本发明属于隧道钻孔注浆施工的，具体涉及一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法。
背景技术：
1、在隧道施工过程中，通常会在地层软弱的情况下采用锚杆注浆加固的方式进行地层加固，施工中就需要进行钻孔作业。特别是在软土地区的盾构施工中，为了增强地层承载力，会在管片拼装过程中同步进行地层注浆加固。为了满足盾构掘进高效率施工，需设计一种钻孔注浆一体化装置系统，在盾尾进行管片拼装时完成钻孔注浆施工。钻孔注浆一体化装置系统包含模块化锚杆钻孔设备。模块化锚杆钻孔设备通过钻臂单元实现钻孔作业，所以，必须要有可靠的桁架平台来支撑钻臂，同时又能满足钻臂在不同孔位之间的移动，以及通常情况下，钻孔和注浆不能快速连续地完成，会严重影响盾构掘进进度，且人工钻孔注浆可能存在施工安全隐患，故需要一种可以解决上述问题的在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，通过桁架机构、摆臂总成机构和双臂钻机来实现，摆臂总成机构安装在桁架机构上并驱动双臂钻机进行摆动，实现了隧道的安全快速钻孔注浆。
2、本发明目的实现由以下技术方案完成：
3、一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，所述方法包括以下步骤：
4、（s1）利用桁架机构和摆臂总成机构对双臂钻机的位置进行调整，以使所述双臂钻机上的锚杆钻机正对于待钻挖锚孔位置；驱动所述双臂钻机上的橡胶顶盘机构伸出，并使所述橡胶顶盘机构撑紧在管片上；
5、其中，所述桁架机构包括台车架横梁、轨道梁组件、横梁行走机构组件、钻机横梁机构、钻机行走机构、操作台机构和操作台行走机构，所述台车架横梁和所述钻机横梁机构均相对设置有两个，每个所述台车架横梁上均安装有一个所述轨道梁组件，两个所述台车架横梁的同一端均设有一个所述钻机横梁机构，每个所述钻机横梁机构两端均连接有一个所述横梁行走机构组件，所述横梁行走机构组件安装在所述轨道梁组件上并沿所述轨道梁组件的长度方向进行移动，每个所述钻机横梁机构底部均设有一个所述钻机行走机构，所述钻机行走机构沿所述钻机横梁机构长度方向进行移动，所述操作台机构设于两个所述台车架横梁中部，所述操作台机构的两端均设有一个所述操作台行走机构，所述操作台行走机构安装在所述轨道梁组件上并沿所述轨道梁组件的长度方向进行移动；
6、所述摆臂总成机构包括从上至下依次连接的上摆动缸、摆臂和下摆动缸，所述上摆动缸同所述钻机行走机构连接，所述上摆动缸驱动所述摆臂进行摆动以调整所述下摆动缸的位置，所述下摆动缸同所述双臂钻机连接；
7、所述双臂钻机包括钻臂切换装置、所述锚杆钻机、所述钢花管钻机和所述橡胶顶盘机构，所述锚杆钻机、所述钢花管钻机和所述橡胶顶盘机构均安装在所述钻臂切换装置上；
8、（s2）利用所述锚杆钻机上的凿岩机进行钻孔操作，钻孔完成后，所述凿岩机后退到位；
9、（s3）使所述橡胶顶盘机构退回一定距离，通过所述双臂钻机上的所述钻臂切换装置将所述锚杆钻机切换至所述钢花管钻机，并使所述钢花管钻机正对于所述锚杆钻机钻挖好的锚孔；
10、（s4）在所述钢花管钻机上安装钢花管，利用所述钢花管钻机上的破碎锤将所述钢花管顶入所述锚杆钻机钻挖好的锚孔内，并往所述钢花管内进行注浆；
11、（s5）所述钢花管钻机后退到位，将所述橡胶顶盘机构完全收回，并停止注浆；
12、（s6）重复步骤s1到s5，直至完成所有锚杆的钻孔注浆施工。
