CN206753525U - 用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道施工技术领域，为了解决锯齿形非标准断面隧道施工时存在的C6钻机就位难及管棚定位的问题，本实用新型提供了一种用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，包括主骨架以及垂直连接于主骨架一端的连接板，所述主骨架包括三根导向管，三根导向管的轴线相互平行、断面呈倒立的正三角形结构，三根导向管之间通过若干钢筋箍筋连接加固为一体；其中，上部的两根导向管上方间隔连接有若干用于穿装钻杆的定位钢管，定位钢管的轴线与导向管轴线平行。利用本实用新型导向架可实现对钻头的快速导向，只需要通过导向架前端顶住预设钻孔点则可开启钻进，不再需要反复调试钻杆角度及方向，有效提高了钻进施工效率。

Description

用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架。

背景技术

SIDIAICH隧道进口段设计为锯齿形非标准断面模型，每7.45m为一循环，拱架间距62Omm，相邻两榀半径增加50mm，管棚钻孔时，由于Casagrande C6钻机前端侧移夹具的影响，个别孔位定位困难，需要多次反复调试钻杆角度及方向，花费时间很长，并且每次调试需要测量校验，加大了测量工作量，施工效率极低。

经研究现场钻孔过程发现，在钻孔时，为使管棚钻孔不受侧移夹具的影响，C6钻机可以退至上一循环锯齿位置，通过接长C6钻机的钻杆来解决C6钻就位难和钻孔定位难的问题。但是钻具加长，受钻杆自重影响，可能引起钻杆刚度不足，还有可能导致扩壁、钻孔弯曲、倾斜等问题，因此需要进行力学验算及实践证明。

发明内容

本实用新型为了解决锯齿形非标准断面隧道施工时存在的C6钻机就位难及管棚定位的问题，进而提供了一种用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，包括主骨架以及垂直连接于主骨架一端的连接板，所述主骨架包括三根导向管，三根导向管的轴线相互平行、断面呈倒立的正三角形结构，三根导向管之间通过若干钢筋箍筋连接加固为一体；其中，上部的两根导向管上方间隔连接有若干用于穿装钻杆的定位钢管，定位钢管的轴线与导向管轴线平行。该导向架通过连接板与钻机主体前端连接，钻机的钻杆沿导向架长度方向***定位钢管内。

所述连接板为矩形面板结构，连接板的顶部中间开有U型钻杆托放槽口，U型钻杆托放槽口两侧的面板上设有若干与钻机本体连接的螺栓孔。该连接板的结构与导向架端部的钢板结构尺寸完全相同，两者通过螺栓连接。

所述定位钢管的直径大于上部两根导向管之间的中心距离，两根导向管之间的中心距离以及定位钢管的选型应根据钻杆规格进行设计，在符合安装的条件下充分保证定位钢管对钻杆的导向和限位作用。

所述定位钢管至少设有3根，相邻两根定位钢管之间的距离不大于2.5米，定位钢管的长度不小于300mm。

利用本实用新型导向架可实现对钻头的快速导向，钻进施工非标准端面时，只需要通过导向架前端顶住预设钻孔点则可开启钻进，不再需要反复调试钻杆角度及方向，减少了测量调试工作量，有效提高了钻进施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2 为主骨架的节点详图；

图3为架设钻杆后的结构示意图；

图中：1-螺栓孔、2-钻杆托放槽口、3-主骨架、4-导向管、5-钢筋箍筋、6-定位钢管、7-钻杆。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

对于锯齿形非标准断面模型，目前采用CRD法+玻璃纤维锚杆（新意法主要工艺）+管棚+***支护（拱架+喷射砼+钢筋网片+锚杆）+小导管（国内应用极为广泛）的施工方式，该方法集合了新奥法与新意法的优点，融合了我国及欧洲隧道设计方法及理念，施工方法灵活多变，安全可靠，国内尚无先例，此法有很好的应用前景，导向架不仅可以应用于此法，特别适用于涌水、涌砂、松散、软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带等不良地质段隧洞的钻孔施工，优点主要有：距离孔位有适当距离，防止突然事故发生，避免人身伤害。本实用新型为了充分发挥该施工方式的有点，进而针对C6钻机就位难及管棚定位的问题，设计了一种多功能钻机导向架。

