公路隧道水沟电缆槽侧壁用全自动凿毛机的制作方法

本实用新型涉及一种凿毛机，尤其是一种公路隧道水沟电缆槽侧壁用全自动凿毛机。

背景技术：

随着我国道路交通建设的迅猛发展，公路隧道的数量日益增多，而公路隧道水沟电缆槽设计多采用侧沟的形式，水沟侧壁与仰拱填充结合部的凿毛工作量越来越重、质量要求越来越高，常规的手持式凿毛机或短钎凿毛工作效率低、凿毛效果差。

隧道水沟电缆槽一般在衬砌及仰拱填充施作完成后才开始组织施工，水沟电缆槽混凝土施工断面小，沟壁薄（常规厚度为10～15cm），且水沟紧邻行车道，由于车辆通行对其产生较大的横向挤压力，使水沟电缆槽壁长期承受较大的车辆行驶荷载的作用。水沟电缆槽施工前，已施作的仰拱填充侧面必须进行凿毛，确保水沟电缆槽与填充砼结合紧密。

水沟电缆槽作为隧道附属工程，一般都是作为最后一道工序，隧道施工的中后期才开始施做，因此施工工期压力大，而且由于其所在位置，造成其施工质量直接影响隧道的整体形象，是隧道的形象工程之一，施工标准要求高。传统施工方法主要为工人凿毛，采用手持式电镐（或短钎）进行凿毛，在仰拱填充砼浇筑完成，拆除侧模后用手持式电镐（或凿毛机）对结合面进行凿毛处理，将混凝土表面打出一道道凹痕，形成粗糙面。

这种施工方法主要弊端是人为影响因素大，在施工过程中凿毛效果依赖操作工人熟练成度；用电镐进行混凝土表面凿毛还易对混凝土内部产生冲击破坏影响混凝土耐久性；此外这种施工方法劳动强度大、工作效率低、耗时费工，并且因凿毛施工时粉尘较大对施工人员身体健康造成伤害。

中国专利201420741219.2公开了一种预制空心板梁腹板外侧砼表面凿毛用全自动凿毛机，包括一门式框架，门式框架底部安装有一个驱动轮和若干行走轮，驱动轮由门式框架上的动力机构驱动；门式框架相对两侧的内侧靠近底部横向分别设置有一个行走限位轮；门式框架内侧设置有两个凿毛机，且凿毛机与门式框架上的升降机构相连，升降机构带动凿毛机上下移动；凿毛机通过外部空压机为其提供动力；凿毛机包括位于工作部框架中的凿毛头，凿毛头前部焊接若干用以控制凿毛头与预制空心板梁体间距的凿毛头定位轮，凿毛头定位轮外边缘与凿毛头端部相平；凿毛头后部依次紧靠弹簧、支撑钢板及调节螺杆，经调节螺杆推动或拉动支撑钢板及弹簧能使凿毛头与梁体紧密接触或脱离。但是凿毛机无法适用于公路隧道水沟电缆槽侧壁。但是隧道电缆沟侧壁在路面标高以下，且空间狭小，常规的门式框架凿毛机无法在水沟电缆沟中自由行走和就位，难以实现凿毛作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种公路隧道水沟电缆槽侧壁用全自动凿毛机，该凿毛机不对砼内部产生破坏，凿毛速度快、效率高，操作工人劳动强度低。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种公路隧道水沟电缆槽侧壁用全自动凿毛机，包括工作部、动力系统、行走系统、喷水降尘设备及主体框架，所述主体框架的一侧外部悬挑设置上下行走有支撑滑轨，工作部安装于上下行走滑轨上，且能沿上下行走滑轨上下移动；动力系统和行走系统均安装在主体框架上，动力系统为工作部提供工作动力；行走系统驱动主体框架及工作部行走；喷水降尘设备安装于主体框架上；

