一种隧道掘进施工作业车及其使用方法

本发明属于设备，涉及一种隧道掘进施工作业车及其使用方法。

背景技术：

1、近年来，我国的基建能力发展迅速，桥梁、道路、隧道的施工能力已经处于世界领先地位。山体隧道在掘进过程中需要凿岩台车进行配合，目前凿岩台车还存在采购成本高、超欠挖控制难度大、体型巨大导致工序工法转换过程适应程度底等缺点，因此，现阶段国内行业内在中短隧道施工中主要采用传统台架的施工工艺。但在传统台架工艺条件下，不同断面尺寸的隧道，都需要不同尺寸的台车，导致台车类型多，当围岩发生变化时，相应施工工法的转变，台架需要频繁转换倒运，造成人力和物力不同程度的浪费，甚至影响到工程施工进度；同时在隧道掘进过程中还缺少合适的喷淋装置，以便在掘进作业中同时进行作业面的喷淋，以降低设备表面温度，减少扬尘。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种隧道掘进施工作业车及其使用方法，该装置可以进行前后及侧向伸缩，还能调节高度，且结构相对于凿岩台车更简单，价格更便宜，使用灵活，还可进行作业面附近喷淋，适合中短隧道掘进使用。

2、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种隧道掘进施工作业车，包括主体支撑架、侧边活动架、顶部伸缩架、履带移动装置、动力装置及控制系统；所述主体支撑架的侧面分布设有侧向支撑柱；所述侧边活动架包括立柱及连接在立柱上的侧套柱；所述侧套柱的内部中空并套在侧向支撑柱外；所述主体支撑架的底部设有底板架；所述履带移动装置设置在底板架的外侧上；所述底板架的两端均设有平移液压缸及顶升液压缸；所述主体支撑架上还设有侧伸液压缸；所述侧伸液压缸的缸体与主体支撑架连接，推杆与所述侧边活动架连接；所述主体支撑架的顶部设有顶面支撑架；所述顶部伸缩架活动设置在顶面支撑架的下方；所述主体支撑架上还设有伸缩动力机构；所述伸缩动力机构包括链轮转动柱及传动链；四组所述链轮转动柱两两成对设置在主体支撑架上；每组所述链轮转动柱上均连有转动电机及链轮；两组所述传动链分别套在属于同一对的两组链轮转动柱的链轮之间；所述顶部伸缩架的两侧均设有传动齿条；每组所述传动齿条均与一组传动链对应啮合；所述顶部伸缩架的下方还分布设有喷淋软管；所述喷淋软管上分布设有可转动的喷淋头；所述动力装置包括液压泵站及发电机；所述控制系统设有操作面板；所述顶升液压缸、侧伸液压缸及平移液压缸均连接液压泵站；所述液压泵站、伸缩动力机构均及喷淋头均连接控制系统；所述液压泵站及伸缩动力机构均连接发电机。

4、所述伸缩液压缸可以推动侧边活动架沿着侧向支撑柱进行伸缩；所述套柱与侧向支撑柱之间设有滚珠；所述履带移动装置连有移动动力装置，该移动动力装置可以为电动机或发动机；所述平移液压缸用于推动主体支撑架及相应部件，起到平移调整的作用；所述顶升液压缸用于将装置顶起；所述侧伸液压缸用于将侧边活动架顶出，实现侧面调节；所述平移液压缸的缸体两侧分别与顶升液压缸及底架板连接；所述顶面支撑架用于顶部施工作业；所述链轮转动柱通过电机带动转动，通过所述链轮带动传动链转动，再通过所述传动齿条带动顶部伸缩架进行前后伸缩；所述液压泵站给装置内的液压缸提供动力；所述发电机提供电能；所述操作面板用于控制整个装置。

5、作为进一步的技术改进，所述主体支撑架的顶部设有四排滚轮；四排所述滚轮两两成对，每对所述滚轮分别与顶部伸缩架两侧边的上表面及下表面接触。所述滚轮对顶部伸缩架的伸缩过程起到滚动摩擦的作用，利于所述顶部伸缩架伸缩。