所述导向架的结构如图1所示，包括主骨架3以及垂直连接于主骨架一端的连接板，所述主骨架3的结构如图2所示，包括三根Ф200mm的导向管4，长度为7.5米，三根导向管4的轴线平行、断面呈倒立的正三角形结构，三根导向管4之间通过若干Ф16mm的钢筋箍筋5连接加固为一体；其中，上部的两根导向管4上方间隔连接有若干用于穿装钻杆的Ф420*6mm*7.5m*3u定位钢管6，定位钢管6的轴线与导向管4轴线平行。

为便于连接及加工，所述连接板的结构与C6钻机端部焊接的500mm*350mm带孔（Ф27*10u）钢板（20mm厚）面板结构和尺寸相同，如图1所示，所述连接板的顶部中间开有U型钻杆托放槽口2，U型钻杆托放槽口2两侧的面板上设有若干与钻机本体连接的螺栓孔1。使用M24*80高强螺栓加垫圈及弹簧垫片即可将该本实用新型导向架与钻机主体前端连接。

其中，上部两根导向管之间的中心距为190mm，定位钢管6的直径大于上部两根导向管4之间的中心距离， 保证定位钢管能架设安装于两根导向管之间。所述定位钢管6至少设有3根，确保对钻杆的导向定位作用，相邻两根定位钢管6之间的距离不大于2.5米。定位钢管的长度不小于300mm。

设计时应通过对导向架的刚度，C6与导向架连接处的安全性，钻杆加长刚度验算，以及钻杆加长对于成孔精度（主要为倒偏角验算）的影响等方面进行了验算。

现场安装本实用新型导向架时，应在管棚钻孔前，借助于登高设备，用M24*80高强螺栓快速实现安装连接，螺栓必须拧紧。

C6钻机安装导向架后，仍可按下述原理进行定位。管棚定位原理：由于管棚与初支岩面平行，利用同心圆及三维投影原理，可计算出每根管棚在每个断面的精确位置，任意选取两点投影到岩面上，即可确定管棚方向，每根管棚的中心距岩面距离可通过简单计算的得出且为定值，简化为在初支岩面上定出两点，连成直线，钻杆和此直线平行，确认钻杆与岩面距离符合计算要求，即可准确确认管棚位置，这样可成功解决管棚定位。

管棚钻孔完成后，根据实际情况，可将导向架拆卸，便于C6保养及导向架加固。钻孔施工中要及时对导向架进行检查，如果损坏严重，必须对导向架予以适当的加固。

设备改装后，钻孔精度符合设计要求，同时加快了施工速度，提高了社会经济效益。

Claims (5)

1.一种用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，其特征在于：包括主骨架（3）以及垂直连接于主骨架一端的连接板，所述主骨架（3）包括三根导向管（4），三根导向管（4）的轴线平行、断面呈倒立的正三角形结构，三根导向管（4）之间通过若干钢筋箍筋（5）连接加固为一体；其中，上部的两根导向管（4）上方间隔连接有若干用于穿装钻杆的定位钢管（6），定位钢管（6）的轴线与导向管（4）轴线平行。

2.根据权利要求1所述的用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，其特征在于：所述连接板为矩形面板结构，连接板的顶部中间开有U型钻杆托放槽口（2），U型钻杆托放槽口（2）两侧的面板上设有若干与钻机本体连接的螺栓孔（1）。

3.根据权利要求2所述的用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，其特征在于：所述定位钢管（6）的直径大于上部两根导向管（4）之间的中心距离。

4.根据权利要求3所述的用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，其特征在于：所述定位钢管（6）至少设有3根，相邻两根定位钢管（6）之间的距离不大于2.5米。

5.根据权利要求4所述的用于锯齿形非标准断面隧道施工的多功能钻机导向架，其特征在于：所述定位钢管（6）的长度不小于300mm。