[发明专利]垂直高边墙开挖预裂钻孔精准导向装置及其导向方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于抽水蓄能工程施工技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明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。

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。