垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于抽水蓄能工程施工技术领域，公开了垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法，包括冲击杆，该冲击杆外侧同轴套设有排渣筒，所述排渣筒一端外侧设置有支撑冲击杆横向往复滑动的驱动架，所述排渣筒上方的所述驱动架内侧设置有震动组件；所述冲击杆内部横向贯穿有间隙配合的主齿轮轴，所述冲击杆远离驱动架一端固定有竖向贯通的中空状冲头罩，该冲头罩上下两端开口处均滑动配合有辅助块，所述冲头罩内部竖向对称固定有两组转动耳，且两组转动耳中部均转动配合有螺纹连接所述辅助块的从动杆。有益效果在于：本发明专利技术通过设置冲头罩配合两组位置可调的辅助块作为冲头，在预裂孔冲击开孔过程中同步驱动两组辅助块向外扩张，以增加冲头有效冲击面积，提高冲孔效率。孔效率。孔效率。

【技术实现步骤摘要】
垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法


[0001]本专利技术属于抽水蓄能工程施工
，具体涉及垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国能源需求急剧增加，作为清洁能源的水电能源越来越成为我国大力发展的主力能源，大力开发水电资源既是减少温室气体排放应对气候变暖的有效举措，又是我国经济和社会可持续发展的必然选择。无论是水能资源理论的储量还是可开发的水力发电设备的容量，中国都是世界第一。但我国水电资源总量的3/4集中在西部地区，西部地区活动断裂发育，地质环境复杂，加之高山深谷的地形地貌，使得大多数工程项目处于大埋深高地应力条件下，因此在大型洞室施工开挖过程中，地下洞室常常会出现劈裂破坏现象，尤其是在洞室高边墙部位出现有大量平行的劈裂裂缝，这极大地影响了地下洞室稳定性，给地下工程施工与运行安全进行带来了严重的危害，在垂直高边墙开挖过程中，通常需要布设预裂孔以提高后续爆破效果，现有的垂直高边墙预裂孔钻孔过程完全依靠风钻进行冲击打孔，操作过程中由于钻头为往复冲击动作，预裂孔内碎化的土石无法排出，导致预裂孔内土石大量聚集，造成冲孔困难，同时在冲头退出过程中受到土石阻碍，导致冲头卡阻难以取出。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法，设置冲头罩配合两组位置可调的辅助块作为冲头，在预裂孔冲击开孔过程中同步驱动两组辅助块向外扩张，以增加冲头有效冲击面积，提高冲孔效率；并在冲头周期性退回动作时同步驱动两组辅助块向冲头罩内收缩，以降低冲头整体尺寸，降低冲头退回阻力，提高冲头在预裂孔内移动便捷性；同时设置在冲击杆往复冲击过程中持续旋转的排渣筒，利用同步伸入预裂孔内的排渣筒引导冲孔碎裂后的土石向外排出，确保预裂孔内孔道处于畅通状态，进一步增加冲孔顺畅性，并为冲击杆冲孔动作进行导向，避免孔道内底侧土石大量聚集造成冲孔方向向上偏移，预裂孔延伸方向更加精准；在齿盘带动传动杆支撑冲击杆冲孔以及驱动排渣筒排出土石的同时，利用传动杆带动震动组件的支臂绕摆动轴前后往复摆动，进而支撑支臂端部敲击架对排渣筒进行前后周期性敲击，确保间隙配合于转动座内侧的排渣筒可受到敲击力进而前后震动，从而提高排渣筒外侧螺旋片对预裂孔内壁的贴附紧密性，确保排渣更加彻底，详见下文阐述。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，包括冲击杆，该冲击杆外侧同轴套设有排渣筒，所述排渣筒一端外侧设置有支撑冲击杆横向往复滑动的驱动架，所述排渣筒上方的所述驱动架内侧设置有震动组件；所述冲击杆内部横向贯穿有间隙配合的主齿轮轴，所述冲击杆远离驱动架一端固
定有竖向贯通的中空状冲头罩，该冲头罩上下两端开口处均滑动配合有辅助块，所述冲头罩内部竖向对称固定有两组转动耳，且两组转动耳中部均转动配合有螺纹连接所述辅助块的从动杆，两组传动杆相对一端均固定有端齿轮，所述冲击杆另一端同轴固定有容置筒，该容置筒顶侧竖向贯穿有副齿轮轴，所述主齿轮轴端部穿入所述冲头罩内部，且该主齿轮轴和所述副齿轮轴两端均固定有齿轮，所述主齿轮轴一端齿轮与两组所述端齿轮相啮合，且该主齿轮轴另一端齿轮与所述副齿轮轴底端齿轮相啮合，所述容置筒上方转动设置有横向贯穿所述驱动架的联动丝杆，且该联动丝杆与驱动架螺纹配合，所述联动丝杆端部固定有啮合副齿轮轴顶端齿轮的联动齿轮。
