一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体为一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道等，在隧道的建造过程中，可能需要使用到爆破技术，在路基高边坡上不同位置处布置炮孔，通过控制炸药爆轰波传播方向，降低了爆破冲击波及反射拉应力对高边坡保留岩体的作用，从而保证在不影响到隧道正常施工的同时，确保高边坡的完整性和稳定性。

现有大断面隧道施工用炮孔布置结构，存在以下缺陷：

一、当前的炮孔布置结构通常是直接通过钻孔装置进行钻孔，钻孔过程中往往会产生大量的飞尘，且持续钻孔产生的高温也会降低钻头的使用寿命，无法在保证钻孔效果的同时也能保证钻头的使用寿命；

二、且目前炮孔布置结构使用时，通常需要操作人员手动调节钻孔结构的高度和倾斜角度，十分不便，且也无法始终保证钻孔结构能够稳定的进行钻孔，从而影响到整个炮孔布置结构的使用效果；

三、同时当前炮孔布置结构在使用时，多数是直接通过装置本身的制动装置进行制动，而炮孔布置结构在钻制炮孔时往往会产生震动，仅仅依靠制动装置难以维持整个炮孔布置结构的稳定性。

基于此，本发明提供了一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法，具备的可以保证钻头使用寿命的同时进行无尘钻孔，也能自由调节所钻制炮孔的倾斜角度和高度，同时也能极大保证炮孔布置结构稳定性的优点，解决了现有的炮孔布置结构在实际的使用过程中，不能在保证钻头使用寿命的同时进行无尘钻孔，需要人工调节所钻制炮孔的倾斜角度和高度，同时也无法进一步提高炮孔布置结构稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大断面隧道施工用炮孔布置结构，包括安装仓，所述安装仓的顶部设置有电动升降台，且电动升降台顶部的一端安装有U型架，所述电动升降台顶部远离U型架的一端铰接有底板，所述电动升降台顶部靠近U型架的一端铰接有电动气压缸，且电动气压缸的输出端与底板底部的中间位置处铰接，所述底板顶部的两端对称安装有安装板，且两组安装板相对一面的四角位置处共同安装有四组滑杆，两组所述安装板的内侧共同设置有钻孔组件，所述安装仓的内部设置有支撑组件，所述安装仓底部的四角位置处皆设置有驱动轮。

优选的，所述钻孔组件包括钻头、钻杆、电动升降杆、活动仓、旋转电机、滑动板、第一齿轮、第一轴承、第二齿轮、通槽和喷孔，一组所述安装板内侧的中心位置处安装有电动升降杆，且电动升降杆的输出端安装有活动仓，所述活动仓顶部和底部的两端对称安装有滑动板，四组所述滑杆分别贯穿四组滑动板，所述活动仓的内顶部安装有旋转电机，且旋转电机的输出端安装有第一齿轮，所述活动仓远离电动升降杆一端的中间位置处安装有第一轴承，所述第一轴承的内侧安装有钻杆，所述钻杆外侧靠近旋转电机的一端安装有与第一齿轮相互啮合的第二齿轮，所述钻杆远离旋转电机的一端穿过安装板并安装有钻头，所述钻杆的内部开设有通槽，所述钻杆外侧靠近钻头的一端均匀开设有与通槽相互连接的喷孔。

优选的，所述支撑组件包括大齿轮、伺服电机、垫板、第二轴承、内螺纹管、方形插槽、辅助板、小齿轮、方形插杆和螺纹杆，所述安装仓内部的中间位置处安装有辅助板，所述安装仓内底部的中心位置处安装有伺服电机，且伺服电机的输出端安装有大齿轮，所述辅助板顶部的四角位置处对称安装有第二轴承，所述第二轴承的内侧安装有内螺纹管，且内螺纹管的内侧螺纹设置有螺纹杆，所述螺纹杆的底端穿过安装仓并安装有垫板，所述内螺纹管外侧的顶部安装有与大齿轮相互啮合的小齿轮，所述螺纹杆的顶部开设有方形插槽，所述安装仓内顶部的四角位置处皆安装有与方形插槽相互配合的方形插杆。