所述工作部包括手推式凿毛头，所述凿毛头正面安装凿毛头定位轮，背后依次安放工作弹簧、支撑钢板及用以控制凿毛头与砼表面间距的调节螺杆，支撑钢板外部垂直安装有一水平设置的钢管，钢管中内置横向限位杆弹簧，钢管另一端插入一根与横向限位杆弹簧一端接触的横向限位丝杆，横向限位丝杆自由端设置有滑轮，滑轮着力在横向限位滑槽内，防止凿毛机在工作中横向偏移。

所述主体框架采用槽钢焊接制成的框架结构，主体框架底部前后分别设置一对主体框架行走轮和动力行走轮。

所述主体框架上安装有电动葫芦，电动葫芦的电动吊链与工作上部设置的工作部吊环相连，电动葫芦控制工作部整体上下移动。

所述工作部包括工作部框架和安装于工作部框架中的手推式凿毛头，工作部框架位于路面以下位置。

所述工作部框架的两根上部槽钢上焊接一型钢作为工作部吊环。

在主体框架底部采用多根槽钢间隔横向与主体框架焊接，形成底部工作与机具安放平台。

主体框架上，采用两根槽钢在水沟电缆槽侧横向悬挑，悬挑端下部设置两道竖向槽钢作为工作部上下行走滑轨，在上下行走滑轨内侧焊接工作部上下行走限位轮。

所述上下行走滑轨上设置有用于将工作部与主体框架牢固连接的上下滑轨定位插销。

所述凿毛头动力来自外配空压机，空压机通过橡胶软管将压缩空气传至凿毛头完成凿毛作业。

所述行走系统包括可调速电动马达、传动轴、传动轴传动链和驱动轮，电动马达安装在底部工作与机具安放平台一端，驱动轮和电动马达焊接，随电动马达一起转动，驱动轮与其中近端的行走轮通过传动轴传动链连接，带动传动轴转动，从而驱动连接在传动轴两端的行走轮自动行驶，通过快慢调节器控制电动马达转速，最终达到自由调节行驶速度。

所述喷水降尘设备包括除尘洒水喷头、高压水管、增压水泵和水箱，增压水泵和水箱安装固定在框架底部平台上，将清水加压后通过高压水管送至固定在悬挑横梁上的除尘洒水喷头，除尘洒水喷头正对凿毛工作面，凿毛机向前行走凿毛作业的同时实现高效的喷淋洒水降尘。喷水降尘设备固定在凿毛机框架上，在凿毛机工作时同步启动，实现洒水降尘与凿毛机一体化，有效改善作业环境、减少施工时粉尘对人员造成的伤害。

本实用新型是一种结构简单、操作方便、工作效率高的凿毛工具。是利用手推式凿毛机的凿毛头配以简单的型钢框架、行走系统、动力系统来实现对水沟电缆槽侧壁砼表面高效的自动凿毛。

自动凿毛机主要分为四个部分工作部、动力系统、行走系统及主体框架。主体框架根据水沟电缆槽尺寸采用型钢制作，框架结构，主框架下部前后各有两个行走轮，可在路面上自由行走；工作部为将手推式凿毛头安装在悬挑在主体框架外侧的上下滑行轨道上，通过电动葫芦上下调整凿毛头高度，满足水沟电缆槽侧壁砼凿毛施工。凿毛头正面安装凿毛头定位轮，背后依次安放弹簧、支撑钢板及调节螺杆用以控制凿毛头与砼表面间距。动力系统为一台2m3空压机通过橡胶软管为工作部提供动力；行走系统为框架后部电动马达通过驱动轴和链条带动驱动轮配合主体框架上的行走限位轮使用凿毛机沿水沟电缆槽纵向直线前进，电动马达上配有快慢调节器可以调节凿毛机进行速度。

工作时将凿毛机安放至靠近水沟电缆沟一侧的砼路面上，通过电动葫芦调节凿毛头高度，在通过调节横向限位丝杆控制凿毛头横向位置，使凿毛头贴近待凿毛的砼面，通过高强弹簧作用使凿毛头在工作过程中与砼面始终保持紧贴，同时确保凿毛机在行走及工作时整体框架的稳定性。起动空压机打开工作部进气阀，起动电动马达，通过手柄控制电动马达快慢调节器使凿毛机由水沟电缆槽一端纵向匀速前进完成砼表面凿毛。

