一种隧道下台阶机械化开挖施工装置的制作方法

本技术属于隧道施工，特别涉及一种隧道下台阶机械化开挖施工装置。

背景技术：

1、目前隧道下台阶开挖施工期间，往往需进行钻孔、爆破、通风排烟、出渣等一系列复杂工序，该工艺存在如下问题：（1）需再次进行大规模人工钻孔施工，大幅增加人力投入并延长了所需施工时间。（2）下台阶装药起爆后造成粉尘大量扩散，降低了隧道内部施工环境质量，需进行长时间通风降尘，从而提高施工造价。（3）下台阶爆破施工前后，掌子面前方与下台阶后方相关工序均需中止，增加了隧道整体施工时间。（4）下台阶爆破施工将形成大量爆渣，需由装载机及卡车进行配套清运，延长了施工工期。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种隧道下台阶机械化开挖施工装置，无需大规模人工钻孔、爆破施工，实现下台阶开挖机械化作业，作业连续，隧道内粉尘含量低，提高开挖效率，降低成本。

2、本实用新型的技术方案在于：一种隧道下台阶机械化开挖施工装置，包括开挖机构、挖刨机构、驾驶舱和卷扬出渣机构，所述开挖机构位于所述驾驶舱右侧，所述挖刨机构位于所述开挖机构上方，所述卷扬出渣机构靠近隧道开挖面的一端位于所述开挖机构下方，所述卷扬出渣机构远离隧道开挖面的一端位于所述驾驶舱左侧，其下方设有出渣车，所述开挖机构包括依次连接的滑动组件、横向伸缩组件、振动器组件、钻机滑移平台、条式钻机平台、钻机后端气泵顶推组件、钻机和钻杆，所述挖刨机构包括刨臂基座，所述刨臂基座上方依次铰接有第一折臂、第二折臂和第三折臂，所述第三折臂的末端设有刨爪；所述卷扬出渣机构包括依次连接的前段宽度渐变接斗、接斗传送段、卷扬斜段和出料口段，所述前段宽度渐变接斗和接斗传送段连接处设有接斗支撑，所述接斗传送段和卷扬斜段连接处设有上压卷扬组件，所述卷扬斜段和出料口段连接处设有下压卷扬组件，所述接斗传送段、卷扬斜段和出料口段的外侧分别套设有卷扬橡胶皮带。

3、所述滑动组件包括依次连接的竖向滑槽板、竖向滑芯背板、横向滑槽板和横向滑芯背板，所述竖向滑槽板包括竖向滑槽背板，所述竖向滑槽背板上设有相互平行的两个竖向滑道，两个所述竖向滑道底部侧面靠近所述竖向滑槽背板左右端面的方向分别设有竖向支座板，所述竖向支座板上固定连接有竖向千斤顶，所述竖向滑芯背板上设有与所述竖向滑道相对应的竖向滑芯，所述竖向滑芯背板上设有与所述竖向支座板相对应的第一接连限位孔板，所述第一接连限位孔板内设有竖向限位钉，所述竖向滑芯背板通过所述竖向限位钉与所述竖向千斤顶的输出端固定连接，所述横向滑槽板包括横向滑移背板，所述横向滑移背板上设有相互平行的两个横向滑移槽，两个所述横向滑移槽右端底部侧面靠近所述横向滑移背板上下端面的方向分别设有横向支座板，所述横向支座板上固定连接有横向千斤顶，所述横向滑芯背板上设有与所述横向滑移槽相对应的横向滑芯，所述横向滑芯背板上设有与所述横向支座板相对应的第二接连限位孔板，所述第二接连限位孔板内设有横向限位钉，所述横向滑芯背板通过所述横向限位钉与所述横向千斤顶的输出端固定连接。

4、所述横向伸缩组件包括设置在所述滑动组件右侧的多个横向伸缩千斤顶底部套筒，所述横向伸缩千斤顶底部套筒内设有横向伸缩千斤顶，所述横向伸缩千斤顶底部套筒侧面底部设有横向伸缩千斤顶尾部纤维钉，所述横向伸缩千斤顶在所述横向伸缩千斤顶底部套筒底部一侧设有横向伸缩千斤顶尾部连接件，所述横向伸缩千斤顶的输出端侧面设有横向伸缩千斤顶端头销钉。