[0005]作为优选，所述容置筒顶部固定有支撑联动丝杆转动的约束座，所述副齿轮轴与所述容置筒相接处设置有安装环，所述副齿轮轴与所述安装环通过密封轴承转动配合。
[0006]作为优选，所述冲击杆为中空圆管结构，且所述冲击杆两端分别与所述冲头罩以及所述容置筒相连通，所述容置筒远离所述冲头罩一侧固定有传动框。
[0007]作为优选，所述驱动架为靠近所述排渣筒一侧开口的矩形方框结构，该驱动架底部固定有电动机，所述电动机输出端竖向穿入所述驱动架内侧，且所述电动机输出端固定有驱动排渣筒转动的齿盘。
[0008]作为优选，所述齿盘顶侧偏心处固定有竖向穿入所述传动框内的传动杆，且所述传动杆与所述传动框滑动配合，所述传动框内侧一端固定有套设于所述冲击杆外部的滑动座，所述冲击杆与所述滑动座横向滑动配合。
[0009]作为优选，所述驱动架外侧一端固定有与所述排渣筒同轴分布的圆环状转动座，所述排渣筒横向穿入所述转动座内部且与该转动座间隙配合，所述排渣筒穿入所述滑动座与所述转动座之间的端部外侧固定有啮合齿盘的同步齿轮，所述排渣筒外侧设置有沿其长度方向延伸螺旋延伸的螺旋片。
[0010]作为优选，所述滑动座上方的所述驱动架上横向贯穿有矩形通槽，该矩形通槽内部竖向固定有摆动轴，所述驱动架顶侧以及远离所述排渣筒一侧均设置有C形握把。
[0011]作为优选，所述震动组件包括贯穿所述矩形通槽的支臂，该支臂中部竖向贯通有摆动孔，所述摆动轴竖向贯穿所述摆动孔，且所述支臂通过该摆动孔与所述摆动轴转动配合，所述支臂伸入所述驱动架内部一端固定有腰型框状限制框，所述传动杆顶端竖向穿入所述限制框内且与该限制框滑动配合，所述支臂另一端固定有开口朝下且设置于所述排渣筒外侧的U形敲击架。
[0012]所述垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置的导向方法，包括以下步骤：a、通过电动机输出端带动齿盘转动，利用齿盘顶端偏心处传动杆带动传动框支撑冲击杆整体横向往复滑移，以驱动冲击杆端部冲头罩配合两组辅助块作为冲头对打孔区域进行冲击开孔，传动杆配合传动框驱动冲击杆整体向远离驱动架方向移动实现进行动作时，容置筒上侧的联动丝杆同步产生横移动作，通过联动丝杆与驱动架的螺纹配合作用，此时联动丝杆受压产生转动以带动联动齿轮旋转，通过啮合联动齿轮的副齿轮轴带动冲击杆内部的主齿轮轴转动，进而通过主齿轮轴带动冲头罩内的两组端齿轮同步转动，端齿轮带动从动杆旋转，利用从动杆与辅助块的螺纹配合作用，进而在转动耳的支撑下利用从动杆驱动两组辅助块在冲头罩支撑下向外滑移扩张，进而在冲击杆带动冲头向外滑移实现冲击动作时，同步驱动两组辅助块外移进而增大冲头尺寸，提高冲击打孔过程的接触范围，增加
冲孔效率；b、在冲击杆完成一次冲孔动作，传动杆带动传动框向远离排渣筒方向滑移时，此时联动丝杆受拉产生反向旋转，进而依次带动副齿轮轴、主齿轮轴以及两组端齿轮反向旋转，从而通过连接两组端齿轮的从动杆驱动两组辅助块缩入冲头罩内，从而在冲击杆端部冲头回退过程中自动缩小冲头尺寸，避免预裂孔内碎化后的土石阻碍冲头退回动作，增加冲击杆周期性往复冲孔过程的顺畅性；c、齿盘带动顶端偏心处传动杆旋转的同时，利用啮合齿盘的同步齿轮带动排渣筒处于持续旋转状态，进而在冲击杆周期性冲孔过程中通过持续旋转的排渣筒以及外侧螺旋片将预裂孔内碎裂的土石向外输送排出，无需后续进行手动排渣；d、在电动机输出端转盘带动传动杆旋转过程中，通过穿入限制框内的传动杆带动支臂在摆动轴支撑下前后往复摆动，利用固定于支臂端部且围设于排渣筒外侧的敲击架对排渣筒外部前后侧进行周期性敲击，确保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：包括冲击杆（2），该冲击杆（2）外侧同轴套设有排渣筒（4），所述排渣筒（4）一端外侧设置有支