优选的，所述钻杆靠近旋转电机的一端安装有旋转接头，且旋转接头远离钻杆的一端安装有水管，所述水管远离旋转接头的一端穿过活动仓并与外接供水装置的输出端连通。

优选的，所述底板底部靠近电动升降杆一端的中间位置处开设有方形通孔，且方形通孔的内侧安装有两组与水管相互配合的导线轮，所述U型架内侧的顶部安装有与水管相互配合滚轮。

优选的，四组所述滑杆的外侧共同套设有活动板，且活动板的内侧安装有第三轴承，所述第三轴承的内侧与钻杆外侧靠近电动升降杆的一端固定连接。

优选的，所述安装仓的内两端对称安装有横条板，所述辅助板通过固定螺丝与两组横条板固定连接，所述安装仓的底部设置有密封盖板。

优选的，所述活动仓的一侧铰接有仓门，且仓门的外侧安装有把手，所述活动仓的顶部均匀开设有通气孔。

优选的，所述钻杆的外侧开设有螺旋凹槽。

一种大断面隧道施工用炮孔布置结构的使用方法，使用步骤如下：

一、当需要钻制炮孔时，首先将整个装置移动到需要钻孔的位置处，接着通过外接控制面板控制电动升降台升高，直到钻头上升到指定钻孔位置处的高度，在控制电动气压缸逐渐伸长，使得底板逐渐倾斜，让钻杆也跟随倾斜，从而控制所钻炮孔的倾斜角度，然后将水管远离活动仓的一端与外接供水装置的输出端连通；

二、接着控制伺服电机顺时针转动，利用大齿轮和小齿轮的配合带动内螺纹管转动，由于螺纹作用，迫使螺纹杆逐渐向下移动，直到四组垫板的底部抵在地面上，将整个装置稳定支撑起来；

三、然后控制旋转电机带动钻杆转动，接着控制电动升降杆逐渐伸长，电动升降杆推动活动仓逐渐从一端向另一端移动，使得钻头抵在需要打孔的位置处开始钻孔，钻孔过程中通过外接供水装置将清水输送进通槽内部，这些清水再从喷孔喷出；

四、根据所需炮孔的深度，及时控制电动升降杆停止伸长，在炮孔钻制完成后，控制电动升降杆缩短回原先状态，然后将装置移动回下一个炮孔所在位置处，重复上述的操作步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过滑杆、底板、活动板、钻孔组件、U型架、安装板、第三轴承、导线轮、水管和旋转接头的配合使用，利用旋转电机带动钻杆转动，而在钻杆和钻头钻制炮孔时，通过向通槽内部注入清水，清水再从喷孔喷出，既可以避免钻孔产生的灰尘四处飞扬，也能降低钻头持续钻孔所产生的温度，保证钻头的使用寿命；且通过底板、U型架、电动气压缸、电动升降台和安装仓的配合，可以自动控制钻杆的倾斜方向和高度，不需要人工调节，且钻孔组件在钻孔的过程中能够始终保持稳定性；同时本发明通过支撑组件和安装仓的配合使用，可以同时控制四组垫板抵在地面上，配合驱动轮可以极大地提高整个炮孔布置结构的稳固性，从而进一步提高了钻孔组件钻制炮孔过程中的稳定性，该一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法，解决了现有的炮孔布置结构在实际的使用过程中，不能在保证钻头使用寿命的同时进行无尘钻孔，需要人工调节所钻制炮孔的倾斜角度和高度，同时也无法进一步提高炮孔布置结构稳定性的问题。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的主视剖视图；

