一种隧道施工用岩石胀碎装置的制作方法

本发明涉及隧道挖掘施工，具体地说是一种隧道施工用岩石胀碎装置。

背景技术：

1、隧道建设中，岩石破碎主要依赖于盾构机或液压劈裂棒的使用，液压劈裂棒因其体积小、质量轻、易操作、工作时无振动、无冲击和无噪音等特点，在施工受限的情况下具有较高的便利性；在使用液压劈裂棒进行隧道挖掘时，操作人员首先会在挖掘区域的边缘精确钻孔，随后将液压劈裂棒插入至孔内，对指定区域的岩石进行胀碎，碎石经清理后，形成隧道空间；

2、现有技术中的液压劈裂棒在使用时，活塞在顶出作业时，会产生反作用力，导致岩石裂缝向钻孔的四周延伸，增加了后期施工的安全隐患；

3、另外，如申请号为cn202311408367.2的一种隧道施工用岩石胀碎装置及其使用方法，该专利文献中公开了一种在传统液压劈裂棒的基础上，附加了侧向的劈裂驱动的技术方案，使得岩石涨碎范围增加，具体的：所述外筒体由两个半筒体拼接组成，所述半筒体均设置有斜面，所述活塞杆收缩时，所述活塞杆的斜面和所述半筒体的斜面相配合从而使两个所述半筒体张开，两个所述半筒体的张开方向与所述活塞杆的长度方向垂直；

4、但是在使用该专利文献中技术方案时，由于半筒体的多方向挤压移动，会对隧道无需挖掘的区域也施加了挤压的力，容易造成隧道坍塌，具有较大的安全隐患，因此，本技术提供一种隧道施工用岩石胀碎装置。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种隧道施工用岩石胀碎装置，该装置通过将多个胀碎组件连接在一起，使多个胀碎组件的作业方向共同朝着胀碎目标区域的中心处延伸，对胀碎目标区域内的岩石实施针对性胀碎处理的同时，将多个胀碎组件在施工作业过程中产生的反作用力彼此抵消，再对从挖掘区域碎裂脱离的岩石碎块滑移方向进行引导，不会对无需挖掘的区域造成挤压，避免隧道在挖掘过程中坍塌，从而在保障破碎效果的同时，增加施工安全性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

3、提供了一种隧道施工用岩石胀碎装置，包括定位组件、多个支撑组件和多个胀碎组件；所述定位组件包括转筒，以及转动安装在转筒侧部的定筒，转筒侧部设置有插座，插座与定筒的端部插接嵌合连接，转筒通过多个连接臂与胀碎组件相连接，多个胀碎组件分别位于转筒的内外两侧；

4、所述胀碎组件包括座，所述连接臂与座固定连接，座通过横臂与护筒固定连接，护筒能够插入至钻挖孔内，多个内部容纳有护筒的钻挖孔围成胀碎目标区域，钻挖孔设置在岩层内部挖掘区域的边缘以及挖掘区域的中部，护筒侧部设置有开口，开口朝向胀碎目标区域的中心处延伸；

5、所述护筒内间隔安装有多个主胀碎模块，主胀碎模块的腔室ⅰ内滑动安装有一级胀碎活塞，一级胀碎活塞向护筒的开口中部外侧方向延伸；

6、相邻主胀碎模块的间隔处安装有偏心柱，偏心柱安装在主胀碎模块端部的偏心位置，偏心柱上转动安装有副胀碎模块，副胀碎模块的外侧设置有胀岩推送面，胀岩推送面能够与主胀碎模块的外侧表面相重合；

7、所述支撑组件包括安装在定筒上的固定座，以及连接在固定座端部的轮，固定座与定筒固定连接。

8、进一步地，相邻的两个偏心柱彼此错开安装，呈对称状态分布在护筒内部两侧，相邻的两个偏心柱上的副胀碎模块彼此相反安装且转动方向相反。

9、本技术中，对于驱动副胀碎模块在偏心柱上旋转的方式，一种可选的技术方案为：所述偏心柱上安装有液压马达ⅰ，液压马达ⅰ的输出轴与副胀碎模块相连接。

10、本技术中，对于驱动副胀碎模块在偏心柱上旋转的方式，另一种可选的技术方案为：所述偏心柱的腔室ⅱ内滑动安装有二级胀碎活塞，二级胀碎活塞的端部设置有推送弧面，推送弧面与副胀碎模块内侧的引导弧面抵接贴合，引导弧面的弧度中心与副胀碎模块的转动中心相错开，副胀碎模块的端部安装有扭簧，扭簧的另一端与偏心柱固定连接。

11、进一步地，所述支撑组件设置有多个，多个支撑组件等角度间距安装在定筒的外侧，轮通过活动座和两个长度相等的连杆与固定座相连接，连杆的两端分别与固定座和活动座转动连接，定筒上安装有第三直线式电动缸，第三直线式电动缸的活动端上固定安装有控制柱，控制柱与连杆上的滑槽嵌合滑动连接。