13、所述钻臂切换装置包括倾角旋转座、转角旋转座、主轴、副轴、双铝梁托架、第一倾角油缸和第二倾角油缸，所述倾角旋转座和所述转角旋转座之间为转动连接，所述第二倾角油缸的两端均分别铰接于所述倾角旋转座和所述转角旋转座，所述第二倾角油缸通过伸缩运动来驱动所述转角旋转座绕所述倾角旋转座的中心轴旋转；所述主轴和所述和副轴均安装在所述转角旋转座上，所述双铝梁托架与所述主轴之间以及所述双铝梁托架与所述副轴之间均为转动连接，所述第一倾角油缸的两端均分别铰接于所述双铝梁托架和所述转角旋转座，所述第一倾角油缸通过伸缩运动来驱动所述双铝梁托架绕所述主轴和所述副轴旋转，所述双铝梁托架由相对设置的锚杆钻机推进梁机构和钢花管钻机推进梁机构组成，所述锚杆钻机推进梁机构和所述钢花管钻机推进梁机构分别用于安装所述锚杆钻机和所述钢花管钻机。
14、所述橡胶顶盘机构安装在所述双铝梁托架的前端，所述橡胶顶盘机构通过补偿油缸进行驱动，所述橡胶顶盘机构包括顶头支架、橡胶顶头、超声波传感器、铝梁压板、铝梁限位块和锁紧板，所述橡胶顶头设于所述顶头支架前端，所述超声波传感器安装在所述顶头支架前中端，所述铝梁压板、所述铝梁限位块和所述锁紧板设于所述顶头支架后端，所述铝梁限位块位于两所述铝梁的下方以及两所述铝梁之间区域的下方，所述锁紧板设于所述铝梁限位块侧部上方，所述铝梁压板设于所述铝梁限位块中部上方，所述铝梁限位块通过支座固定在所述顶头支架上，所述超声波传感器通过雷达安装板安装在所述顶头支架上。
15、所述锚杆钻机包括锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统、锚杆钻机复位组件和锚杆钻机捕尘排渣器，所述锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统安装在所述锚杆钻机推进梁机构上，所述锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统包括凿岩机、第一推进油缸、第一推进钢丝绳、第一推进小车和第一扶钎小车，所述凿岩机安装在所述第一推进小车上，所述第一推进油缸的缸杆同所述锚杆钻机推进梁机构的后端连接、缸筒连接于所述第一扶钎小车，所述第一推进钢丝绳的一端同所述锚杆钻机推进梁机构的后端连接、另一端绕过所述第一扶钎小车的滑轮同所述第一推进小车连接，所述第一推进油缸驱动所述第一扶钎小车向前运动，以使所述第一推进小车在所述第一推进钢丝绳的牵引下向前运动；
16、所述锚杆钻机复位组件包括第一张紧固定座、第一张紧套、第一张紧螺杆、第一复位钢丝绳、盘管器托板和复位滑轮，所述第一张紧固定座安装在所述锚杆钻机推进梁机构的中部，所述第一张紧固定座上设置有所述第一张紧螺杆和所述第一张紧套，所述第一张紧套和所述第一张紧螺杆间为螺纹连接，所述第一复位钢丝绳一端同所述第一张紧套连接、另一端绕过所述盘管器托板上的所述复位滑轮连接于所述第一推进小车，所述盘管器托板设置在所述第一推进油缸的缸筒上。
17、所述锚杆钻机捕尘排渣器包括安装座、第一捕尘罩安装座、第一强力卡箍和第一捕尘罩，所述第一捕尘罩通过所述第一强力卡箍固定在所述第一捕尘罩安装座上，所述第一捕尘罩安装座侧部设有除尘管，所述第一捕尘罩安装座安装在所述安装座上，所述安装座固定在所述锚杆钻机推进梁机构的前端。
18、所述钢花管钻机包括夹钎器机构、钢花管钻机捕尘排渣器、钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统和钢花管钻机复位组件，所述夹钎器机构、所述钢花管钻机捕尘排渣器、所述钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统和所述钢花管钻机复位组件均安装在所述钢花管钻机推进梁机构上，所述夹钎器机构和所述钢花管钻机捕尘排渣器均设于所述钢花管钻机推进梁机构前端，所述夹钎器机构包括夹钎油缸、大臂、钳块、第一主架和第二主架，所述夹钎油缸、所述大臂和所述钳块均相对设置有两个，所述第一主架和所述第二主架相对设置，所述夹钎油缸、所述大臂和所述钳块均设于所述第一主架和所述第二主架之间，两个所述钳块之间形成有用于放置钢花管的夹口，所述夹钎油缸驱动所述大臂运动以使两个所述钳块作相对运动，实现对所述钢花管的夹紧；所述夹钎油缸与所述大臂之间通过销轴连接，所述第一主架和所述第二主架顶部之间通过连接板连接，所述第一主架和所述第二主架底部之间通过连接螺栓连接，所述第二主架上设有第一封板和第二封板。
