一种垂直向上钻孔装置及钻孔方法与流程

本发明涉及船闸维护设备，尤其涉及一种垂直向上钻孔装置及钻孔方法。

背景技术：

1、结合现阶段船闸结构缝渗漏处理情况，采用背水面结构缝钻孔化学灌浆处理办法可有效解决渗漏情况的发生。目前国内外混凝土钻孔设备种类繁多、应用广泛，主要包括凿岩机、岩芯机两大类，涉及电动、气动、内燃、液压及气电联动等多种驱动方式，对于钻机本身来说市场已经趋于成熟，在理论上完全具备垂直向上钻孔的能力；但与之相匹配的辅助工装相对较少，加上现场条件对于钻机尺寸、重量、有水环境等的条件限制，导致垂直向上钻孔劳动强度大、精度不可控。

2、专利cn217192756u和cn103306609a分别公开了一种刚性悬挂接触网垂直向上钻孔装置和垂直向上钻孔用可调支撑架，但是专利cn217192756u设计装置在使用过程中需要手动调节粗调收缩架，只能选择最靠近顶部的通孔插销固定，无法达到支撑架与顶部顶紧的使用效果，在使用过程中会存在位移情况发生，对钻孔的精度无法保证；专利cn103306609a设计装置同样无顶部顶紧装置，在使用过程中仅用卷扬装置将钻机进行提升，对于钻孔精度无法得到保障。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：解决上述背景技术中存在的问题，提供一种垂直向上钻孔装置，能实现钻孔装置的高精度钻孔施工。

2、本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种采用一种垂直向上钻孔装置的钻孔方法，用于垂直向上对混凝土进行钻孔施工。

3、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种垂直向上钻孔装置，包括底座，所述底座的上侧安装有导向杆件，导向杆件的上端安装有顶紧装置，导向杆件的一侧分别纵向滑动导向的安装有第一滑动板和第二滑动板，第一滑动板上安装有升降座，升降座的下侧安装有顶升装置，顶升装置一端与升降座的下侧安装固定，另一端与底座连接或者抵靠，升降座的上侧安装有钻机，所述第二滑动板上安装有连接座，连接座一端与顶紧装置的活动端连接，另一端设有限位孔，使用状态下，安装在钻机上的钻杆穿过限位孔。

4、所述导向杆件为中空结构，所述顶紧装置为液压油缸，顶紧装置的缸体安装在导向杆件中空结构内，导向杆件的顶部安装有固定板，顶紧装置的缸体与固定板安装连接，所述顶紧装置的活动端为液压油缸的活塞杆，活塞杆伸出固定板后与连接座连接。

5、所述顶紧装置的活动端在位于连接座的上侧安装有顶紧帽。

6、所述导向杆件的一侧安装有直线导轨，直线导轨上滑动安装有第一滑块和第二滑块，第一滑动板安装在第一滑块上，第二滑动板安装在第二滑块上。

7、所述限位孔内安装有固定环，固定环内滑动安装有伸缩套，伸缩套的上端外壁设有凸缘，下端外壁安装有卡簧，伸缩套上在位于凸缘与固定环之间安装有弹簧。

8、所述顶紧装置通过手动泵系统进行升降，手动泵系统包括手动泵、第一踩压杆件、第二按压杆件，手动泵安装在底座上，第一踩压杆件和第二按压杆件分别与导向杆件铰接，踩压第一踩压杆件或者按压第二按压杆件时对手动泵做功，手动泵设有打压管路，顶紧装置的底部设有进油管路和回油管路，进油管路和回油管路分别与打压管路连接，进油管路上设有第一单向阀，回油管路上设有第二单向阀，回油管路上在位于第二单向阀与顶紧装置之间安装有泄压阀门。

9、所述顶升装置为多级伸缩气缸，多级伸缩气缸的缸体一端与升降座连接，活塞杆一端与底座连接，或者抵靠在底座上。

10、所述导向杆件上在位于安装第一滑动板和第二滑动板的另一侧安装有移动装置，所述移动装置包括安装在导向杆件上并靠近底座一端的轮轴，轮轴的两端安装有车轮，以及远离底座一端的万向轮。

11、还包括操作装置，所述操作装置包括柜体，柜体上安装有压缩空气进气口、气动三联件、第一换向阀、第二换向阀、第一供气口以及第二供气口，压缩空气进气口与气动三联件的进气端采用管道连接，气动三联件出气端采用管道分别与第一换向阀和第二换向阀的进气端连接，第一换向阀的出气端与第一供气口连接，第二换向阀的出气口与第二供气口连接，第一供气口通过管道与钻机的进气口连接，第二供气口通过管道与顶升装置的进气口连接。