12、进一步地，所述转筒的内侧固定安装有中心杆，中心杆的端部安装有齿盘，齿盘中部设置有供护筒穿过的槽口，齿盘的端部与定筒端部表面相贴合，定筒上安装有液压马达ⅱ，液压马达ⅱ的输出轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮与齿盘通过啮合传动连接。

13、进一步地，所述转筒的两侧对称转动安装有定筒，两个定筒上的固定座内侧分别固定安装有第一直线式电动缸，这两个第一直线式电动缸的活动端分别固定安装有能够彼此插接嵌合的插座ⅰ和插座ⅱ。

14、进一步地，所述护筒内侧靠近座的一端设置有液压管路收束腔，液压管路收束腔用于容纳与多个腔室ⅰ和多个腔室ⅱ相连通的液压管路。

15、进一步地，所述座和横臂的内部中空，横臂侧部设置有限位楞，横臂滑动安装在座内，座内安装有用于驱动横臂移动的第二直线式电动缸。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、1、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，利用胀碎组件上的一级胀碎活塞的伸出，以及胀碎组件上的副胀碎模块的旋转，实施岩石挤压胀碎作业以及碎岩引导作业；三个胀碎组件分别位于等边三角形的胀碎目标区域的三个边角位置，胀碎组件的作业方向朝着胀碎目标区域的中心处延伸，从而能够对岩石层的指定位置进行针对性胀碎作业，减少能量的损耗，增加作业效率。

18、2、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，多个胀碎组件通过转筒上的多个连接臂彼此相连，相对位置恒定，使得多个胀碎组件上的一级胀碎活塞伸出作业以及副胀碎模块旋转作业过程中所产生的反作用力彼此抵消，从而不会对岩层的其余部分造成挤压，避免隧道在挖掘过程中坍塌，增加作业安全性。

19、3、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，所述副胀碎模块向内转动收缩时，其外侧的胀岩推送面与主胀碎模块的外侧表面相重合；副胀碎模块向外转动张开时，胀岩推送面对胀碎目标区域内的岩石施加与一级胀碎活塞伸出方向相错开方向的推送力，对碎裂的岩石进行拨动，使胀碎目标区域内的岩石易于从挖掘区域碎裂脱离。

20、4、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，多个胀碎组件同时作业，利用多个方向上的一级胀碎活塞对胀碎目标区域内的岩石进行挤压破碎，并在此过程中，利用多个转动方向一致的副胀碎模块对胀碎目标区域内的岩石施加剪切力，对从挖掘区域碎裂脱离的岩石碎块滑移方向进行引导，避免岩石碎块迸裂后插入至无需挖掘的岩层内而对隧道结构造成破坏，进一步保障施工安全性。

21、5、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，由于副胀碎模块与岩石之间的接触面大于一级胀碎活塞与岩石之间的接触面，因此在岩石碎块泄露进入到钻挖孔内而阻碍到胀碎组件拔出时，可通过控制同一胀碎组件上的多个副胀碎模块同步转动，将这部分岩石碎块进行拨动，以便将胀碎组件从被堵塞的钻挖孔内顺利抽出。

22、6、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，由于同一胀碎组件上的多个副胀碎模块向外转动张开的方向彼此相反，能够对抵靠在该胀碎组件上的岩石碎块的端部两侧施加相同大小的推送力，对该岩石碎块进行夹持，为后续的岩石移除提供便利。

23、7、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，所述固定座、活动座和两个连杆之间构成平行四边形机构，使得转筒两侧的支撑组件的位置同步调节时能够更加平稳；并且两个定筒上的支撑组件的连杆呈对称的状态向转筒的外侧方向倾斜延伸，能够很好地抵消定位组件由于装置整体的重心变化导致的侧倾情况，抗干扰性能好。

24、8、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，所述定筒的外侧等角度间距安装有多个支撑组件，多个支撑组件侧部连杆的转动幅度是单独控制的，从而能够在维持多个支撑组件的轮与挖掘区域内壁周侧相抵接的基础上，调整各自支撑组件上的连杆转动幅度，限制定筒径向窜动并保持转筒的中心与挖掘区域的中心相对应，使得胀碎组件能够精准插入至钻挖孔内，增加胀碎组件使用过程中的稳定性。

25、9、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，控制转筒在定筒上旋转，并调整相应位置的支撑组件上的连杆转动，对该支撑组件上的活动座进行收拢，对多个胀碎组件绕定筒旋转的移动进行避让，改变多个胀碎组件的位置，对挖掘区域内各个位置的岩石进行胀碎处理。

26、10、本发明示例的隧道施工用岩石胀碎装置，所述轮能够在活动座上自由旋转，在完成对胀碎目标区域内的岩石进行胀碎处理后，利用多个胀碎组件上的一级胀碎活塞和副胀碎模块对部分岩石碎块进行夹持，通过控制装置整体向挖掘区域的外侧移动，将这些岩石碎块带离胀碎目标区域，便利性高，并能为下一次的岩石胀碎作业提供操作空间，保障隧道施工的连续性。