6、作为进一步的技术改进，所述喷淋软管连接喷淋水源；所述喷淋头包括基座、万向旋转球及出水头；所述万向旋转球可转动的设置在基座上；在所述万向旋转球内设有齿球及齿轮ⅰ；所述齿球外设有传动齿；所述齿轮ⅰ与齿球外的传动齿啮合；所述齿轮ⅰ的中心连有齿轮电机ⅰ；所述齿轮电机ⅰ与万向旋转球的内壁之间连有电机座；所述基座的内壁上设有齿轮电机ⅱ；所述万向旋转球与齿轮电机ⅱ之间连有旋转机构；所述万向旋转球上设有弧形槽；所述出水头从弧形槽插入万向旋转球内，并连接所述齿球；所述出水头连有进水管；所述进水管连接喷淋软管。所述齿轮电机ⅰ带动齿轮ⅰ转动，从而使所述齿球在竖直方向上转动，让出水头也在竖直方向上转动；所述齿球可在万向旋转球内转动，其安装方式可以为中心穿过转轴，转轴两头与所述万向旋转球连接，所述齿球以转轴为旋转中心转动；所述出水头可以在弧形槽上摆动；所述进水管穿过齿球内部，两端分别连接所述出水头及喷淋软管；所述出水头还设有电动阀。

7、作为进一步的技术改进，所述旋转机构包括齿轮ⅱ、齿环及连接架；所述齿轮ⅱ连接齿轮电机ⅱ的转子；所述齿环内表面上设有环形传动齿；所述齿轮ⅱ设置在齿环内，并与齿环内表面的环形传动齿啮合；所述齿环的外部通过连接架与万向旋转球连接。所述电机ⅱ带动齿轮ⅱ转动，从而带动所述齿环转动，使得通过所述连接架与齿环连接的万向旋转球在水平方向上转动，最终让出水头可以在水平及竖直方向上转动，进行方向调节。

8、作为进一步的技术改进，所述侧边活动架上还设有至少两组小工作平台；每组所述小工作平台一侧连有向下倾斜的工作梯。所述小工作平台供施工人员施工使用。

9、作为进一步的技术改进，在所述小工作平台的底部设有置物架；所述动力装置及控制系统均设置在置物架内。

10、作为进一步的技术改进，所述主体支撑架上部设有交叉固定架；所述交叉固定架位于顶部伸缩架的下方但不与顶部伸缩架接触。

11、作为进一步的技术改进，所述顶部伸缩架的前端设有螺纹套管；所述螺纹套管内通过螺纹连接的形式匹配设有螺纹杆。所述螺纹杆插入螺纹套筒后底部置于隧道岩石上，起到支撑作用；所述螺纹杆通过螺纹转动可以调整底部高度，利于在不同岩石高度上使用。

12、作为进一步的技术改进，所述主体支撑架的顶部设有护栏。

13、以上所述的隧道掘进施工作业车的使用方法：

14、侧向伸出：作业车在隧道掘进施工过程中，需要对隧道侧壁进行施工，此时侧伸液压缸推杆伸出，推动侧边活动架向侧边伸出；此时侧套柱由侧向支撑柱支撑，并沿着侧向支撑柱移动，直至侧边活动架伸出到合适的位置；

15、前向伸出：作业车在隧道掘进施工过程中，需要对前方的隧道内壁进行施工，此时链轮转动柱在转动电机的带动转动，通过链轮使传动链转动，并在传动链与传动齿条的作用下，使得顶部伸缩架向前伸出，直至顶部伸缩架伸出至合适的位置；

16、高度调整：作业车在隧道掘进施工过程中，需要根据作业要求调整工作高度时，可以通过顶升液压缸的推杆向下顶出，将装置整体抬升，以调节高度，适应相应工作要求。

17、装置位置微调：作业车在隧道掘进施工的过程中，需要进行左右移动的，可通过顶升液压缸将主体支撑架连同侧边活动架、顶部伸缩架、履带移动装置、动力装置及控制系统同时顶起；随后平移液压缸将上述机构向左侧或右侧顶出，接着顶升液压缸将整个机构放下，即可实现装置在一定范围内的平移，实现位置的左右微调；如需进行前后位置调整，则通过履带移动装置带动整个作业车前后移动即可；

18、喷淋：根据需要喷淋的区域调整喷淋头的方向；打开喷淋头，即可喷出水对掘进作业的隧道岩壁区域进行喷淋，以降低设备表面温度，减少烟尘。

19、与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

20、1.本发明通过侧伸液压缸可以使侧边活动架伸出，便于隧道挖掘时进行侧边的掘进施工工作。

21、2.本发明装置通过伸缩动力机构可以使顶部伸缩架向前伸出，便于前向的隧道掘进工作。

22、3.本发明装置通过顶升液压缸可以使整个装置向上顶起，调节高度，便于隧道顶部的施工作业。

23、4.本发明装置通过平移液压缸可以平移主体支撑架及相关部件，进一步起到侧向调节的作用，便于施工作业。

24、5.本发明装置通过喷淋管及喷淋头，可以调节喷淋方向及位置，定向喷淋作业面，降低设备温度，减轻作业区烟尘飘散。