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：

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

2、隧洞中錨桿的鉆進方向垂直于隧洞輪廓線時，錨固效果才能達到最佳，在設計中錨桿也是沿法向打設；然而實際施工中，尤其是在小洞徑中，現(xiàn)有的錨桿鉆機的安裝結構使得錨桿的鉆進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。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的問題，提供敞開式tbm的錨桿施工裝置，能夠使錨桿鉆機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，設置在tbm本體上，用于改變錨桿鉆機的位置，包括：弧形軌道、滑動件和驅(qū)動單元，弧形軌道固定在tbm本體上，弧形軌道的側面設有弧形槽，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；滑動件滑動設置在所述弧形槽內(nèi)，所述錨桿鉆機沿弧形槽的徑向固定設置在所述滑動件上，用于朝向隧洞的徑向打設錨桿；驅(qū)動單元包括第一電機和齒輪-弧形齒條副，所述弧形軌道的外邊緣設有弧形齒條，所述弧形齒條與齒輪嚙合構成所述齒輪-弧形齒條副；所述第一電機與滑動件固定，第一電機的輸出端與所述齒輪固定連接，用于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，以使滑動件與錨桿鉆機共同沿弧形槽移動。

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，控制第一電機正向或者反向轉(zhuǎn)動，第一電機帶動齒輪嚙合弧形齒條，使得滑動件沿弧形槽移動，用于錨桿鉆機在隧洞內(nèi)壁不同位置、不同的徑向打設鉆桿時以改變錨桿鉆機的位置。

4、較佳地，所述第一電機為步進電機，利用步進電機的具有保持轉(zhuǎn)矩的功能，在打設鉆桿時以防止滑動件與錨桿鉆機移動。

5、防止鉆設錨桿時滑動件與錨桿鉆機移動。

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

7、防止隧洞內(nèi)壁出現(xiàn)鉆設盲區(qū)的問題。

8、較佳地，所述弧形軌道的兩個側面均設有弧形槽，各弧形槽內(nèi)均設置有所述滑動件，兩個滑動件均固定連接同一個移動架，并且僅其中一個滑動件對應所述第一電機和所述齒輪，所述移動架固定連接所述第一電機，第一電機輸出端的齒輪與所述弧形齒條嚙合。

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

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

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

12、較佳地，所述電動伸縮桿遠離移動架的端部固定設置有第二電機，所述第二電機的輸出端固定連接有轉(zhuǎn)動板，所述轉(zhuǎn)動板固定連接所述錨桿鉆機。

13、第二電機轉(zhuǎn)動，能夠帶動轉(zhuǎn)動板與錨桿鉆機共同轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)調(diào)整錨桿鉆機角度的目的。

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置有凸板，所述凸板上設有圓孔，所述第二子軌道上設有凹槽，凹槽的側壁上設有定位孔，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同一個定位桿，用以將第一子軌道和第二子軌道連接成為一個整體。

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

16、較佳地，所述第一子軌道和第二子軌道遠離所述定位桿的端部均固定設有耳板，所述耳板上均設有多個第一螺栓孔，所述tbm本體上均設有與第一螺栓孔對應的第二螺栓孔，各所述第一螺栓孔和對應的第二螺栓孔均配合一個螺栓，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，所述錨桿鉆機的相對兩側均設有限位板，各所述限位板均固定連接在所述的電動伸縮桿的端部，并且兩個限位板的相對板面均滑動連接所述轉(zhuǎn)動板。

19、兩個限位板能夠防止轉(zhuǎn)動板帶動錨桿鉆機傾斜。

20、與現(xiàn)有技術相比，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，控制第一電機正向或者反向轉(zhuǎn)動，第一電機帶動齒輪嚙合弧形齒條，使得滑動件沿弧形槽移動，用于錨桿鉆機在隧洞內(nèi)壁不同位置、不同的徑向打設鉆桿時以改變錨桿鉆機的位置。

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

技術特征：

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

2.如權利要求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(7)為步進電機，利用步進電機的具有保持轉(zhuǎn)矩的功能，在打設鉆桿時以防止滑動件與錨桿鉆機(3)移動。

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

4.如權利要求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)的兩個側面均設有弧形槽(5)，各弧形槽(5)內(nèi)均設置有所述滑動件，兩個滑動件均固定連接同一個移動架(6)，并且僅其中一個滑動件對應所述第一電機(7)和所述齒輪(8)，所述移動架(6)固定連接所述第一電機(7)，第一電機(7)輸出端的齒輪(8)與所述弧形齒條(4)嚙合。

5.如權利要求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(3)遠離隧洞內(nèi)壁的端部固定設置有電動伸縮桿(9)，所述電動伸縮桿(9)的端部設置有插桿(10)，所述插桿(10)上設有插孔，所述插桿(10)能夠插設在移動架(6)上設有的限位槽(11)內(nèi)，并且限位槽(11)內(nèi)設有通孔，所述通孔和所述插孔共同穿設同一個限位桿，用以防止電動伸縮桿(9)脫離移動架(6)。

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

7.如權利要求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)的端部設置有凸板，所述凸板上設有圓孔，所述第二子軌道(22)上設有凹槽，凹槽的側壁上設有定位孔，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同一個定位桿(13)，用以將第一子軌道(21)和第二子軌道(22)連接成為一個整體。

8.如權利要求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)遠離所述定位桿(13)的端部均固定設有耳板(14)，所述耳板(14)上均設有多個第一螺栓孔，所述tbm本體上均設有與第一螺栓孔對應的第二螺栓孔，各所述第一螺栓孔和對應的第二螺栓孔均配合一個螺栓，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(3)的相對兩側均設有限位板(16)，各所述限位板(16)均固定連接在所述的電動伸縮桿(9)的端部，并且兩個限位板(16)的相對板面均滑動連接所述轉(zhuǎn)動板(15)。

技術總結
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領域。一種敞開式TBM的錨桿施工裝置，設置在TBM本體上，用于改變錨桿鉆機的位置，包括：弧形軌道、滑動件和驅(qū)動單元，弧形軌道固定在TBM本體上，弧形軌道的側面設有弧形槽，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；滑動件滑動設置在所述弧形槽內(nèi)，所述錨桿鉆機沿弧形槽的徑向固定設置在所述滑動件上，用于朝向隧洞的徑向打設錨桿?？刂埔苿訂卧獛渝^桿鉆機沿弧形軌道的弧度方向移動，使錨桿鉆機的鉆孔方向與隧洞輪廓線法線方向的夾角減小，甚至錨桿鉆機鉆設錨桿的方向與隧洞半徑重合，提高了錨桿的錨固效果，適用于對隧洞進行加固支護。

技術研發(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,周應祥
受保護的技術使用者：北京交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26