5、所述振动器组件包括振荡基座背板，所述振荡基座背板左侧设有与所述横向伸缩千斤顶底部套筒相对应的横向伸缩千斤顶端头套筒，所述横向伸缩千斤顶端头套筒底部侧面设有横向千斤顶端头接连限位孔，所述横向伸缩千斤顶端头销钉通过横向千斤顶端头接连限位孔将所述横向伸缩千斤顶的输出端与所述横向伸缩千斤顶端头套筒固定连接，所述振荡基座背板顶部设有多个振荡器底部套筒，所述振荡器底部套筒底部侧面设有振荡器限位钉，所述振荡器底部套筒内部设有振荡器，所述振荡器下部设有振荡器连接件，所述振荡器上部输出端设有振荡器端头接连限位钉，所述振荡基座背板右侧设有两个相互平行的竖向振荡基座板滑槽。

6、所述钻机滑移平台包括钻机滑移平台背板，所述钻机滑移平台背板顶部设有多个液压千斤顶底部套筒，所述液压千斤顶底部套筒底部侧面设有套筒限位钉，所述液压千斤顶底部套筒内设有液压伸缩千斤顶，所述液压伸缩千斤顶下部设有千斤顶底部接连件，所述液压伸缩千斤顶顶部输出端设有千斤顶端头限位钉，所述钻机滑移平台背板左侧与所述竖向振荡基座板滑槽相对应位置设有钻机滑移平台滑芯，所述钻机滑移平台背板左侧与所述振荡器相对应位置设有振荡器端头卡环，所述钻机滑移平台背板右侧设有钻机滑移平台背部滑槽。

7、所述条式钻机平台包括条式钻机平台横板和条式钻机平台竖板，所述条式钻机平台横板和条式钻机平台竖板成l形，所述条式钻机平台横板上设有液压伸缩千斤顶卡口，所述液压伸缩千斤顶顶部输出端与所述液压伸缩千斤顶卡口通过千斤顶端头限位钉固定连接，所述条式钻机平台竖板左侧设有钻机平台竖向滑芯，所述钻机平台竖向滑芯与所述钻机滑移平台背部滑槽可滑动连接，所述条式钻机平台竖板右侧设有多个条式钻机平台套筒，所述条式钻机平台套筒内设有钻机后端气泵顶推组件，所述钻机后端气泵顶推组件包括气泵内仓，所述气泵内仓侧面设有气压泵进气管道，所述气泵内仓左侧底部设有气泵尾端接连件，所述气泵尾端接连件侧面设有气泵限位钉，所述气泵内仓右侧端部设有气仓端头卡头，所述气仓端头卡头连接有气仓伸缩杆凸形卡头，所述气仓伸缩杆凸形卡头内设有气仓伸缩杆，所述气仓伸缩杆右端侧面设有气压伸缩杆端头限位钉。

8、所述钻机包括钻机马达，所述钻机马达左侧设有马达气泵套筒，所述马达气泵套筒与所述气仓伸缩杆右端通过气压伸缩杆端头限位钉固定连接，所述钻机马达右侧设有马达套筒，所述马达套筒内设有传力杆，所述传力杆右侧中心设有钻杆方形卡口，所述传力杆侧面设有进水仓，所述钻杆包括钻杆壁，所述钻杆壁左侧设有钻杆方形卡头，右侧设有十字钻头，所述十字钻头中心留有钻杆中心喷水孔。

9、所述刨臂基座上表面设有固定铰，所述第一折臂下端设有刨臂卡头，所述刨臂卡头通过刨臂销钉与所述固定铰连接，所述第一折臂与第二折臂之间设有折臂连接铰，所述第一折臂上部侧面设有刨臂千斤顶底座，所述刨臂千斤顶底座上设有刨臂千斤顶，所述刨臂千斤顶的输出端与所述第二折臂下部之间设有刨臂千斤顶连接铰，所述第三折臂右端设有刨臂端头套筒，所述刨臂端头套筒侧面设有横向推拉千斤顶，所述横向推拉千斤顶的输出端设有限位钉，所述刨臂端头套筒内设有横向滑杆，所述横向滑杆右端依次设有横向滑移杆端头卡套和横向滑移杆端头螺栓，所述横向滑移杆端头螺栓连接有横向滑移杆端头螺帽，所述横向滑杆左端连接有刨爪，所述刨爪包括刨爪尾板，所述刨爪尾板侧面设有刨爪卡槽，所述刨爪尾板中部设有刨爪套筒，所述刨爪套筒与所述横向滑杆套接，所述刨爪尾板右端上部设有千斤顶背板，所述千斤顶背板上设有刮斗千斤顶，所述刨爪尾板右端设有销钉孔，所述销钉孔内设有销钉，所述刨爪尾板右端通过销钉连接有刮斗，所述刮斗上设有与所述销钉孔相对应的刮斗尾部套孔，所述刮斗尾部套孔上设有刮斗铰接，所述刮斗千斤顶的输出端与所述刮斗铰接相连接。

