本發(fā)明涉及土木工程中隧洞與地下工程，具體涉及一種敞開式tbm的錨桿施工裝置。

背景技術(shù)：

1、tbm包括敞開式隧洞掘進(jìn)機(jī)和護(hù)盾式隧洞掘進(jìn)機(jī)，包括掘進(jìn)、支護(hù)、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)，是機(jī)、電、液、光、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧洞施工裝備，具有掘進(jìn)速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜地理地貌深埋長隧洞的施工。

2、隧洞中錨桿的鉆進(jìn)方向垂直于隧洞輪廓線時(shí)，錨固效果才能達(dá)到最佳，在設(shè)計(jì)中錨桿也是沿法向打設(shè)；然而實(shí)際施工中，尤其是在小洞徑中，現(xiàn)有的錨桿鉆機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)使得錨桿的鉆進(jìn)方向和隧洞輪廓線法線方向存在較大的夾角，致使錨固效果不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供敞開式tbm的錨桿施工裝置，能夠使錨桿鉆機(jī)的鉆孔方向與隧洞輪廓線法線方向的夾角減小，提高了錨桿的錨固效果。

2、本發(fā)明提供了一種敞開式tbm的錨桿施工裝置，設(shè)置在tbm本體上，用于改變錨桿鉆機(jī)的位置，包括：弧形軌道、滑動(dòng)件和驅(qū)動(dòng)單元，弧形軌道固定在tbm本體上，弧形軌道的側(cè)面設(shè)有弧形槽，所述弧形槽具有旋轉(zhuǎn)中心線，且弧形槽的旋轉(zhuǎn)中心線與隧洞的中心線重合；滑動(dòng)件滑動(dòng)設(shè)置在所述弧形槽內(nèi)，所述錨桿鉆機(jī)沿弧形槽的徑向固定設(shè)置在所述滑動(dòng)件上，用于朝向隧洞的徑向打設(shè)錨桿；驅(qū)動(dòng)單元包括第一電機(jī)和齒輪-弧形齒條副，所述弧形軌道的外邊緣設(shè)有弧形齒條，所述弧形齒條與齒輪嚙合構(gòu)成所述齒輪-弧形齒條副；所述第一電機(jī)與滑動(dòng)件固定，第一電機(jī)的輸出端與所述齒輪固定連接，用于驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以使滑動(dòng)件與錨桿鉆機(jī)共同沿弧形槽移動(dòng)。

3、弧形槽的旋轉(zhuǎn)中心線與隧洞的中心線重合，使得弧形槽的徑向與隧洞的徑向重合，控制第一電機(jī)正向或者反向轉(zhuǎn)動(dòng)，第一電機(jī)帶動(dòng)齒輪嚙合弧形齒條，使得滑動(dòng)件沿弧形槽移動(dòng)，用于錨桿鉆機(jī)在隧洞內(nèi)壁不同位置、不同的徑向打設(shè)鉆桿時(shí)以改變錨桿鉆機(jī)的位置。

4、較佳地，所述第一電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，利用步進(jìn)電機(jī)的具有保持轉(zhuǎn)矩的功能，在打設(shè)鉆桿時(shí)以防止滑動(dòng)件與錨桿鉆機(jī)移動(dòng)。

5、防止鉆設(shè)錨桿時(shí)滑動(dòng)件與錨桿鉆機(jī)移動(dòng)。

6、較佳地，所述滑動(dòng)件沿弧形槽的移動(dòng)軌跡線與所述隧洞橫向斷面上需要打設(shè)錨桿的區(qū)域范圍對應(yīng)，以使錨桿鉆機(jī)能沿弧形槽移動(dòng)至需要打設(shè)錨桿的隧洞區(qū)域范圍內(nèi)的任意位置。

7、防止隧洞內(nèi)壁出現(xiàn)鉆設(shè)盲區(qū)的問題。

8、較佳地，所述弧形軌道的兩個(gè)側(cè)面均設(shè)有弧形槽，各弧形槽內(nèi)均設(shè)置有所述滑動(dòng)件，兩個(gè)滑動(dòng)件均固定連接同一個(gè)移動(dòng)架，并且僅其中一個(gè)滑動(dòng)件對應(yīng)所述第一電機(jī)和所述齒輪，所述移動(dòng)架固定連接所述第一電機(jī)，第一電機(jī)輸出端的齒輪與所述弧形齒條嚙合。