19、所述钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统包括破碎锤、钢花管顶头、第二推进油缸、第二推进钢丝绳、第二扶钎小车和第二推进小车，所述破碎锤安装在所述第二推进小车上并同所述钢花管顶头连接，所述钢花管顶头用于安装所述钢花管，所述第二推进油缸的缸杆同所述钢花管钻机推进梁机构的后端连接、缸筒连接于所述第二扶钎小车，所述第二推进钢丝绳的一端同所述钢花管钻机推进梁机构的后端连接、另一端绕过所述第二扶钎小车的滑轮同所述第二推进小车连接，所述第二推进油缸驱动所述第二扶钎小车向前运动，以使所述第二推进小车在所述第二推进钢丝绳的牵引下向前运动；
20、所述钢花管钻机复位组件包括第二张紧固定座、第二张紧套、第二张紧螺杆、第二复位钢丝绳、小车托板和改向滑轮，所述第二张紧固定座安装在所述钢花管钻机推进梁机构中部，所述第二张紧固定座上设置有所述第二张紧螺杆和所述第二张紧套，所述第二张紧套和所述第二张紧螺杆间为螺纹连接，所述第二复位钢丝绳一端同所述第二张紧套连接、另一端绕过所述小车托板上的所述改向滑轮连接于所述第二扶钎小车，所述小车托板设置在所述第二推进油缸的缸筒上；
21、所述钢花管钻机捕尘排渣器包括第二捕尘罩、第二强力卡箍和第二捕尘罩安装座，所述第二捕尘罩为前小后大的结构并通过所述第二强力卡箍同所述第二捕尘罩安装座固定。
22、所述摆臂包括上水平板、竖向板和下水平板，所述竖向板的两端分别同所述上水平板和所述下水平板连接，所述上摆动缸的两端安装在固定板上，所述固定板竖向设置在所述摆臂的所述上水平板上，所述下摆动缸一端安装有编码器、另一端同所述双臂钻机连接并驱动所述双臂钻机进行摆动；所述下摆动缸和所述上摆动缸的两端均设有连接块，所述下摆动缸的所述连接块同所述摆臂的所述下水平板连接，所述上摆动缸的所述连接块同所述钻机行走机构连接。
23、所述轨道梁组件包括支撑座、轨道梁焊接组件、第一齿条、行走轨道和第一限位座，所述轨道梁焊接组件通过所述支撑座同所述台车架横梁连接，所述轨道梁焊接组件沿其长度方向上分别设有所述第一齿条和所述行走轨道，所述轨道梁焊接组件的两端均设有所述第一限位座；
24、所述横梁行走机构组件包括第一行走车轮、第一传动齿轮、第一聚氨酯缓冲器、第一行走减速机和第一声光报警器，所述第一传动齿轮与所述轨道梁组件的所述第一齿条相啮合，所述第一行走减速机驱动所述第一传动齿轮在所述轨道梁组件的所述第一齿条上转动，所述第一行走车轮安装在所述轨道梁组件的所述行走轨道上，所述第一聚氨酯缓冲器设于所述横梁行走机构组件的两端，所述第一声光报警器同所述第一聚氨酯缓冲器连接；
25、所述钻机横梁机构包括横梁组件、栏杆平台组件、第二限位座和第二聚氨酯缓冲器和第二齿条，所述栏杆平台组件安装在所述横梁组件顶部中间，所述第二齿条安装在所述横梁组件底部中间，所述第二限位座和所述第二聚氨酯缓冲器均设于所述横梁组件底部两侧；
26、所述钻机行走机构包括行走轮支架、支承轮机构、第二行走减速机和第二传动齿轮，所述行走轮支架通过所述支承轮机构挂在所述钻机横梁机构底部，所述第二传动齿轮与所述钻机横梁机构的所述第二齿条相啮合，所述第二行走减速机驱动所述第二传动齿轮在所述钻机横梁机构的所述第二齿条上转动。
