[发明专利]一种岩石基础掏挖的自动化设备

说明书

本发明公开了一种岩石基础掏挖的自动化设备，其能够机械化的完成岩石层上的基坑掏挖的工作，大大减轻了人工作业强度，提升了基坑掏挖的安全性和效率。本发明包含固定在基坑顶部的设备固定架，设备固定架中心为中心固定架；中心固定架通过垂直连杆连接风镐设备；还包含为风镐设备提供压缩空气的空压机、为风镐设备提供电力的发电机；所述垂直连杆上安装有导向组件；所述导向组件包含安装在垂直连杆上的位置调节器，位置调节器的表面均布至少两组导向轮；每组导向轮均通过可伸缩内壁支架与位置调节器连接；可伸缩内壁支架上安装有减震弹簧；所述导向轮与基坑的内壁接触。

技术领域

本发明涉及一种岩石基础掏挖设备，具体用于岩石层上的基坑掏挖。

背景技术

近年来，我国电力行业发展迅速，特别是特高压交、直流输电技术的应用，更是远超他国。其中高压输电线路中的高压输电铁塔更是遍布中国大陆各地，并默默地推动着我国能源格局的快速发展，为千家万户送去光明与温暖。

高压输电铁塔实质是架空线路的支撑点，对倾斜变形非常敏感，对地基不均匀沉降要求也很高。输电铁塔常用的基础形式有独立基础、扩大基础和桩基础等。基坑开挖作为输电线路工程建设过程中的最初工序，其工期的滞后对于整个工程的工期影响无疑是严重的，因此，为保证基坑工序的的按期完成，提高施工工作效率是非常必要的。

而在地质为岩石居多的山区，地里位置较为险峻的地段，无法调用大型机械，只能进行人工开挖作业，为减少施工难度以及开挖方量，铁塔基础形式往往设计成桩基础，桩基础的设计虽然减小了开挖断面，但为保证铁塔后期运行的安全以及抗倒受力能力，其开挖深度将大幅增加，这无形中增加了开挖时遇到大岩石的几率，增加了施工难度以及加大开挖成本。

目前岩石破碎的方法有爆炸破碎、机械破碎、水射流破碎、热力破碎，对于输电线路工程建设长达几十公里的线路中，地质情况复杂多变，其开挖方式将根据现场实际情况灵活配合应用。对于整体式大岩石掏挖式基础，例如35千伏杆塔掏挖式基础设计要求其成型尺寸是直径为80cm，深度为6m的圆柱形坑，基坑的内壁误差将影响钢筋笼的放置以及水泥浇筑的方量，因此对其成型尺寸的精度要求较高，以上各方式的应用时较为局限。

爆炸破碎，利用炸药或其他爆炸物瞬间释放的巨大能量破碎岩石，应用最广也最有效，但其爆炸范围、爆炸量难以控制，在作业面较小的山脊上使用较为局限，精细化微爆炸虽能起到一定作用，但需要人工配合，其效率将大幅下降。精细化微爆炸技术要求较高，成本也较高，在部分火药严控的地方，该方式审批流程也较为严格，时效也较低，无形中增加时间以及经济成本。

机械破碎，分切削、冲凿、碾压、研磨四种方式。破岩时,破岩工具进入岩石，在工具移动前方的岩体内，出现密实核。在密实核周围产生较大块的崩碎体。机械破碎在硬岩中应用不广的主要原因是工具磨损严重。其磨损程度主要取决于岩石内硬矿物(主要是石英)的含量和颗粒大小，在硬矿物的含量较高和颗粒较大的岩石层进行掏挖，机械破碎无疑是非常困难的。

水射流破碎，分低压大流量和高压小流量两种。前者压力不超过2×107Pa，多用于水力采矿或采煤；后者压力可达几亿帕(Pa)以上，用来切割岩石。此外还有脉冲式射流技术，可有效地破碎坚固岩石而无需很大功率。最高的瞬间压力，已达5.6GPa。高压水射流破碎岩石的能耗高，机械构造较复杂，多作为掘进机和露天牙轮钻机破碎岩石的辅助手段，对于作业面较小，掏挖要求较高的基坑，其难以适用。

热力破碎，在岩体内形成高的温度梯度，并利用岩石各组分的热胀系数不同，形成热应力，使岩体剥落或酥碎。含石英较多的岩石使用此法效果较好。现代加热方法有铝热剂、火焰喷射、等离子焰、微波、红外线照射、高能电子束、强大的击穿电流、激光等。但除火焰喷射法(火钻)外，其他均处于试验阶段。对于深基坑的开挖，火焰喷射法的操作需要配合人工操作以及人工破碎，同时深基坑施工过程中火焰的使用无疑增大施工的安全隐患，无形中降低工效、增加安全隐患以及施工成本。