本實用新型涉及隧道施工裝備，具體為一種用于隧道超前注漿錨桿鉆孔的導(dǎo)向裝置。

背景技術(shù)：

為了提高隧道掘進過程中的安全性，在Ⅳ、Ⅴ級軟弱圍巖掘進過程中，除采用工字鋼拱架+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土進行封閉支護外，大多還需采用注漿錨桿進行超前支護加固。

超前注漿錨桿支護時，錨桿的根部支撐在緊靠掌子面的工字形鋼架上，錨桿的前端深入拱頂圍巖內(nèi)部，通過加壓注漿，提高拱頂軟弱圍巖的穩(wěn)定性。為了方便起見，一般采用氣動鑿巖機鉆孔，然后打入錨桿再行壓漿；鉆孔時為了便于操作，一般錨桿長度不宜過長并設(shè)置外（拱頂處向上）10～12°的角度。每一掘進循環(huán)的錨桿縱向有一定的搭接長度。見圖1。

目前，在注漿錨桿的施工的鉆孔階段，往往受人工操作隨意性大的影響，鉆孔的方向與隧道中線方向不一致；鉆孔的環(huán)向間距不一致，造成嚴重的安全隱患，鉆孔傾角過大導(dǎo)致出現(xiàn)嚴重超挖現(xiàn)象。

鑒于此，非常需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)鉆孔方向、鉆孔環(huán)向間距、傾斜角度達到設(shè)計標準，降低施工安全風(fēng)險，減少超挖浪費的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決目前注漿錨桿的施工的鉆孔階段，往往受人工操作隨意性大的影響、鉆孔的方向與隧道中線方向不一致、造成嚴重的安全隱患的技術(shù)問題，提供一種用于隧道超前注漿錨桿鉆孔的導(dǎo)向裝置。

本實用新型是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種用于隧道超前注漿錨桿鉆孔的導(dǎo)向裝置，包括吊具橫梁、用于連接吊具橫梁和外部連接件的吊桿、豎直連接在吊具橫梁左右兩端的一對吊具豎桿以及分別安裝在每個吊具豎桿的末端用于頂托鉆桿的一對軸承。

本實用新型利用兩個軸承頂托鉆桿，使鉆桿與裝置之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，降低阻力，防止裝置快速磨損。

進一步的，所述一對吊具豎桿分別通過一個轉(zhuǎn)軸與吊具橫梁的左右端轉(zhuǎn)動連接；兩個豎直吊桿之間連接有回位彈簧。

利用可張開式吊具，便于鉆桿從下方直接進入，利用回位彈簧收緊吊具，防止鉆桿自動滑出；當取出鉆桿時，只需向下用力，鉆桿即可頂推軸承張開，使鉆桿滑出。

進一步的，所述吊桿豎直貫穿吊具橫梁且二者之間轉(zhuǎn)動設(shè)置；吊桿底部通過限位塊卡在吊具橫梁的下方。

利用吊桿承擔鉆桿重量，通過吊桿與吊具橫梁的轉(zhuǎn)動關(guān)系，實現(xiàn)吊具方向的調(diào)整。

進一步的，還包括球鉸；所述球鉸位于吊桿上方，吊桿的頂端與球鉸下方相連接。

通過球鉸的轉(zhuǎn)動，有利于鉆桿工作角度的微量調(diào)整。

進一步的，還包括永久磁鐵；所述球鉸上方活動連接在永久磁鐵的下方。

利用永久性磁鐵吸附在工字形拱架上，便于快速安裝及拆除。

進一步的，所述永久磁鐵包括一個導(dǎo)磁外殼，外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)有一個控制永久磁鐵磁性大小的磁性控制開關(guān)；所述球鉸上方活動連接在永久磁鐵導(dǎo)磁外殼的下方。

利用磁性控制開關(guān)，帶動永久性磁鐵轉(zhuǎn)動90°，使磁性輸出量變?yōu)樽畲螅ɑ蜃钚。?，實現(xiàn)與工字形拱架的吸附（或分離）。

本裝置在軟弱圍巖隧道進行超前注漿錨桿預(yù)鉆孔過程中，可以明顯改善鉆孔方向的準確性，規(guī)范施工行為，從而降低安全隱患，提高工效顯著。該裝置具有設(shè)計合理、拆裝方便、操作簡單的特點，不但適用于公路、鐵路隧道施工，同時適用于城市地鐵，水工引水隧洞，礦山掘進等場合，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1隧道注漿錨桿鉆孔示意圖。

圖2本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

1-鉆桿，2-軸承，3-吊鉤，4-吊具豎桿，5-吊具橫梁，6-轉(zhuǎn)軸 7-回位彈簧，8-球鉸下盤，9-球鉸上盤，10-沉頭螺栓，11-轉(zhuǎn)動鋼球，12-吊桿，13-永久磁鐵，14-磁性控制開關(guān)，15-工字形拱架，16-掌子面，17-預(yù)留錨桿孔，18-拱頂開挖線，19-噴錨輪廓線，20-導(dǎo)向裝置。

具體實施方式

一種用于隧道超前注漿錨桿鉆孔的導(dǎo)向裝置，包括吊具橫梁5、用于連接吊具橫梁5和外部連接件的吊桿12、豎直連接在吊具橫梁5左右兩端的一對吊具豎桿4以及分別安裝在每個吊具豎桿4的末端用于頂托鉆桿1的一對軸承2。

