[发明专利]一种层状围岩隧道全机械化施工操作车

说明书

本发明属于隧道工程技术领域，公开了一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，车体上设置有控制室、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；控制室和操作臂均设置在移动机构上，移动机构包括转台和滑移机构，转台设置在滑移机构上，控制室和操作臂设置在转台上；弃渣处理系统用于承接弃渣，并将弃渣运送出操作车；安装头系统用于与操作臂相连，安装头系统包括：架台、预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片。本发明实现了精简工序、提升施工效率、减少围岩扰动、加大安全系数、节约工程造价、保障现场人员安全的效果，实现了层状软弱围岩隧道施工的机械化、集成化、快速化、安全化。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及在针对层状软弱围岩隧道进行施工时所使用的一种层状围岩隧道全机械化施工操作车。

背景技术

层状围岩是隧道工程常遇的软岩病害之一，岩层的变形和强度各向异性特征以及结构面的低强度特点使围岩的变形和稳定问题变得十分复杂，在层状岩体中开挖洞室后，常常出现洞室大变形、支护破坏，甚至整体发生失稳破坏，施工时更需严格恪守施工原则，新奥法施工的基本原则是“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。

对层状围岩隧道进行工程建设通常包括如下工序：超前预支护工序、掌子面炮眼打设、炸药安装、炸药爆破、通风、洞内清渣、初期支护施工、二次衬砌模筑施工等。通过查阅文献和资料搜集，关于层状围岩隧道施工，尚未有针对性较强且性能优越的施工机械，而采用传统施工技术进行工程建设时存在以下缺陷：

（1）进行超前预支护工序施工时，由现场施工人员手持风钻，站立于掌子面开挖台车上部进行操作，人工施工速度缓慢，并对围岩扰动量大，加大了层状围岩隧道坍塌风险，且现场施工人员安全情况难以保证。

（2）掌子面炮眼打设、炸药安装、炸药爆破，各工序耗时长，且对围岩造成极大扰动，极易诱发层状围岩隧道形成崩落、坍塌病害。

（3）爆破施工后产生大量CO、粉尘，现场需通过纵向通风软管持续对掌子面进行压入式通风降尘操作，增加了层状围岩开挖毛洞的不安全系数。

（4）通风结束后即进行洞内清渣工作，利用一辆装载机与若干辆出渣车将废渣运输至洞外弃渣场，该施工工序需持续2~3小时。

（5）清渣结束后，即进行初期支护施工（包括架设钢拱架与钢筋网、喷射砼）、二次衬砌模筑施工，施工过程工序多、耗时长、闭合成环慢，不利于层状软弱围岩隧道工程安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层状围岩隧道全机械化施工操作车装置，用以解决现有技术中的传统施工技术中所存在的工序冗杂、各工序耗时长、闭合成环慢、围岩扰动大、安全风险高、施工人员安全难以保证的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种层状围岩隧道全机械化施工操作车，包括车体，所述车体上设置有控制室、操作臂、移动机构、弃渣处理系统和安装头系统；

所述的控制室和操作臂均设置在移动机构上，所述的移动机构包括转台和滑移机构，所述转台设置在滑移机构上，所述的控制室和操作臂设置在转台上；

所述的弃渣处理系统用于承接弃渣，并将弃渣运送出操作车；

所述的安装头系统用于与操作臂相连，所述的安装头系统包括：架台、预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片，所述的预支护钻头组件、开挖臂钻头组件、管片拼装组件和分节段预制管片分别设置在架台的不同层；所述的预支护钻头组件用于控制钻进过程的压力与角度，实现掌子面上预支护工序的施工，还用于对围岩进行注浆加固；所述的开挖臂钻头组件用于控制操作臂进行切削破岩，在切削时同步进行喷雾降尘；所述的管片拼装组件用于通过控制操作臂拼装分节段预制管片。