自动凿毛机与传统的手持式电镐（或短钎）相比较有几点有益效果：

1.凿毛效果好。传统采用人工手动凿毛，凿毛效果主要依靠施工人员技术水平，凿毛效果不稳定；使用自动凿毛机，凿毛头与砼表面间距由限位轮控制，可使用凿毛机达到最佳凿毛效果。

2.工作效率高。传统人工手动凿毛每个操作工人每工班可完成10m²（15m水沟电缆沟单侧壁）水沟电缆沟侧壁砼表面凿毛；自动凿毛机由两个工人进行操作，每工班可轻松完成400m²（约600m长）水沟电缆沟侧壁砼表面凿毛。

3.经济效果好。使用自动凿毛机可以极大的减少人工使用数量，尤其是长大隧道施工项目，凿毛工作量大、工期紧，两个洞口配备一台自动凿毛机及两名专职操作工人即可满足施工要求。

4.保护施工工人免受粉尘侵害。传统人工手动凿毛施工人员需要近距离操作，凿毛产生的粉尘对施工人员造成巨大伤害；洒水降尘与凿毛机一体化，有效改善作业环境、减少施工时粉尘对人员造成的伤害。

5.确保隧道整体工期。水沟电缆槽施工一般都是在隧道中后期开始实施，往往处于总体施工进度的关键线路上，确定项目的总工期，而传统的水沟电缆槽凿毛工艺，速度慢、凿毛质量差，很难满足施工需要；全自动凿毛机可快速的全断面一次凿毛成型，水沟电缆沟砼浇筑不用考虑凿毛所需消耗的时间。

附图说明

图1是自动凿毛机横断面示意图；

图2是自动凿毛机侧视图；

图3是自动凿毛机架俯视图；

图4是自动凿毛机工作部细部图；

图5是工作部上下滑轨细部图；

图中：1-凿毛机主框；2-空压机；3-电动马达；4-行走轮；5-传动轴；6-电动葫芦；7-电动葫芦吊链；8-工作部上下滑轨；9--橡胶导气管；10-凿毛机工作部；11-横向限位杆；12-辅助行走轮；13-凿毛头定位轮；14-横向限位滑槽；15-驱动轮；17-上下滑轨定位插销；18-凿毛机固定框架；19-工作部吊环；20-凿毛头调节螺杆；21-横向限位杆弹簧；22-横向限位杆滑轮；23-横向限位滑槽固定螺栓； 24-横向限位杆支撑钢板；25-传动轴传动链；26-工作部上下行走限位轮;27-凿毛头工作弹簧；28-增压水泵；29-水箱；30-高压水管；31-除尘洒水喷头；32-悬挂框架；33-隧道衬砌；34-隧道填充；35-隧道仰拱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-图5所示，凿毛机整体框架及主体框架1采用10#槽钢焊接制成，主体为框架式结构，左侧为悬挂框架结构，主体框架宽度1.2m，路面以上高度1m，长度1.5m。主体框架的底部前后各设置有一对主体框架行走轮4。主体框架行走轮4在隧道填充33上行走。悬挂框架32底部设置两个辅助行走轮12，在水沟电缆槽底部行走。

左侧水沟电缆槽框架即工作部框架18在路面以下80cm，根据水沟深度可灵活调整。在凿毛机整体框架底部采用4根5#槽钢间隔30cm横向与主体框架焊接，形成底部工作与机具安放平台。凿毛机整体框架1上，采用2根10#槽钢在水沟电缆槽侧横向悬挑30cm，悬挑端下部设置两道竖向10#槽钢作为凿毛机工作部上下行走滑轨8，在上下行走滑轨8内侧焊接工作部上下行走限位轮26。