图3为本发明使用时的示意图；

图4为本发明安装仓的立体示意图；

图5为本发明活动仓的俯视图；

图6为本发明钻杆的剖视图；

图7为本发明图2的A处放大图；

图8为本发明图2的B处放大图。

图中：1、滑杆；2、底板；3、活动板；4、钻孔组件；401、钻头；402、钻杆；403、电动升降杆；404、活动仓；405、旋转电机；406、滑动板；407、第一齿轮；408、第一轴承；409、第二齿轮；410、通槽；411、喷孔；5、U型架；6、电动气压缸；7、电动升降台；8、驱动轮；9、支撑组件；901、大齿轮；902、伺服电机；903、垫板；904、第二轴承；905、内螺纹管；906、方形插槽；907、辅助板；908、小齿轮；909、方形插杆；910、螺纹杆；10、安装仓；11、安装板；12、第三轴承；13、导线轮；14、水管；15、旋转接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种大断面隧道施工用炮孔布置结构，包括安装仓10，安装仓10的顶部设置有电动升降台7，且电动升降台7顶部的一端安装有U型架5，电动升降台7顶部远离U型架5的一端铰接有底板2，电动升降台7顶部靠近U型架5的一端铰接有电动气压缸6，且电动气压缸6的输出端与底板2底部的中间位置处铰接，底板2顶部的两端对称安装有安装板11，且两组安装板11相对一面的四角位置处共同安装有四组滑杆1，两组安装板11的内侧共同设置有钻孔组件4，安装仓10的内部设置有支撑组件9，安装仓10底部的四角位置处皆设置有驱动轮8。

作为本实施例的优选方案：钻孔组件4包括钻头401、钻杆402、电动升降杆403、活动仓404、旋转电机405、滑动板406、第一齿轮407、第一轴承408、第二齿轮409、通槽410和喷孔411，一组安装板11内侧的中心位置处安装有电动升降杆403，且电动升降杆403的输出端安装有活动仓404，活动仓404顶部和底部的两端对称安装有滑动板406，四组滑杆1分别贯穿四组滑动板406，活动仓404的内顶部安装有旋转电机405，且旋转电机405的输出端安装有第一齿轮407，活动仓404远离电动升降杆403一端的中间位置处安装有第一轴承408，第一轴承408的内侧安装有钻杆402，钻杆402外侧靠近旋转电机405的一端安装有与第一齿轮407相互啮合的第二齿轮409，钻杆402远离旋转电机405的一端穿过安装板11并安装有钻头401，钻杆402的内部开设有通槽410，钻杆402外侧靠近钻头401的一端均匀开设有与通槽410相互连接的喷孔411，可以稳定的对指定位置处钻制炮孔。

作为本实施例的优选方案：支撑组件9包括大齿轮901、伺服电机902、垫板903、第二轴承904、内螺纹管905、方形插槽906、辅助板907、小齿轮908、方形插杆909和螺纹杆910，安装仓10内部的中间位置处安装有辅助板907，安装仓10内底部的中心位置处安装有伺服电机902，且伺服电机902的输出端安装有大齿轮901，辅助板907顶部的四角位置处对称安装有第二轴承904，第二轴承904的内侧安装有内螺纹管905，且内螺纹管905的内侧螺纹设置有螺纹杆910，螺纹杆910的底端穿过安装仓10并安装有垫板903，内螺纹管905外侧的顶部安装有与大齿轮901相互啮合的小齿轮908，螺纹杆910的顶部开设有方形插槽906，安装仓10内顶部的四角位置处皆安装有与方形插槽906相互配合的方形插杆909，有助于进一步提高整个炮孔布置结构在钻孔过程中的稳定性。

作为本实施例的优选方案：钻杆402靠近旋转电机405的一端安装有旋转接头15，且旋转接头15远离钻杆402的一端安装有水管14，水管14远离旋转接头15的一端穿过活动仓404并与外接供水装置的输出端连通，在通过钻头401钻制炮孔时，可以进行无尘钻孔，且也能保证钻头401的使用寿命。

