一种多功能一体机组及其施工方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，具体而言，涉及一种多功能一体机组及其施工方法。

背景技术：

1、在隧道施工过程中，因为需要有序进行钻孔、立拱、装锚杆作业，因此需要多个设备先后进场，使得设备进出占用不少时间，导致施工作业效率不高。

2、并且由于隧道刚开挖后稳定性不够，尤其是在软弱破碎围岩地段，在立拱作业时容易存在较大坍塌风险，进而造成人员伤亡，因此存在较大的安全隐患。在立拱时，常规的拱锚台车通常会与掌子面保持一定的间距，因而可以将拱架放置在拱锚台车和掌子面之间，以便于抓取进行立拱和钻孔作业。而台架式台车因为距离掌子面较近，在台架式台车和掌子面之间的空间不足以放置拱架，台架式台车在作业时需要先提前从后方抓取拱架然后再进行立拱钻孔作业，因此，台架式台车存在立拱钻孔作业效率低的问题。在锚杆安装作业时，一般是要先进行钻孔，然后充入锚固剂，再插入锚杆。目前台架式隧道施工台车一般只能够进行立拱和凿岩施工，无法进行锚杆施工，凿岩之后的打锚杆通常由人工来完成，当作业位置较多时因为需要用到多组设备，以及对各个设备进行分别移动，因此存在工作强度大且作业效率低的问题。

3、本申请结合了台架式车体的结构特点，将设计一种依附于台架式车体的多功能施工台车，可以解决钻孔、立拱、装锚杆等一系列作业要求，并且可以用于降低立拱时隧道坍塌的风险。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多功能一体机组及其施工方法，其能够在施工作业时可以减少设备进出时间，进而提高施工效率；并且可以对围岩进行主动防护，降低围岩塌陷风险，从而减小安全隐患。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、本发明的实施例提供了一种多功能一体机组，其包括：

4、台架式车体、主动防护机构、钻孔立拱机械臂以及锚杆施工机械臂；

5、其中，所述主动防护机构、所述钻孔立拱机械臂以及所述锚杆施工机械臂均滑设于所述台架式车体，所述主动防护机构用于抵持围岩进行主动防护作业，所述钻孔立拱机械臂用于钻孔立拱作业，所述锚杆施工机械臂用于锚杆安装作业。

6、可选地，主动防护机构包括支座和伸缩支腿，所述支座滑设于所述台架式车体，所述伸缩支腿可转动地连接于所述支座并用于抵持围岩。

7、可选地，所述伸缩支腿的数目为至少两个，至少两个所述伸缩支腿呈夹角设置，并分别用于抵持围岩的周向上的不同位置。

8、可选地，所述支座包括座体和架体，所述架体可伸缩地连接于所述座体，所述伸缩支腿可转动地连接于所述架体。

9、可选地，所述主动防护机构的数目为至少两个，并分别设置于所述台架式车体的两侧，两侧的主动防护机构均设置有支撑台，且两侧主动防护机构的支撑台能够搭接形成一个对接作业平台。

10、可选地，所述钻孔立拱机械臂包括第一主臂、第一钻孔件以及立拱件，所述第一钻孔件以及所述立拱件均可转动地连接于所述第一主臂，所述立拱件用于抓取位于所述台架式车体侧面空间内的拱架。

11、可选地，所述立拱件包括依次连接的立拱支座、立拱支臂以及立拱抓手，所述立拱支座可转动地连接于所述第一主臂，所述立拱支臂为可伸缩结构。

12、可选地，所述立拱件还包括第一偏转缸，所述第一偏转缸用于带动所述立拱支臂相对于所述立拱支座沿第一方向转动；

13、和/或，所述立拱件还包括第二偏转缸和第三偏转缸，所述第二偏转缸用于带动所述第三偏转缸以及所述立拱抓手相对于所述立拱支臂沿第二方向转动，所述第三偏转缸用于带动所述立拱抓手相对于所述立拱支臂沿第三方向转动。

14、可选地，所述锚杆施工机械臂包括第二主臂和锚杆作业单元，所述锚杆作业单元包括基准架、第二钻孔件、锚固剂灌注件以及锚杆安装件，所述第二主臂滑设于所述台架式车体，所述基准架可转动地连接于所述第二主臂，所述第二钻孔件、所述锚固剂灌注件以及所述锚杆安装件均可转动地连接于所述基准架。

15、本发明的实施例还提供了一种台架式台车的施工方法，用于台架式台车，该台架式台车的施工方法包括：

16、移动所述多功能一体机组到距离掌子面适合打爆破孔的位置，并控制所述钻孔立拱机械臂和/或所述锚杆施工机械臂进行爆破孔的钻孔作业；

17、爆破孔钻孔完成，移动所述多功能一体机组到靠近掌子面地方，并在支撑台或者对接作业平台上进行装药，装药完成之后，移动所述多功能一体机组到安全区域并进行爆破开挖和出渣作业；在出渣过程中，出渣车辆将通过台架式车体下方空间完成车辆的穿越；