27、所述操作台行走机构包括第二行走车轮、第三传动齿轮、第三行走减速机、电器限位触杆和第二声光报警器，所述第三传动齿轮与所述轨道梁组件的所述第一齿条相啮合，所述第三行走减速机驱动所述第三传动齿轮在所述轨道梁组件的所述第一齿条上转动，所述第二行走车轮安装在所述轨道梁组件的所述行走轨道上，所述电器限位触杆设于所述操作台行走机构的纵向两侧，所述第二声光报警器同所述电器限位触杆连接；
28、所述操作台机构包括操作平台、栏杆、斜梯、立柱和爬梯，所述操作平台的横向两侧均设有所述栏杆，所述操作平台的纵向两侧均设有用于连接所述操作台行走机构的所述立柱，所述操作平台上安装有所述斜梯，所述操作平台的纵向两侧下部设有所述爬梯。
29、本发明的优点是：通过桁架机构、摆臂总成机构和双臂钻机来实现，摆臂总成机构安装在桁架机构上并驱动双臂钻机进行摆动，实现了隧道的安全快速钻孔注浆。
1.一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述钻臂切换装置包括倾角旋转座、转角旋转座、主轴、副轴、双铝梁托架、第一倾角油缸和第二倾角油缸，所述倾角旋转座和所述转角旋转座之间为转动连接，所述第二倾角油缸的两端均分别铰接于所述倾角旋转座和所述转角旋转座，所述第二倾角油缸通过伸缩运动来驱动所述转角旋转座绕所述倾角旋转座的中心轴旋转；所述主轴和所述和副轴均安装在所述转角旋转座上，所述双铝梁托架与所述主轴之间以及所述双铝梁托架与所述副轴之间均为转动连接，所述第一倾角油缸的两端均分别铰接于所述双铝梁托架和所述转角旋转座，所述第一倾角油缸通过伸缩运动来驱动所述双铝梁托架绕所述主轴和所述副轴旋转，所述双铝梁托架由相对设置的锚杆钻机推进梁机构和钢花管钻机推进梁机构组成，所述锚杆钻机推进梁机构和所述钢花管钻机推进梁机构分别用于安装所述锚杆钻机和所述钢花管钻机。
3.根据权利要求2所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述橡胶顶盘机构安装在所述双铝梁托架的前端，所述橡胶顶盘机构通过补偿油缸进行驱动，所述橡胶顶盘机构包括顶头支架、橡胶顶头、超声波传感器、铝梁压板、铝梁限位块和锁紧板，所述橡胶顶头设于所述顶头支架前端，所述超声波传感器安装在所述顶头支架前中端，所述铝梁压板、所述铝梁限位块和所述锁紧板设于所述顶头支架后端，所述铝梁限位块位于两所述铝梁的下方以及两所述铝梁之间区域的下方，所述锁紧板设于所述铝梁限位块侧部上方，所述铝梁压板设于所述铝梁限位块中部上方，所述铝梁限位块通过支座固定在所述顶头支架上，所述超声波传感器通过雷达安装板安装在所述顶头支架上。
4.根据权利要求3所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述锚杆钻机包括锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统、锚杆钻机复位组件和锚杆钻机捕尘排渣器，所述锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统安装在所述锚杆钻机推进梁机构上，所述锚杆钻机油缸钢丝绳传动系统包括凿岩机、第一推进油缸、第一推进钢丝绳、第一推进小车和第一扶钎小车，所述凿岩机安装在所述第一推进小车上，所述第一推进油缸的缸杆同所述锚杆钻机推进梁机构的后端连接、缸筒连接于所述第一扶钎小车，所述第一推进钢丝绳的一端同所述锚杆钻机推进梁机构的后端连接、另一端绕过所述第一扶钎小车的滑轮同所述第一推进小车连接，所述第一推进油缸驱动所述第一扶钎小车向前运动，以使所述第一推进小车在所述第一推进钢丝绳的牵引下向前运动；
5.根据权利要求4所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述锚杆钻机捕尘排渣器包括安装座、第一捕尘罩安装座、第一强力卡箍和第一捕尘罩，所述第一捕尘罩通过所述第一强力卡箍固定在所述第一捕尘罩安装座上，所述第一捕尘罩安装座侧部设有除尘管，所述第一捕尘罩安装座安装在所述安装座上，所述安装座固定在所述锚杆钻机推进梁机构的前端。