凿毛头工作部10正面安装凿毛头定位轮13，背后依次安放凿毛头工作弹簧27、横向限位杆支撑钢板24及用以控制凿毛头与砼表面间距的凿毛头调节螺杆20，在凿毛头工作部外侧安装一根直径为75mm的钢管，内置高强横向限位杆弹簧21，底部固定在横向限位杆支撑钢板24上，另一端插入一根直径为50mm的钢棒作为横向限位杆11，横向限位杆自由端焊接横向限位杆滑轮22，着力在采用5×5cm角钢制作的横向限位滑槽14内，横向限位滑槽14中设置有横向限位滑槽固定螺栓23，横向限位滑槽14和横向限位滑槽固定螺栓23紧贴在隧道衬砌28内侧面上，防止凿毛机在工作中横向偏移。

行走系统主要由可调速电动马达3、传动轴5、传动轴传动链25、驱动轮15组成。电动马达3安装在底部工作与机具安放平台一端，驱动轮15和电动马达3焊接，随电动马达3一起转动，驱动轮15与其中近端的行走轮4通过传动轴传动链25连接，带动传动轴5转动，从而驱动连接在传动轴5两端的动力行走轮4自动行驶，通过快慢调节器控制电动马达转速，最终达到自由调节行驶速度的效果。

根据水沟电缆槽自动凿毛机工作部采用成品ZXT-QZ11凿毛头改装而成。将凿毛头工作部10装入由钢板制作的工作部框架18内，通过旋紧凿毛头调节螺杆20可以使用凿毛头工作部10与水沟电缆槽侧壁砼紧密接触，反之使用凿毛头工作部10与砼面脱离。

工作部共有二个，一是工作部底部焊接两根5#槽钢，槽钢两端焊接两个辅助行走轮12，辅助行走轮12在水沟底部，即隧道仰拱34上行走，确保凿毛机工作行进中的顺畅和整体框架稳定；二是悬挑安装在主体框架结构外侧，供凿毛头上下行走滑动的工作部上下滑轨8，工作部上下滑轨8主要由两根10#槽钢组成；工作部框架18上焊接一型钢作为工作部吊环19，通过电动葫芦吊链7利用安装在顶横梁上的电动葫芦6控制工作部及其框架整体上下移动。

自动凿毛机凿毛头工作部10动力来自外配空压机2，空压机2通过橡胶软管9将压缩空气传至凿毛头工作部10完成凿毛作业。

凿毛工作开始时，先通过电动葫芦6将自动凿毛机下端工作部及其框架提升至凿毛机整体框架即主体框架1顶端，并将自动凿毛机整体移至水沟电缆槽侧面，利用手柄控制电动葫芦6下放至水沟电缆沟底部，使用上下滑轨定位插销17将工作部与悬挂框架32连接牢固。同时，将横向限位杆11安装固定在预先铺好的横向限位滑槽14内，

旋紧凿毛头调节螺杆20使凿毛头工作部10与砼面紧贴，起动空压机2打开进气阀，起动电动马达3，通过手柄控制电动马达快慢调节器，使凿毛机沿水沟纵向匀速前进，一次性完成隧道一侧水沟电缆槽侧壁砼表面凿毛工作，一侧凿毛施工完成后调头反方向重复另一侧凿毛工作。

凿毛机还包括喷水降尘设备，所述喷水降尘设备包括除尘洒水喷头31、高压水管30、增压水泵28和水箱29，增压水泵28和水箱29安装固定在框架底部平台上，将清水加压后通过高压水管30送至固定在悬挑横梁上的除尘洒水喷头31，除尘降尘喷头31正对凿毛工作面，凿毛机向前行走凿毛作业的同时实现高效的喷淋洒水降尘。喷水降尘设备固定在凿毛机框架上，在凿毛机工作时同步启动，实现洒水降尘与凿毛机一体化，有效改善作业环境、减少施工时粉尘对人员造成的伤害。

工作前先在水箱29蓄满清水，增压水泵28自吸抽水加压后通过高压水管30，送至固定在悬挂框架32下方，除尘洒水喷头31正对凿毛头，凿毛工作时，先启动喷淋装置，达到洒水喷淋降尘、改善作业环境的目的。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。