12、采用所述的一种垂直向上钻孔装置的钻孔方法，用于垂直向上钻孔，包括以下步骤：

13、s1：安装：将本发明的钻孔装置零部件搬运至廊道，现场拼接组装完成，将钻孔装置转移至需钻孔部位下方，并将钻杆安装到钻机上，将连接座上的限位孔与预钻孔位对齐，并将底座通过膨胀螺栓与地面固定；

14、s2：压紧：操作顶紧装置，使顶紧装置的活动端伸出，驱动连接座上移，并使连接座与廊道顶部接触并紧紧抵靠；

15、s3：连接：顶升装置采用多级伸缩气缸，钻机采用风动钻机，顶升装置通过管道与第二供气口连接，钻机通过管道与第一供气口连接；压缩空气进气口通过管道与空气压缩机连接；

16、s4：启动：开启空气压缩机，操作第一换向阀，控制钻机带动钻杆转动，操作第二换向阀，使顶升装置伸长，推动升降座上移，同时带动钻机和钻杆向上移动，钻杆的钻头穿过限位孔接触混凝土；

17、s5：钻孔：待钻杆钻头旋转上升接触混凝土进行钻孔时，操作第二换向阀减小进气量，减小顶升装置顶升压力，待初始孔完全形成后恢复进气量，在垂直向上钻孔的同时，通过操作第一换向阀来控制钻孔速度；

18、s6：换杆：当钻机垂直上升移动接近第二滑动板时或钻杆长度不够时需进行更换或加长钻杆，将第二换向阀调整至下降位置，钻机和钻杆缓慢下落至底端，将第二换向阀调整至悬停位置，同时操作第一换向阀关闭钻机，使钻孔装置处于停止运行状态，对钻杆进行更换或加装转换接头对钻杆进行加长；

19、s7：随后重复s4-s6，直至完成整个垂直向上钻孔工作完成；

20、s8：将第二换向阀调整至下降位置，钻机和钻杆缓慢下落至底端，将第二换向阀调整至悬停位置，同时操作第一换向阀关闭钻机，使钻孔装置处于停止运行状态，操作顶紧装置的活动端缩回，拆卸底座上的膨胀螺栓，将钻孔装置移到下一位置或者拆散运出。

21、本发明有如下有益效果：

22、1、底座用于稳定导向杆件，导向杆件用于安装顶紧装置、第一滑动板和第二滑动板。顶紧装置的活动端伸长时，带动连接座沿导向杆件导向的向上移动，直至抵靠顶部混凝土下壁，由于连接座是与导向杆件滑动导向连接的，所以能够保证限位孔的稳定性，在钻孔时，钻杆穿过限位孔，限位孔对钻杆进行定位，钻孔精度高、稳定性好，施工更加安全。

23、2、顶紧装置的活动端在位于连接座的上侧安装有顶紧帽，一是能够增加摩擦力保证装置工作的稳定性，二是在混凝土下侧不平整时，也能稳定的固定。限位孔内安装有固定环，固定环内滑动安装有伸缩套，伸缩套的上端外壁设有凸缘，下端外壁安装有卡簧，伸缩套上在位于凸缘与固定环之间安装有弹簧，使伸缩套能够伸缩，当廊道顶部呈现弧形或不平整时弹簧压缩，使伸缩套的上端始终抵靠混凝土下侧，保证了钻孔的稳定性和精度。由于伸缩套的下端采用卡簧连接，在钻不同直径的孔时，能够根据不同直径的钻杆更换不同内径的伸缩套，确保初始孔与钻杆中心同轴，从而对垂直向上钻孔的精度得到保障。

24、3钻孔装置通过气动元件作为整体设备的动力来源，不仅可以解决廊道内潮湿漏水工况下工作的设备安全隐患，而且可以保障钻头在垂直向上钻孔过程中具有弹性缓冲环境，还可以精简整体设备的结构形式，到达设备结构简单、体积小巧，性能稳定的效果。

25、4、使用时，钻孔装置和操作装置之间的管道通过快速接头连接，可以满足施工现场快速准确的拆装，也可以满足易损设备的快速更换，减少设备使用成本。

26、5、钻孔装置由操作装置配合进行工作，通过调整两部分之间软管的长度，可以使人工操作位置远离设备工作位置，从而使得在垂直向上钻孔工作时的安全保障得到有力提升。