6.根据权利要求3所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述钢花管钻机包括夹钎器机构、钢花管钻机捕尘排渣器、钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统和钢花管钻机复位组件，所述夹钎器机构、所述钢花管钻机捕尘排渣器、所述钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统和所述钢花管钻机复位组件均安装在所述钢花管钻机推进梁机构上，所述夹钎器机构和所述钢花管钻机捕尘排渣器均设于所述钢花管钻机推进梁机构前端，所述夹钎器机构包括夹钎油缸、大臂、钳块、第一主架和第二主架，所述夹钎油缸、所述大臂和所述钳块均相对设置有两个，所述第一主架和所述第二主架相对设置，所述夹钎油缸、所述大臂和所述钳块均设于所述第一主架和所述第二主架之间，两个所述钳块之间形成有用于放置钢花管的夹口，所述夹钎油缸驱动所述大臂运动以使两个所述钳块作相对运动，实现对所述钢花管的夹紧；所述夹钎油缸与所述大臂之间通过销轴连接，所述第一主架和所述第二主架顶部之间通过连接板连接，所述第一主架和所述第二主架底部之间通过连接螺栓连接，所述第二主架上设有第一封板和第二封板。
7.根据权利要求6所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述钢花管钻机油缸钢丝绳传动系统包括破碎锤、钢花管顶头、第二推进油缸、第二推进钢丝绳、第二扶钎小车和第二推进小车，所述破碎锤安装在所述第二推进小车上并同所述钢花管顶头连接，所述钢花管顶头用于安装所述钢花管，所述第二推进油缸的缸杆同所述钢花管钻机推进梁机构的后端连接、缸筒连接于所述第二扶钎小车，所述第二推进钢丝绳的一端同所述钢花管钻机推进梁机构的后端连接、另一端绕过所述第二扶钎小车的滑轮同所述第二推进小车连接，所述第二推进油缸驱动所述第二扶钎小车向前运动，以使所述第二推进小车在所述第二推进钢丝绳的牵引下向前运动；
8.根据权利要求1所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述摆臂包括上水平板、竖向板和下水平板，所述竖向板的两端分别同所述上水平板和所述下水平板连接，所述上摆动缸的两端安装在固定板上，所述固定板竖向设置在所述摆臂的所述上水平板上，所述下摆动缸一端安装有编码器、另一端同所述双臂钻机连接并驱动所述双臂钻机进行摆动；所述下摆动缸和所述上摆动缸的两端均设有连接块，所述下摆动缸的所述连接块同所述摆臂的所述下水平板连接，所述上摆动缸的所述连接块同所述钻机行走机构连接。
9.根据权利要求1所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述轨道梁组件包括支撑座、轨道梁焊接组件、第一齿条、行走轨道和第一限位座，所述轨道梁焊接组件通过所述支撑座同所述台车架横梁连接，所述轨道梁焊接组件沿其长度方向上分别设有所述第一齿条和所述行走轨道，所述轨道梁焊接组件的两端均设有所述第一限位座；
10.根据权利要求9所述的一种在隧道管片上进行钻孔注浆一体化施工的方法，其特征在于所述操作台行走机构包括第二行走车轮、第三传动齿轮、第三行走减速机、电器限位触杆和第二声光报警器，所述第三传动齿轮与所述轨道梁组件的所述第一齿条相啮合，所述第三行走减速机驱动所述第三传动齿轮在所述轨道梁组件的所述第一齿条上转动，所述第二行走车轮安装在所述轨道梁组件的所述行走轨道上，所述电器限位触杆设于所述操作台行走机构的纵向两侧，所述第二声光报警器同所述电器限位触杆连接；