9、使得移動(dòng)架穩(wěn)定地在弧形軌道兩側(cè)同步移動(dòng)，避免發(fā)生移動(dòng)架與兩側(cè)受力不均的問題。

10、較佳地，所述錨桿鉆機(jī)遠(yuǎn)離隧洞內(nèi)壁的端部固定設(shè)置有電動(dòng)伸縮桿，所述電動(dòng)伸縮桿的端部設(shè)置有插桿，所述插桿上設(shè)有插孔，所述插桿能夠插設(shè)在移動(dòng)架上設(shè)有的限位槽內(nèi)，并且限位槽內(nèi)設(shè)有通孔，所述通孔和所述插孔共同穿設(shè)同一個(gè)限位桿，用以防止電動(dòng)伸縮桿脫離移動(dòng)架。

11、目的在于使用限位桿將電動(dòng)伸縮桿端部的插桿限制在限位槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)伸縮桿安裝在移動(dòng)架上，電動(dòng)伸縮桿用于沿隧洞半徑移動(dòng)錨桿鉆機(jī)。

12、較佳地，所述電動(dòng)伸縮桿遠(yuǎn)離移動(dòng)架的端部固定設(shè)置有第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出端固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板固定連接所述錨桿鉆機(jī)。

13、第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)板與錨桿鉆機(jī)共同轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整錨桿鉆機(jī)角度的目的。

14、較佳地，所述弧形軌道包括第一子軌道和第二子軌道，所述第一子軌道的端部設(shè)置有凸板，所述凸板上設(shè)有圓孔，所述第二子軌道上設(shè)有凹槽，凹槽的側(cè)壁上設(shè)有定位孔，所述凸板能夠伸入所述凹槽內(nèi)，所述圓孔和所述定位孔共同插設(shè)同一個(gè)定位桿，用以將第一子軌道和第二子軌道連接成為一個(gè)整體。

15、目的在于從tbm本體的兩側(cè)安裝第一子軌道和第二子軌道，同時(shí)使得第一子軌道和第二子軌道能夠構(gòu)成弧形軌道。

16、較佳地，所述第一子軌道和第二子軌道遠(yuǎn)離所述定位桿的端部均固定設(shè)有耳板，所述耳板上均設(shè)有多個(gè)第一螺栓孔，所述tbm本體上均設(shè)有與第一螺栓孔對應(yīng)的第二螺栓孔，各所述第一螺栓孔和對應(yīng)的第二螺栓孔均配合一個(gè)螺栓，用于將第一子軌道和第二子軌道固定在所述tbm本體上。

17、目的在于將第一子軌道和第二子軌道固定在所述tbm本體上。

18、較佳地，所述錨桿鉆機(jī)的相對兩側(cè)均設(shè)有限位板，各所述限位板均固定連接在所述的電動(dòng)伸縮桿的端部，并且兩個(gè)限位板的相對板面均滑動(dòng)連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)板。

19、兩個(gè)限位板能夠防止轉(zhuǎn)動(dòng)板帶動(dòng)錨桿鉆機(jī)傾斜。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：弧形槽的旋轉(zhuǎn)中心線與隧洞的中心線重合，使得弧形槽的徑向與隧洞的徑向重合，控制第一電機(jī)正向或者反向轉(zhuǎn)動(dòng)，第一電機(jī)帶動(dòng)齒輪嚙合弧形齒條，使得滑動(dòng)件沿弧形槽移動(dòng)，用于錨桿鉆機(jī)在隧洞內(nèi)壁不同位置、不同的徑向打設(shè)鉆桿時(shí)以改變錨桿鉆機(jī)的位置。

21、錨桿鉆機(jī)沿弧形槽的弧度方向移動(dòng)，使錨桿鉆機(jī)的鉆孔方向與隧洞輪廓線法線方向的夾角減小，甚至錨桿鉆機(jī)鉆設(shè)錨桿的方向與隧洞徑向重合，提高了錨桿的錨固效果，適用于對隧洞進(jìn)行加固支護(hù)。

技術(shù)特征：

1.敞開式tbm的錨桿施工裝置，設(shè)置在tbm本體上，用于改變錨桿鉆機(jī)(3)的位置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述第一電機(jī)(7)為步進(jìn)電機(jī)，利用步進(jìn)電機(jī)的具有保持轉(zhuǎn)矩的功能，在打設(shè)鉆桿時(shí)以防止滑動(dòng)件與錨桿鉆機(jī)(3)移動(dòng)。

3.如權(quán)利要求1所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)件沿弧形槽(5)的移動(dòng)軌跡線與所述隧洞橫向斷面上需要打設(shè)錨桿的區(qū)域范圍對應(yīng)，以使錨桿鉆機(jī)(3)能沿弧形槽(5)移動(dòng)至需要打設(shè)錨桿的隧洞區(qū)域范圍內(nèi)的任意位置。