所述一對吊具豎桿4分別通過一個轉(zhuǎn)軸6與吊具橫梁5的左右端轉(zhuǎn)動連接；兩個豎直吊桿4之間連接有回位彈簧7。

所述一對吊具豎桿4的下端均設(shè)有吊鉤3，一對吊鉤3水平相向設(shè)置且兩吊鉤3相鄰的端部存有間隔；所述一對軸承分別安裝在兩個吊鉤3相鄰的一端。

所述吊桿12豎直貫穿吊具橫梁5且二者之間轉(zhuǎn)動設(shè)置；吊桿12底部通過限位塊卡在吊具橫梁5的下方。

還包括球鉸；所述球鉸位于吊桿12上方，吊桿12的頂端與球鉸下方相連接。

還包括永久磁鐵13；所述球鉸上方活動連接在永久磁鐵13的下方。

所述永久磁鐵13包括一個導(dǎo)磁外殼，導(dǎo)磁外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)有一個控制永久磁鐵13磁性大小的磁性控制開關(guān)14；所述球鉸上方活動連接在永久磁鐵13導(dǎo)磁外殼的下方。

所述球鉸包括球鉸下盤8、球鉸上盤 9、包裹在球鉸下盤 8和球鉸上盤9之間的轉(zhuǎn)動鋼球11；球鉸下盤底部8設(shè)有開口，吊桿頂端穿過該開口與轉(zhuǎn)動鋼球相連接；所述球鉸下盤 8和球鉸上盤9通過一對沉頭螺釘10相連接；沉頭螺釘10穿過球鉸下盤 8和球鉸上盤9后旋入永久磁鐵13內(nèi)。

如圖2所示，軸承的軸線呈水平設(shè)置（圖中垂直紙面），一對吊鉤之間留有間隔，鉆桿位于一對軸承上方，回位彈簧7位于鉆桿的上方用于控制豎直吊桿的開合；轉(zhuǎn)軸的軸線也位于水平方向（圖中垂直于紙面），吊桿底部設(shè)有限位塊（如螺帽）以實現(xiàn)豎直方向的定位。

本實用新型的工作原理：利用鋼制上、下盤，包裹能夠轉(zhuǎn)動的鋼球形成球鉸，有利于鉆桿工作角度的微量調(diào)整。

利用兩點確定一線的原理，前方由前榀工字鋼拱架腹板上的預(yù)留孔，后方由后榀工字鋼拱架對應(yīng)位置上安裝的導(dǎo)向裝置，確定前后兩點的位置，達到在豎直立面內(nèi)，鉆桿與隧道中心線方向一致，在水平面內(nèi)，鉆桿與錨桿設(shè)計仰角角度一致的目的。

本裝置可方便地吸附在工字鋼拱架的下緣板上，其位置應(yīng)與前一榀工字鋼拱架腹板上的預(yù)留孔呈一條直線，并便于將此直線與隧道縱向中心線方向一致。

采用本實用新型的導(dǎo)向方法，包括如下步驟：利用兩點確定一條直線的原理，即鉆桿前方點借助前方工字鋼拱架（圖1中左側(cè)）腹板上事先預(yù)留孔確定，鉆桿后方點通過后方工字鋼拱架（圖1中右側(cè)）上安裝的導(dǎo)向裝置確定；后方導(dǎo)向裝置的安裝位置應(yīng)根據(jù)以下兩條標準確定：①鉆桿走向與隧道中心線平行；②導(dǎo)向裝置安裝間距滿足設(shè)計要求，即后方鉆桿間距與前方鉆桿間距保持一致，其誤差不大于允許范圍；滿足上述條件之后鉆孔導(dǎo)向裝置安裝位置確定。

通過改變永久性磁鐵N極和S極的方向，實現(xiàn)磁性最大輸出和最小輸出的變化，當磁性最大時，可將裝置吸附在工字鋼拱架的底板上，保證裝置的正常工作；當磁性最小時，吸附力消失，從而實現(xiàn)了裝置的快速安裝和快速拆卸。永久磁鐵為一個導(dǎo)磁的外殼，所述磁性控制開關(guān)14轉(zhuǎn)動設(shè)在該外殼內(nèi)，磁性控制開關(guān)14為一個磁鐵，制成類似蝴蝶的結(jié)構(gòu)，當其位于水平面內(nèi)時，在外殼上下兩側(cè)的磁性最弱；當磁性控制開關(guān)14轉(zhuǎn)動至豎直面時，外殼上下側(cè)的磁性最強。通過轉(zhuǎn)動磁性控制開關(guān)14就可以控制外殼上下側(cè)的磁性大小。

頂托軸承可隨鉆桿自由轉(zhuǎn)動，將滑動摩擦變?yōu)檗D(zhuǎn)動摩擦，降低磨損，延長裝置的使用壽命。

在自重的自然下垂作用下，頂托軸承呈水平狀態(tài)，呈一定仰角的鉆桿必將與軸承之間呈點接觸狀態(tài)，勢必造成軸承偏載，加快磨損，將懸吊點由固結(jié)改為鉸接，可是鉆桿與軸承呈面接觸，改善頂托軸承磨損的不均勻性。