作为本实施例的优选方案：四组滑杆1的外侧共同套设有活动板3，且活动板3的内侧安装有第三轴承12，第三轴承12的内侧与钻杆402外侧靠近电动升降杆403的一端固定连接，有助于提高钻杆402转动过程中的稳定性。

实施例二

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种大断面隧道施工用炮孔布置结构，包括安装仓10，安装仓10的顶部设置有电动升降台7，且电动升降台7顶部的一端安装有U型架5，电动升降台7顶部远离U型架5的一端铰接有底板2，电动升降台7顶部靠近U型架5的一端铰接有电动气压缸6，且电动气压缸6的输出端与底板2底部的中间位置处铰接，底板2顶部的两端对称安装有安装板11，且两组安装板11相对一面的四角位置处共同安装有四组滑杆1，两组安装板11的内侧共同设置有钻孔组件4，安装仓10的内部设置有支撑组件9，安装仓10底部的四角位置处皆设置有驱动轮8。

作为本实施例的优选方案：钻孔组件4包括钻头401、钻杆402、电动升降杆403、活动仓404、旋转电机405、滑动板406、第一齿轮407、第一轴承408、第二齿轮409、通槽410和喷孔411，一组安装板11内侧的中心位置处安装有电动升降杆403，且电动升降杆403的输出端安装有活动仓404，活动仓404顶部和底部的两端对称安装有滑动板406，四组滑杆1分别贯穿四组滑动板406，活动仓404的内顶部安装有旋转电机405，且旋转电机405的输出端安装有第一齿轮407，活动仓404远离电动升降杆403一端的中间位置处安装有第一轴承408，第一轴承408的内侧安装有钻杆402，钻杆402外侧靠近旋转电机405的一端安装有与第一齿轮407相互啮合的第二齿轮409，钻杆402远离旋转电机405的一端穿过安装板11并安装有钻头401，钻杆402的内部开设有通槽410，钻杆402外侧靠近钻头401的一端均匀开设有与通槽410相互连接的喷孔411，可以稳定的对指定位置处钻制炮孔。

作为本实施例的优选方案：支撑组件9包括大齿轮901、伺服电机902、垫板903、第二轴承904、内螺纹管905、方形插槽906、辅助板907、小齿轮908、方形插杆909和螺纹杆910，安装仓10内部的中间位置处安装有辅助板907，安装仓10内底部的中心位置处安装有伺服电机902，且伺服电机902的输出端安装有大齿轮901，辅助板907顶部的四角位置处对称安装有第二轴承904，第二轴承904的内侧安装有内螺纹管905，且内螺纹管905的内侧螺纹设置有螺纹杆910，螺纹杆910的底端穿过安装仓10并安装有垫板903，内螺纹管905外侧的顶部安装有与大齿轮901相互啮合的小齿轮908，螺纹杆910的顶部开设有方形插槽906，安装仓10内顶部的四角位置处皆安装有与方形插槽906相互配合的方形插杆909，有助于进一步提高整个炮孔布置结构在钻孔过程中的稳定性。

作为本实施例的优选方案：钻杆402靠近旋转电机405的一端安装有旋转接头15，且旋转接头15远离钻杆402的一端安装有水管14，水管14远离旋转接头15的一端穿过活动仓404并与外接供水装置的输出端连通，在通过钻头401钻制炮孔时，可以进行无尘钻孔，且也能保证钻头401的使用寿命。

作为本实施例的优选方案：底板2底部靠近电动升降杆403一端的中间位置处开设有方形通孔，且方形通孔的内侧安装有两组与水管14相互配合的导线轮13，U型架5内侧的顶部安装有与水管14相互配合滚轮，有助于避免水管14与底板2底部产生摩擦损伤。