10、所述接斗支撑包括位于所述前段宽度渐变接斗和接斗传送段连接处下方的两个底部支撑棱台，所述底部支撑棱台上方连接有上部套筒，所述上部套筒之间设有转动固定芯，所述转动固定芯外侧设有转动套筒，所述上压卷扬组件包括卷扬转动套筒，所述卷扬转动套筒内设有卷扬固定芯，所述卷扬固定芯靠近驾驶舱一端连接有卷扬固定芯套筒，所述卷扬固定芯套筒固定连接有车体侧壁连接块，所述接斗传送段和卷扬斜段连接处上方还设有上压滚轴，所述下压卷扬组件包括下压滚轴套筒，所述下压滚轴套筒为z字形，z字形下压滚轴套筒下部套筒设有下压滚轴，所述下压滚轴上设有滚轴螺栓，所述下压滚轴位于所述卷扬斜段和出料口段连接处下方，z字形下压滚轴套筒上部套筒设有传动芯，所述传动芯靠近驾驶舱一端设有从动轮，所述从动轮通过皮带与电机的输出轴相连接，所述电机固定连接有卷扬侧面固定杆，所述卷扬侧面固定杆规定那个连接有车体后壁连接块，所述传动芯位于所述卷扬橡胶皮带两侧分别设有接斗护栏，所述接斗护栏外侧设有转动固定芯端头螺栓。

11、所述驾驶舱内设有方向操控组件和刹车组件，所述方向操控组件包括方向盘，所述方向盘下方连接有方向杆，所述方向杆中部外侧设有主动轮，所述方向杆下部设有方向杆插头，所述主动轮外侧设有两轮式传动带，所述两轮式传动带内连接有一级从动杆上部齿轮，所述一级从动杆上部齿轮连接有一级从动杆，所述一级从动杆下部设有一级从动杆下部齿轮，所述一级从动杆底部设有一级从动杆插头，所述一级从动杆下部齿轮外侧设有三轮式传动带，所述三轮式传动带内连接有两个二级从动齿轮，所述二级从动齿轮连接有二级从动杆，所述二级从动杆下部设有横向连接杆，左侧的横向连接杆连接有左前轮，右侧的横向连接杆连接有右前轮，所述刹车组件包括马达平台，所述马达平台上设有刹车动力马达和前进动力马达，所述刹车动力马达设有刹车马达主动轮，所述刹车马达主动轮上设有制动皮带，所述制动皮带连接有j型刹车片，所述j型刹车片外侧套设有导向卡槽，所述j型刹车片弯曲端内侧设有橡胶摩擦片，所述橡胶摩擦片上方设有后轮轴，所述前进动力马达外侧设有前进动力马达主动轮，所述前进动力马达主动轮上设有传动皮带，所述传动皮带内连接有轮轴刹车从动轮，所述后轮轴左右两端分别设有左后轮和右后轮。

12、本实用新型的技术效果在于：1.本实用新型通过条式钻机平台钻机带动钻杆进行钻孔、振动器组件震动的方式将开挖岩体震碎，相比现有的人工钻孔、爆破施工，作业效率高，隧道内粉尘含量低，无需专门的除尘作业；2.本实用新型通过调整滑动组件、横向伸缩组件、钻机滑移平台，可以使开挖机构快速对准并贴于将开挖的下台阶区域，条式钻机平台可以使条式钻机自左向右形成由高至低的渐变趋势，以满足下台阶弧形轮廓的开挖需求；3.本实用新型通过挖刨机构，采用第一折臂、第二折臂和第三折臂带动刨爪，可以方便处理横向开挖区域未掉落至卷扬出渣机构的弃渣，满足开挖的清理要求，可在开挖的同时进行弃渣的清理，施工效率高；4.本实用新型通过卷扬出渣机构将所有下台阶弃渣与送至隧道下台阶机械化开挖施工装置后方，通过出渣车清运，不影响开挖机构和挖刨机构作业。

13、以下将结合附图进行进一步的说明。