一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置及施工方法与流程

本发明涉及电网输电线路施工，具体地说是一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置及施工方法。

背景技术：

1、在电网输电线路工程建设中，岩石掏挖基础是常见的基础形式。目前，该类基础的成孔施工通常采用水磨钻在桩孔周边取芯，形成临空面后，再对孔内剩余的中间岩体进行井下劈裂、捆绑和吊运，最终完成成孔作业。

2、然而，现有的施工工艺及配套手段在应用过程中存在诸多弊端。首先，劈裂环节的劳动效率极为低下。由于作业空间极度受限，操作人员需下井实施劈裂作业，施展困难，工人体力消耗巨大，作业效率随时间推移而显著下降。其次，在岩石吊运环节，传统捆绑方式难度大、耗时长，加之吊运等待时间长，人机协同效率较低，进一步拖慢了整体施工进度。

3、此外，安全隐患也是该工艺突出的痛点，由该环节引发的安全事故占总施工事故的85%以上，具体包括：岩块崩落的物体打击风险（为最高发事故类型）、孔壁坍塌与掉块风险、井下中毒与窒息风险、施工用电导致的触电风险等，并且由于操作人员位于井下，一旦发生事故，应急救援难度极大，严重威胁施工人员的生命安全。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的施工效率低、安全隐患大等问题，本申请提供的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置及施工方法，能够实现岩柱的快速劈裂与安全提取，显著提升施工效率并降低作业风险。

2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

3、一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，包括固定架、劈裂部装和提取部装，所述的固定架上设置有摄像头；

4、所述固定架的边缘间隔设置有多个伸缩块，所述的伸缩块和固定架之间设置有用于驱动所述伸缩块伸缩的驱动件；

5、所述的劈裂部装可选择性地安装于固定架的边缘处，所述的劈裂部装包括劈裂棒；

6、所述的提取部装可选择性地安装于所述的固定架上；

7、所述的提取部装包括提取柱，所述的提取柱内滑动设置有拉杆，所述的拉杆在液压或气动系统的驱动下能够沿所述提取柱的轴向移动；

8、所述的提取柱上设置有至少一组提升组件，所述的提升组件包括两个对称布置的提取块和设置于所述拉杆上的驱动横杆，所述的提取块滑动安装于所述提取柱的安装缺口内，且所述的提取块上设置有用于容纳所述驱动横杆的第二长条孔；

9、当所述的拉杆向上移动时，所述提取块在驱动横杆的带动下向内收拢；当所述的拉杆向下移动时，所述的提取块向外伸出，并抵靠在岩柱的提取孔的侧壁上。

10、进一步地，所述固定架包括中心轴和至少三个呈放射状固定于所述中心轴外周面的支臂，每个所述支臂的端部均滑动设置有所述的伸缩块，所述伸缩块的滑动方向沿所述支臂的延伸方向。

11、进一步地，所述支臂为空心方管结构，所述伸缩块包括主体部和设置于所述主体部外端的锥形端头部，所述主体部滑动设置于所述支臂的内腔中，所述驱动件为油缸，所述油缸的缸体与所述支臂相铰接，所述油缸的活塞杆与所述主体部相铰接。

12、进一步地，所述劈裂部装还包括安装架，所述安装架可拆卸地安装于所述固定架的一个支臂的端部，所述劈裂棒通过绳索悬挂于所述安装架下方，若干个所述劈裂棒以所述固定架的中心为圆心呈弧形排列。

13、进一步地，所述拉杆包括拉杆本体和设置于所述拉杆本体上的活塞部，所述提取柱内沿轴向设置有安装孔，所述安装孔包括与所述拉杆本体相配合的第一孔段和与所述活塞部相配合的第二孔段，所述提取柱上设置有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道分别与所述第二孔段的两端相连通。

14、进一步地，所述提取块的外侧面为圆弧面，所述提取块的内侧面为斜面，并与安装缺口内的斜面滑动配合，所述提取块的斜面上设置有燕尾槽，所述安装缺口的斜面上设置有与所述燕尾槽滑动配合的导轨。

15、进一步地，所述驱动横杆为弹性圆柱销，所述提取块的外侧面上设置有防滑结构。

16、进一步地，还包括平衡块，所述的平衡块可拆卸地连接于所述固定架上远离所述劈裂部装的一侧，用于平衡所述劈裂部装带来的偏心载荷。

17、进一步地，所述提取柱的下端部呈锥形结构。

18、一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取施工方法，包括以下步骤，

19、s1，在桩基孔的底面钻提取孔和环形的劈裂槽，形成独立的中间岩体；

20、s2，将劈裂部装安装到固定架上，将装置下放至桩基孔中，在下放过程中，通过所述摄像头采集的图像判断劈裂棒的偏离方向，并根据该偏离方向控制相应位置的伸缩块伸出并抵住桩基孔的孔壁，通过反作用力推动固定架移动，直至所述劈裂棒对准劈裂槽；

