【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工，具体涉及一种辅助管幕施工定位装置及其方法。
技术介绍
1、在隧道与地下工程施工中，不可避免会穿越不良地质地段，由于不良地层的围岩具有自身较差的物理力学性质，因此很难仅依靠初期支护来维持开挖面稳定，在开挖时常会发生开挖面失稳、洞体围岩坍塌、冒顶等现象。因此，在不良地质条件中的隧道，通常会采取超前预支护措施使开挖面前方的土体物理力学性能得到改善，以确保开挖面及围岩的稳定。
2、相较于其它类型的超前预支护技术，管幕超前预支护因其技术成熟、整体刚度大以及对围岩变形限制能力强等特点，被广泛应用于浅埋、超浅埋、洞口段、及下穿重要建筑物等对地表沉降及围岩变形要求控制严格的隧道与地下工程施工中。不同于桩基钻孔施工为竖直方向，管幕钻孔往往是通过水平钻进的。实际管幕施工过程中，在开始钻第一节时，钻头与钻杆处于悬空状态，由于掌子面不平整，且掌子面与钻头往往也不是呈90度夹角，加之受重力影响，在刚开始钻进时钻头容易向下打滑，偏离原来的位置。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种辅助管幕施工定位装置及其方法，用于解决隧道工程中管幕起钻时容易打偏的技术问题，同时可以节约施工成本。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一种辅助管幕施工定位装置，包括管幕钻机、用于支撑所述管幕钻机的钻机支撑平台、连接至管幕钻机输出端的管幕钻杆、与所述管幕钻杆连接的潜孔锤，所述管幕钻杆的轴线垂直于隧道掌子面，靠近所述隧道掌子面
4、进一步，所述环形支撑供包括与滑座滑动配合的限制钢板、安装在限制钢板远离滑座一侧的变形套板，所述变形套板采用橡胶材料制成，所述变形套板的内侧形成可以容纳流体的空腔，所述变形套板上开设有与所述空腔连通的气孔，所述限制钢板用于限制变形套板的变形方向，通过改变空腔内流体的压力，能够改变环形支撑供的弯曲程度，相邻两个环形支撑供的变形套板之间通过气管连接，可以保证气压的一致性。
5、进一步，所述限制钢板的宽度大于变形套板的宽度，限制钢板超出变形套板的部位与滑座的凸台限位配合。
6、进一步，所述限制钢板远离滑座一侧均匀间隔固定有若干t型凸起，所述变形套板的背侧形成与t型凸起配合的t型滑槽，所述t型滑槽与t型凸起一一对应安装。
7、进一步，所述锁紧件包括固定在所述支撑板上侧的液压缸，所述液压缸的输出端连接有弧形摩擦片，所述滑座内开设有用于所述弧形摩擦片活动的位移腔，所述液压缸在气动后，能够驱动弧形摩擦片与限制钢板的表面接触。
8、进一步，所述限制钢板的外端固定有锚固板，所述锚固板的一端与限制钢板铰接，所述锚固板的另一端通过固定件连接至限制钢板；所述固定件包括第一支座、内杆、外杆、销轴和第二支座，所述第一支座固定在锚固板上，所述第一支座与内杆的一端铰接，所述内杆的另一端滑动设置在外杆内，所述内杆位于外杆内的一端固定有销轴，所述外杆的外侧开设有与所述销轴配合的滑槽，所述外杆与第二支座铰接，所述第二支座固定在限制钢板的外侧。
9、进一步，所述支撑板上开设有纵向的导向槽，所述管幕钻机的下部安装有滚轮，所述滚轮通过所述导向槽导向，所述管幕钻杆的外侧设置有管幕钢管，所述支撑板上安装有用于对所述管幕钢管进行定位的定位板，所述定位板的上端形成有槽口。
10、进一步，所述环形支撑钢架由若干弧形工字钢段收尾相连形成，所述弧形工字钢段的端部固定有连接钢板，所述连接钢板上开设有连接孔，相邻两根弧形工字钢段的连接孔之间通过螺栓连接。
11、进一步，相邻两根弧形工字钢段的连接钢板之间安装有减振板，所述螺栓同时穿过减振板上的通孔。
12、一种辅助管幕施工定位方法，采用上述任一项所述的定位装置，包括如下步骤：
13、s1：在钻孔之前，按照管幕设计方案，采用全站仪对隧道掌子面进行激光定点，测出每根管幕的中心位置和标高，并在隧道掌子面上做好标记并编上号；
14、s2：将每根管幕的中心位置连接成线，空出管幕钢管位置，在管幕位置中心线下方施作环形支撑钢架，环形支撑钢架边缘与管幕位置中心线距离为管幕钢管半径；
15、s3：管幕钻机、管幕钻杆、潜孔锤及其他管幕设备拼装就位完成后，开始在掌子面上钻孔；其中潜孔锤正下方紧贴工字钢架，可对潜孔锤起到支撑作用，防止管幕钻机启动后钻头向下跑偏；
16、s4：当钻头钻进掌子面后，已经形成的孔洞可以对钻头提供支撑，此时环形支撑钢架不再起到定位支撑作用，按照预定钻进方案进行施工；
17、s5：孔洞形成并完成清孔，开始管幕钢管顶进，环形支撑钢架同时第一节钢管顶进时在掌子面前提供支撑，便于对孔，减少施工人员操作难度。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、本专利技术公开的一种辅助管幕施工定位装置及方法，与传统管幕钻进相比，主要在掌子面前按照管幕位置施加了一环工字钢架，通过环形支撑钢架的支撑作用，可对管幕钻孔与送管起到定位与支撑作用，防止管幕钻机启动后，钻头容易向下跑偏的问题，且可以便于送管时进行对孔，减少施工人员操作难度。
20、本专利技术公开的装置中，通过在支撑板底部设置多个滑座以及与所述滑座滑动配合的环形支撑拱，可以根据实际管幕位置需要，改变管幕钻孔的施工位置。由于环形支撑拱的弯曲弧度与弧形支撑钢架的弯曲弧度对应，可以预先确定环形支撑拱的位置，到位后直接采用锁紧件直接进行锁紧，因此无需频繁对钻孔位置进行校准，方便对施工位置进行调节，极大地提高了施工效率。
