阅读说明：本技术 盾构隧道钢环安装自动钻孔机及方法 (Automatic drilling machine and method for shield tunnel steel ring installation ) 是由 赵文亮 荀伟卓 杨朋 牛永波 王倩云 于 2021-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种盾构隧道钢环安装自动钻孔机及方法,该自动钻孔机包括电磁底座、固定支座、电锤,所述电磁底座上面通过钢制圆柱固定连接固定支座,所述固定支座内装有直线电机,所述钢制圆柱上滑动连接位于固定支座下方的移动支座,所述移动支座能沿钢制圆柱上下自有滑动,所述直线电机的推杆连接移动支座,所述移动支座一侧面上安装有电锤。本发明适用于曲面钢内衬环打植筋孔,可大幅度降低劳动强度,也适用于其他类似工况的开孔施工。(The invention relates to an automatic drilling machine and a method for mounting a steel ring of a shield tunnel, wherein the automatic drilling machine comprises an electromagnetic base, a fixed support and an electric hammer, the fixed support is fixedly connected to the upper surface of the electromagnetic base through a steel cylinder, a linear motor is arranged in the fixed support, the steel cylinder is slidably connected with a movable support positioned below the fixed support, the movable support can slide up and down along the steel cylinder, a push rod of the linear motor is connected with the movable support, and the electric hammer is mounted on one side surface of the movable support. The invention is suitable for drilling the bar planting holes on the curved steel lining ring, can greatly reduce the labor intensity, and is also suitable for the hole drilling construction under other similar working conditions.)

盾构隧道钢环安装自动钻孔机及方法

技术领域

本发明涉及一种隧道曲面钢内衬环自动钻孔的装置，特别适用于运营盾构隧道钢环施工中钢管片固定，需在混凝土管片上开孔的情况。

背景技术

随着地铁运营时间的延伸，地铁隧道的变形程度将趋向于严重，盾构隧道钢环整修施工的需求将逐步增大。

据统计，2020年上海地铁日均客运量774.51万人次，总客运量达到28.34亿人次。现今城市人口对地下轨道交通的需求不断增加，为更好的服务出行人员，地铁运营时间不断延长。而相对应的运营地铁维保施工时间被不断压缩。为更好的适应运营地铁，现需对施工中各工序进行优化，以在有限的施工时间内完成各工序。

目前运营地铁盾构隧道钢环整修施工种植固定螺栓时，开孔采用普通电锤人力开孔，开孔效率低，持续工作能力较差，往往导致固定螺栓种植进度达不到既定要求。随着地铁线路运营时间不断延长，施工时间不断减少，需要一种更加稳定、高效的混凝土开孔装置。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种盾构隧道钢环安装自动钻孔机及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种盾构隧道钢环安装自动钻孔机，包括电磁底座、固定支座、电锤，所述电磁底座上面通过钢制圆柱固定连接固定支座，所述固定支座内装有直线电机，所述钢制圆柱上滑动连接位于固定支座下方的移动支座，所述移动支座能沿钢制圆柱上下自有滑动，所述直线电机的推杆连接移动支座，所述移动支座一侧面上安装有电锤。

进一步，所述固定支座与移动支座之间连接有减震弹簧。

进一步，所述移动支座上通过固定套箍连接电锤。

进一步，所述直线电机最大推进力为3000N，推进速度为10mm/s,行程为250mm。

进一步，所述电磁底座采用弧形底面,该弧形底面能完全贴合管片；所述电磁底座上预留直径30mm孔，并带有十字对中标，便于底座定位及钻头通过。

进一步，所述电磁底座通电后吸附力为5000N。

进一步，所述钢制圆柱上设立上下活动限位，限定滑动支座行程在0-250mm，能有效控制打孔深度。

一种采用盾构隧道钢环安装自动钻孔机的施工方法，其步骤为：

(1)盾构隧道钢环整修施工，钢板就位后，将电磁底座的孔位十字对中标对准钢板预留孔，并通电固定；

(2)将电锤固定于滑动支座的固定套箍上，并检查移动支座工作情况；

(3)先启动电锤开关，待电锤稳定工作后，启动直线电机，利用直线电机推力和电锤冲击完成自动钻孔作业；

(4)电锤钻进至预定深度后，启动直线电机回缩开关，待钻头全部拔出后关闭电锤开关，最后关闭电磁底座开关并取下自动钻孔机。

本发明的有益效果是：

本发明的开孔设备：使用电磁底座定位、固定，利用电锤和直线电机的推进力完成自动钻孔。

本发明采用分体构造，将单体重量控制在10Kg左右，先定位、后固定电锤打孔，实现360度内弧面自动打孔。

本发明除定位外，其余全部由机械设备完成，相较于人力施工，有更好的稳定性，施工进度、质量都有较大提升。

附图说明

图1是本发明的盾构隧道钢环安装自动钻孔机构造剖视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述。

a.如图1所示，本发明的隧道曲面钢内衬环自动钻孔装置为组装体系，各部件有效连接，共同工作完成自动钻孔作业。

b.本装置的电磁底座1通电后吸附力为5000N。

c.固定支座2固定在钢制圆柱8上，两端固定，直线电机底座及直线电机4安装在固定支座2上。

d.移动支座3安装在钢制圆柱8上，移动支座3可沿钢制圆柱8上下自有滑动，并由直线电机4头端和减震弹簧6连接固定支座2。

e.直线电机4最大推进力3000N，推进速度10mm/s,行程250mm。

f.电锤5使用喜利得TE50型冲击钻，并由移动支座3侧面两个套箍7固定。

g.电磁底座1采用弧形底面(直径＝5.5m)，可以完全贴合管片；在电磁底座1上预留直径30mm孔，并带有十字对中标，便于电磁底座1定位及钻头通过。

h.打孔的后座力大于5000N，由电磁铁提供，推进力3000N，由直线电机4提供，保障20焦耳范围内的冲击力需求。

i.钢制圆柱8上设立活动限位，限定滑动支座3行程(0-250mm)，可有效控制打孔深度。

本发明实施例的使用方法如下：

a.盾构隧道钢环整修施工，钢板就位后，将设备电磁底座孔位十字对中标对准钢板预留孔，并通电固定。

b.将电锤固定于滑动支座套箍上，检查移动支座工作情况。

c.先启动电锤开关，待电锤稳定工作后，启动直线电机，利用直线电机推力和电锤冲击完成自动钻孔作业。

d.钻进至预定深度后，启动直线电机回缩开关，待钻头全部拔出后关闭电锤开关，最后关闭电磁底座开关并取下自动钻孔机。