作为本实施例的优选方案：四组滑杆1的外侧共同套设有活动板3，且活动板3的内侧安装有第三轴承12，第三轴承12的内侧与钻杆402外侧靠近电动升降杆403的一端固定连接，有助于提高钻杆402转动过程中的稳定性。

作为本实施例的优选方案：安装仓10的内两端对称安装有横条板，辅助板907通过固定螺丝与两组横条板固定连接，安装仓10的底部设置有密封盖板，便于将支撑组件9从安装仓10内部拆卸下来进行检修。

作为本实施例的优选方案：活动仓404的一侧铰接有仓门，且仓门的外侧安装有把手，活动仓404的顶部均匀开设有通气孔，便于对活动仓404内部的旋转电机405进行检修。

作为本实施例的优选方案：钻杆402的外侧开设有螺旋凹槽，有助于将钻孔产生的碎屑从炮孔中排出。

一种大断面隧道施工用炮孔布置结构的使用方法，使用步骤如下：

一、当需要钻制炮孔时，首先将整个装置移动到需要钻孔的位置处，接着通过外接控制面板控制电动升降台7升高，直到钻头401上升到指定钻孔位置处的高度，在控制电动气压缸6逐渐伸长，使得底板2逐渐倾斜，让钻杆402也跟随倾斜，从而控制所钻炮孔的倾斜角度，然后将水管14远离活动仓404的一端与外接供水装置的输出端连通；

二、接着控制伺服电机902顺时针转动，利用大齿轮901和小齿轮908的配合带动内螺纹管905转动，由于螺纹作用，迫使螺纹杆910逐渐向下移动，直到四组垫板903的底部抵在地面上，将整个装置稳定支撑起来；

三、然后控制旋转电机405带动钻杆402转动，接着控制电动升降杆403逐渐伸长，电动升降杆403推动活动仓404逐渐从一端向另一端移动，使得钻头401抵在需要打孔的位置处开始钻孔，钻孔过程中通过外接供水装置将清水输送进通槽410内部，这些清水再从喷孔411喷出；

四、根据所需炮孔的深度，及时控制电动升降杆403停止伸长，在炮孔钻制完成后，控制电动升降杆403缩短回原先状态，然后将装置移动回下一个炮孔所在位置处，重复上述的操作步骤。

综上所述：该一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法，通过滑杆1、底板2、活动板3、钻孔组件4、U型架5、安装板11、第三轴承12、导线轮13、水管14和旋转接头15的配合使用，旋转电机405通过第一齿轮407和第二齿轮409的配合，可以带动钻杆402转动，而在钻杆402和钻头401钻制炮孔时，外接供水装置依次通过水管14、旋转接头15和通槽410后从喷孔411喷出，既可以避免钻孔产生的灰尘四处飞扬，也能降低钻头401持续钻孔所产生的温度，保证钻头401的使用寿命；且通过底板2、U型架5、电动气压缸6、电动升降台7和安装仓10的配合，控制电动气压缸6伸缩可以调节钻杆402的倾斜角度，通过控制电动升降台7伸降可以调节钻杆402和钻头401的高度，不需要人工调节，且钻孔组件4在钻孔的过程中能够始终保持稳定性；同时通过支撑组件9和安装仓10的配合使用，可以利用伺服电机902带动大齿轮901顺时针转动，通过大齿轮901带动四组小齿轮908转动，从而使得内螺纹管905转动，由于螺纹的作用，迫使螺纹杆910逐渐下降，直到四组垫板903同时抵在地面上，配合驱动轮8可以极大地提高整个炮孔布置结构的稳固性，从而进一步提高了钻孔组件4钻制炮孔过程中的稳定性，该一种大断面隧道施工用炮孔布置结构及其使用方法，解决了现有的炮孔布置结构在实际的使用过程中，不能在保证钻头使用寿命的同时进行无尘钻孔，需要人工调节所钻制炮孔的倾斜角度和高度，同时也无法进一步提高炮孔布置结构稳定性的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。