4.如權(quán)利要求1所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述弧形軌道(2)的兩個(gè)側(cè)面均設(shè)有弧形槽(5)，各弧形槽(5)內(nèi)均設(shè)置有所述滑動(dòng)件，兩個(gè)滑動(dòng)件均固定連接同一個(gè)移動(dòng)架(6)，并且僅其中一個(gè)滑動(dòng)件對應(yīng)所述第一電機(jī)(7)和所述齒輪(8)，所述移動(dòng)架(6)固定連接所述第一電機(jī)(7)，第一電機(jī)(7)輸出端的齒輪(8)與所述弧形齒條(4)嚙合。

5.如權(quán)利要求4所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述錨桿鉆機(jī)(3)遠(yuǎn)離隧洞內(nèi)壁的端部固定設(shè)置有電動(dòng)伸縮桿(9)，所述電動(dòng)伸縮桿(9)的端部設(shè)置有插桿(10)，所述插桿(10)上設(shè)有插孔，所述插桿(10)能夠插設(shè)在移動(dòng)架(6)上設(shè)有的限位槽(11)內(nèi)，并且限位槽(11)內(nèi)設(shè)有通孔，所述通孔和所述插孔共同穿設(shè)同一個(gè)限位桿，用以防止電動(dòng)伸縮桿(9)脫離移動(dòng)架(6)。

6.如權(quán)利要求5所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述電動(dòng)伸縮桿(9)遠(yuǎn)離移動(dòng)架(6)的端部固定設(shè)置有第二電機(jī)(12)，所述第二電機(jī)(12)的輸出端固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)板(15)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(15)固定連接所述錨桿鉆機(jī)(3)。

7.如權(quán)利要求1所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述弧形軌道(2)包括第一子軌道(21)和第二子軌道(22)，所述第一子軌道(21)的端部設(shè)置有凸板，所述凸板上設(shè)有圓孔，所述第二子軌道(22)上設(shè)有凹槽，凹槽的側(cè)壁上設(shè)有定位孔，所述凸板能夠伸入所述凹槽內(nèi)，所述圓孔和所述定位孔共同插設(shè)同一個(gè)定位桿(13)，用以將第一子軌道(21)和第二子軌道(22)連接成為一個(gè)整體。

8.如權(quán)利要求7所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述第一子軌道(21)和第二子軌道(22)遠(yuǎn)離所述定位桿(13)的端部均固定設(shè)有耳板(14)，所述耳板(14)上均設(shè)有多個(gè)第一螺栓孔，所述tbm本體上均設(shè)有與第一螺栓孔對應(yīng)的第二螺栓孔，各所述第一螺栓孔和對應(yīng)的第二螺栓孔均配合一個(gè)螺栓，用于將第一子軌道(21)和第二子軌道(22)固定在所述tbm本體上。

9.如權(quán)利要求6所述的敞開式tbm的錨桿施工裝置，其特征在于，所述錨桿鉆機(jī)(3)的相對兩側(cè)均設(shè)有限位板(16)，各所述限位板(16)均固定連接在所述的電動(dòng)伸縮桿(9)的端部，并且兩個(gè)限位板(16)的相對板面均滑動(dòng)連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(15)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種敞開式TBM的錨桿施工裝置，屬于土木工程中隧洞與地下工程技術(shù)領(lǐng)域。一種敞開式TBM的錨桿施工裝置，設(shè)置在TBM本體上，用于改變錨桿鉆機(jī)的位置，包括：弧形軌道、滑動(dòng)件和驅(qū)動(dòng)單元，弧形軌道固定在TBM本體上，弧形軌道的側(cè)面設(shè)有弧形槽，所述弧形槽具有旋轉(zhuǎn)中心線，且弧形槽的旋轉(zhuǎn)中心線與隧洞的中心線重合；滑動(dòng)件滑動(dòng)設(shè)置在所述弧形槽內(nèi)，所述錨桿鉆機(jī)沿弧形槽的徑向固定設(shè)置在所述滑動(dòng)件上，用于朝向隧洞的徑向打設(shè)錨桿?？刂埔苿?dòng)單元帶動(dòng)錨桿鉆機(jī)沿弧形軌道的弧度方向移動(dòng)，使錨桿鉆機(jī)的鉆孔方向與隧洞輪廓線法線方向的夾角減小，甚至錨桿鉆機(jī)鉆設(shè)錨桿的方向與隧洞半徑重合，提高了錨桿的錨固效果，適用于對隧洞進(jìn)行加固支護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：周振梁,譚忠盛,李慶樓,李宗林,李林峰,裴成元,李博,尚層,李行星,劉輝,周應(yīng)祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26