角度通过导向管后钻入隧道掌子面内。
[0023]如上所述，本专利技术至少还具有以下有益效果：
[0024]通过在隧道掌子面搭设格栅，对于掌子面较软的情况下能够加强隧道断面的强度，提升管棚钻入时的支撑力，导向管的轴向与需要钻进的管棚的同轴，导向管上安装的信号接收器用于接收信号发射器发出的电信号，当信号接收器与信号发射器信号连接时，定位杆即与导向管同轴，即管棚的钻入角度定位成功，此时通过移动平台的水平移动，即可使管棚快速对准导向管轴向，提高了管棚钻进角度的精准性。通过角度调节组件、主伸缩杆和角度定位组件的配合，能够多角度、多方位的调节管棚的钻进角度，本专利技术操作简便，整体结构较简单实用。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0026]图2为本专利技术中角度定位组件的具体结构示意图。
[0027]图3为本专利技术中连接圆柱、操作圆柱和连接筒的结构示意图。
[0028]图4为本专利技术中操作圆柱的结构示意图。
[0029]图5为本专利技术中钢筋笼的结构示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：包括主伸缩杆、移动平台、角度调节组件、管棚和角度定位组件，所述主伸缩杆的底端固定连接在所述移动平台上，主伸缩杆的顶端连接所述角度调节组件，所述角度调节组件顶部铰接有调节架，调节架上设有用于支撑管棚的支撑件和用于驱动所述管棚转动钻入隧道的第一驱动件；所述角度定位组件可拆卸安装在支撑件上以对管棚钻进角度进行定位。2.根据权利要求1所述的一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：所述支撑件的侧面连接有沿水平面向外延伸的横架，横架的自由端设有连接孔，连接孔的轴向平行于所述管棚的轴线，所述角度定位组件固定穿过连接孔以固接在横架上。3.根据权利要求2所述的一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：所述角度定位组件包括定位杆、信号发射器和信号接收器，所述定位杆固定穿过连接孔，所述定位杆朝向隧道断面的一端设有安装孔，所述信号发射器安装在所述安装孔内，所述信号接收器安装在隧道断面上以与所述信号发射器信号连接，根据所述信号发射器与所述信号接收器信号传递的方向定位所述管棚的钻进角度。4.根据权利要求3所述的一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：所述连接孔内设有减震套筒，所述减震套筒套设所述定位杆外表面。5.根据权利要求3所述的一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：所述横架为伸缩杆，所述支撑件的侧面开设有连接槽，所述伸缩杆背离所述连接孔的一端可拆卸连接在所述连接槽内。6.根据权利要求5所述的一种隧道断面管棚钻进施工装置，其特征在于：所述伸缩杆的端部设有连接圆柱，连接圆柱背离伸缩杆的一端同轴转动连接有操作圆柱，操作圆柱背离连接圆柱的一端同轴转动连接有连接筒，操作圆柱背离连接圆柱的一端固接有伸出所述连接筒的螺柱，所述连接槽内...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣耀，徐长节，孙洋，喻义天，俞俊平，丁海滨，张承客，徐松，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：
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