21、本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：包括管幕钻机、用于支撑所述管幕钻机的钻机支撑平台、连接至管幕钻机输出端的管幕钻杆、与所述管幕钻杆连接的潜孔锤，所述管幕钻杆的轴线垂直于隧道掌子面，靠近所述隧道掌子面设置有用于潜孔锤的环形支撑钢架，所述环形支撑钢架的弯曲弧度与管幕钻孔的施工位置相对应；所述钻机支撑平台包括水平设置的支撑板、沿着支撑板的纵向间隔固定在支撑板底部的多个滑座、与所述滑座滑动配合的环形支撑拱、用于将滑座与环形支撑供之间进行锁紧的锁紧件，所述环形支撑拱与隧道掌子面平行，所述环形支撑拱的弯曲弧度与弧形支撑钢架的弯曲弧度对应，通过沿着环形支撑供滑动滑座，可以改变管幕钻孔的施工位置。
2.根据权利要求1所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述环形支撑供包括与滑座滑动配合的限制钢板、安装在限制钢板远离滑座一侧的变形套板，所述变形套板采用橡胶材料制成，所述变形套板的内侧形成可以容纳流体的空腔，所述变形套板上开设有与所述空腔连通的气孔，所述限制钢板用于限制变形套板的变形方向，通过改变空腔内流体的压力，能够改变环形支撑供的弯曲程度。
3.根据权利要求
4.根据权利要求3所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述限制钢板远离滑座一侧均匀间隔固定有若干T型凸起，所述变形套板的背侧形成与T型凸起配合的T型滑槽，所述T型滑槽与T型凸起一一对应安装。
5.根据权利要求4所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述锁紧件包括固定在所述支撑板上侧的液压缸，所述液压缸的输出端连接有弧形摩擦片，所述滑座内开设有用于所述弧形摩擦片活动的位移腔，所述液压缸在气动后，能够驱动弧形摩擦片与限制钢板的表面接触。
6.根据权利要求2所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述限制钢板的外端固定有锚固板，所述锚固板的一端与限制钢板铰接，所述锚固板的另一端通过固定件连接至限制钢板；所述固定件包括第一支座、内杆、外杆、销轴和第二支座，所述第一支座固定在锚固板上，所述第一支座与内杆的一端铰接，所述内杆的另一端滑动设置在外杆内，所述内杆位于外杆内的一端固定有销轴，所述外杆的外侧开设有与所述销轴配合的滑槽，所述外杆与第二支座铰接，所述第二支座固定在限制钢板的外侧。
7.根据权利要求1所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述支撑板上开设有纵向的导向槽，所述管幕钻机的下部安装有滚轮，所述滚轮通过所述导向槽导向，所述管幕钻杆的外侧设置有管幕钢管，所述支撑板上安装有用于对所述管幕钢管进行定位的定位板，所述定位板的上端形成有槽口。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述环形支撑钢架由若干弧形工字钢段收尾相连形成，所述弧形工字钢段的端部固定有连接钢板，所述连接钢板上开设有连接孔，相邻两根弧形工字钢段的连接孔之间通过螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：相邻两根弧形工字钢段的连接钢板之间安装有减振板，所述螺栓同时穿过减振板上的通孔。
10.一种辅助管幕施工定位方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的定位装置，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：包括管幕钻机、用于支撑所述管幕钻机的钻机支撑平台、连接至管幕钻机输出端的管幕钻杆、与所述管幕钻杆连接的潜孔锤，所述管幕钻杆的轴线垂直于隧道掌子面，靠近所述隧道掌子面设置有用于潜孔锤的环形支撑钢架，所述环形支撑钢架的弯曲弧度与管幕钻孔的施工位置相对应；所述钻机支撑平台包括水平设置的支撑板、沿着支撑板的纵向间隔固定在支撑板底部的多个滑座、与所述滑座滑动配合的环形支撑拱、用于将滑座与环形支撑供之间进行锁紧的锁紧件，所述环形支撑拱与隧道掌子面平行，所述环形支撑拱的弯曲弧度与弧形支撑钢架的弯曲弧度对应，通过沿着环形支撑供滑动滑座，可以改变管幕钻孔的施工位置。
2.根据权利要求1所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述环形支撑供包括与滑座滑动配合的限制钢板、安装在限制钢板远离滑座一侧的变形套板，所述变形套板采用橡胶材料制成，所述变形套板的内侧形成可以容纳流体的空腔，所述变形套板上开设有与所述空腔连通的气孔，所述限制钢板用于限制变形套板的变形方向，通过改变空腔内流体的压力，能够改变环形支撑供的弯曲程度。
3.根据权利要求2所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述限制钢板的宽度大于变形套板的宽度，限制钢板超出变形套板的部位与滑座的凸台限位配合。
4.根据权利要求3所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述限制钢板远离滑座一侧均匀间隔固定有若干t型凸起，所述变形套板的背侧形成与t型凸起配合的t型滑槽，所述t型滑槽与t型凸起一一对应安装。
5.根据权利要求4所述的一种辅助管幕施工定位装置，其特征在于：所述锁紧件包括固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚伦，王文，王立川，杨继康，王秀博，章慧健，余柠模，郭晓航，谢晓龙，张文国，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。