撑冲击杆（2）横向往复滑动的驱动架（1），所述排渣筒（4）上方的所述驱动架（1）内侧设置有震动组件（5）；所述冲击杆（2）内部横向贯穿有间隙配合的主齿轮轴（3），所述冲击杆（2）远离驱动架（1）一端固定有竖向贯通的中空状冲头罩（201），该冲头罩（201）上下两端开口处均滑动配合有辅助块（202），所述冲头罩（201）内部竖向对称固定有两组转动耳（204），且两组转动耳（204）中部均转动配合有螺纹连接所述辅助块（202）的从动杆（205），两组传动杆（103）相对一端均固定有端齿轮（205a），所述冲击杆（2）另一端同轴固定有容置筒（203），该容置筒（203）顶侧竖向贯穿有副齿轮轴（206），所述主齿轮轴（3）端部穿入所述冲头罩（201）内部，且该主齿轮轴（3）和所述副齿轮轴（206）两端均固定有齿轮，所述主齿轮轴（3）一端齿轮（205a）与两组所述端齿轮（205a）相啮合，且该主齿轮轴（3）另一端齿轮（205a）与所述副齿轮轴（206）底端齿轮（205a）相啮合，所述容置筒（203）上方转动设置有横向贯穿所述驱动架（1）的联动丝杆（208），且该联动丝杆（208）与驱动架（1）螺纹配合，所述联动丝杆（208）端部固定有啮合副齿轮轴（206）顶端齿轮（205a）的联动齿轮（208a）。2.根据权利要求1所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述容置筒（203）顶部固定有支撑联动丝杆（208）转动的约束座（207），所述副齿轮轴（206）与所述容置筒（203）相接处设置有安装环（203a），所述副齿轮轴（206）与所述安装环（203a）通过密封轴承转动配合。3.根据权利要求1所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述冲击杆（2）为中空圆管结构，且所述冲击杆（2）两端分别与所述冲头罩（201）以及所述容置筒（203）相连通，所述容置筒（203）远离所述冲头罩（201）一侧固定有传动框（209）。4.根据权利要求3所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述驱动架（1）为靠近所述排渣筒（4）一侧开口的矩形方框结构，该驱动架（1）底部固定有电动机（101），所述电动机（101）输出端竖向穿入所述驱动架（1）内侧，且所述电动机（101）输出端固定有驱动排渣筒（4）转动的齿盘（102）。5.根据权利要求4所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述齿盘（102）顶侧偏心处固定有竖向穿入所述传动框（209）内的传动杆（103），且所述传动杆（103）与所述传动框（209）滑动配合，所述传动框（209）内侧一端固定有套设于所述冲击杆（2）外部的滑动座（104），所述冲击杆（2）与所述滑动座（104）横向滑动配合。6.根据权利要求5所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述驱动架（1）外侧一端固定有与所述排渣筒（4）同轴分布的圆环状转动座（105），所述排渣筒（4）横向穿入所述转动座（105）内部且与该转动座（105）间隙配合，所述排渣筒（4）穿入所述滑动座（104）与所述转动座（105）之间的端部外侧固定有啮合齿盘（102）的同步齿轮（401），所述排渣筒（4）外侧设置有沿其长度方向延伸螺旋延伸的螺旋片（402）。7.根据权利要求6所述的垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置，其特征在于：所述滑动座（104）上方的所述驱动架（1）上横向贯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，张森森，吴子逸，陈祖文，张旭，夏志鹏，刘云，任帅，崔帅帅，闫灵通，
申请(专利权)人：中国水利水电第十一工程局有限公司，
类型：发明
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