18、出渣结束后移动所述多功能一体机组到新开挖的隧道下方，控制所述主动防护机构抵持围岩进行临时支护；

19、控制所述钻孔立拱机械臂、锚杆施工机械臂完成立拱施工作业和锚杆施工作业；

20、立拱施工作业和锚杆施工作业结束后，控制所述主动防护机构撤销临时支护，并进行喷浆作业，喷浆结束后重复前述步骤进行下一个循环。

21、本发明实施例的多功能一体机组及其施工方法的有益效果包括，例如：

22、该多功能一体机组包括台架式车体、主动防护机构、钻孔立拱机械臂以及锚杆施工机械臂；其中，台架式车体主动防护机构、立拱钻孔机械臂以及锚杆施工机械臂均滑设于台架式车体，主动防护机构用于抵持围岩进行主动防护作业，立拱钻孔机械臂用于钻孔立拱作业，锚杆施工机械臂用于锚杆安装作业。该多功能一体机组通过将钻孔立拱机械臂以及锚杆施工机械臂设置于台架式车体，通过台架式车体作为行走载体，进而实现施工作业工序平行，并减少了多个设备作业时的进出场时间，提高了施工效率；还可以通过主动防护机构在施工时对围岩进行主动防护，以防止围岩塌陷，进而降低了安全隐患。

技术特征：

1.一种多功能一体机组，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多功能一体机组，其特征在于，所述主动防护机构(200)包括支座(230)和伸缩支腿(240)，所述伸缩支腿(240)可转动地连接于所述支座(230)并用于抵持围岩。

3.根据权利要求2所述的多功能一体机组，其特征在于，所述伸缩支腿(240)的数目为至少两个，至少两个所述伸缩支腿(240)呈夹角设置，并分别用于抵持围岩的周向上的不同位置。

4.根据权利要求2或3所述的多功能一体机组，其特征在于，所述支座(230)包括座体(231)和架体(232)，所述架体(232)可伸缩地连接于所述座体(231)，所述伸缩支腿(240)可转动地连接于所述架体(232)。

5.根据权利要求2或3所述的多功能一体机组，其特征在于，所述主动防护机构(200)的数目为至少两个，并分别设置于所述台架式车体(100)的两侧，两侧的主动防护机构(200)均设置有支撑台(210)，且两侧主动防护机构(200)的支撑台(210)能够搭接形成一个对接作业平台(220)。

6.根据权利要求1所述的多功能一体机组，其特征在于，所述钻孔立拱机械臂(300)包括第一主臂(310)、第一钻孔件(320)以及立拱件(330)，所述第一钻孔件(320)以及所述立拱件(330)均可转动地连接于所述第一主臂(310)，所述立拱件(330)用于抓取位于所述台架式车体(100)侧面空间内的拱架。

7.根据权利要求6所述的多功能一体机组，其特征在于，所述立拱件(330)包括依次连接的立拱支座(331)、立拱支臂(332)以及立拱抓手(333)，所述立拱支座(331)可转动地连接于所述第一主臂(310)，所述立拱支臂(332)为可伸缩结构。

8.根据权利要求7所述的多功能一体机组，其特征在于，所述立拱件(330)还包括第一偏转缸(334)，所述第一偏转缸(334)用于带动所述立拱支臂(332)相对于所述立拱支座(331)沿第一方向转动；

9.根据权利要求1所述的多功能一体机组，其特征在于，所述锚杆施工机械臂(400)包括第二主臂(410)和锚杆作业单元(420)，所述锚杆作业单元(420)包括基准架(430)、第二钻孔件(440)、锚固剂灌注件(450)以及锚杆安装件(460)，所述第二主臂(410)滑设于所述台架式车体(100)，所述基准架(430)可转动地连接于所述第二主臂(410)，所述第二钻孔件(440)、所述锚固剂灌注件(450)以及所述锚杆安装件(460)均可转动地连接于所述基准架(430)。

10.一种多功能一体机组的施工方法，其特征在于，用于权利要求1-9任一项所述的多功能一体机组，所述多功能一体机组的施工方法包括：

技术总结本发明的实施例提供了一种多功能一体机组及其施工方法，涉及隧道施工领域。该多功能一体机组包括台架式车体、主动防护机构、钻孔立拱机械臂以及锚杆施工机械臂；台架式车体主动防护机构、立拱钻孔机械臂以及锚杆施工机械臂均滑设于台架式车体，主动防护机构用于抵持围岩进行主动防护作业，立拱钻孔机械臂用于钻孔立拱作业，锚杆施工机械臂用于锚杆安装作业。该多功能一体机组通过将钻孔立拱机械臂以及锚杆施工机械臂设置于台架式车体，通过台架式车体作为行走载体，进而实现施工作业工序平行，并减少了多个设备作业时的进出场时间，提高了施工效率；还可以通过主动防护机构在施工时对围岩进行主动防护，以防止围岩塌陷，进而降低了安全隐患。技术研发人员：邱章令,焦伟刚,文永强,漆松,沈小旭,熊林成,李鑫受保护的技术使用者：四川蓝海智能装备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4