21、s3，使劈裂棒插入劈裂槽，启动劈裂棒将中间岩体与底部岩层分离，形成岩柱；

22、s4，上提并取出岩柱劈裂提取装置，拆除劈裂部装，将提取部装安装到固定架上；

23、s5，将安装有提取部装的岩柱劈裂提取装置再次下放至桩基孔中，在下放过程中，通过所述摄像头采集的图像判断提取部装的偏离方向，并根据该偏离方向控制相应位置的伸缩块伸出并抵住桩基孔的孔壁，通过反作用力推动固定架移动，直至所述提取部装对准提取孔；

24、s6，使提取部装的拉杆向上移动，令提取块内收，将提取部装插入提取孔中；

25、s7，使提取部装的拉杆向下移动，令提取块向外伸出并抵住提取孔的孔壁，然后上提岩柱劈裂提取装置将岩柱提出。

26、本发明的有益效果是：

27、1、通过在同一固定架上可切换地安装劈裂部装与提取部装，并配置平衡块消除偏心载荷，实现了劈裂作业与提取作业的连续施工，大幅减少了设备拆换及孔口等待时间，显著提升了整体施工效率。

28、2、借助固定架边缘设置的伸缩块、驱动件及摄像头，能够在孔内直接观察劈裂棒与劈裂槽或提取部装与提取孔的相对位置，通过控制伸缩块伸出抵住孔壁产生反作用力，即可沿径向调整固定架的位置进行对准，大幅简化了调整过程。

29、3、提取部装通过拉杆带动提取块在安装缺口内斜面滑动，拉杆下移时提取块在重力作用下向外张开并抵紧提取孔孔壁，上提时在摩擦力和斜面作用下越拉越紧，形成可靠的自锁夹持，无需人工下井捆绑岩柱，从根本上避免了传统捆绑方式难度大、耗时长以及岩块崩落、孔壁坍塌等高风险作业隐患。

30、4、各伸缩块独立可控，不仅可用于定位调整，还能在岩柱提升遇卡时主动推离孔壁，有效解决岩柱卡滞问题。平衡块可拆卸且可根据劈裂部装重量灵活调整，保证装置在孔内升降竖直稳定。

31、5、整个劈裂、提取过程操作人员均位于孔口，无需下井，彻底消除了井下中毒窒息、触电、物体打击等主要安全事故风险。

1.一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：包括固定架（11）、劈裂部装（2）和提取部装（3），所述的固定架（11）上设置有摄像头；

2.根据权利要求1所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述固定架（11）包括中心轴（112）和至少三个呈放射状固定于所述中心轴（112）外周面的支臂（111），每个所述支臂（111）的端部均滑动设置有所述的伸缩块（12），所述伸缩块（12）的滑动方向沿所述支臂（111）的延伸方向。

3.根据权利要求2所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述支臂（111）为空心方管结构，所述伸缩块（12）包括主体部（121）和设置于所述主体部（121）外端的锥形端头部（122），所述主体部（121）滑动设置于所述支臂（111）的内腔中，所述驱动件为油缸（13），所述油缸（13）的缸体与所述支臂（111）相铰接，所述油缸（13）的活塞杆与所述主体部（121）相铰接。

4.根据权利要求2所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述劈裂部装（2）还包括安装架（21），所述安装架（21）可拆卸地安装于所述固定架（11）的一个支臂（111）的端部，所述劈裂棒（22）通过绳索（23）悬挂于所述安装架（21）下方，若干个所述劈裂棒（22）以所述固定架（11）的中心为圆心呈弧形排列。

5.根据权利要求1所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述拉杆（32）包括拉杆本体（321）和设置于所述拉杆本体（321）上的活塞部（322），所述提取柱（31）内沿轴向设置有安装孔（311），所述安装孔（311）包括与所述拉杆本体（321）相配合的第一孔段（3111）和与所述活塞部（322）相配合的第二孔段（3112），所述提取柱（31）上设置有第一通道（3121）和第二通道（3122），所述第一通道（3121）和所述第二通道（3122）分别与所述第二孔段（3112）的两端相连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述提取块（351）的外侧面为圆弧面，所述提取块（351）的内侧面为斜面，并与安装缺口（313）内的斜面滑动配合，所述提取块（351）的斜面上设置有燕尾槽（3513），所述安装缺口（313）的斜面上设置有与所述燕尾槽（3513）滑动配合的导轨（3132）。

7.根据权利要求6所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述驱动横杆（352）为弹性圆柱销，所述提取块（351）的外侧面上设置有防滑结构（3512）。

8.根据权利要求1所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：还包括平衡块（4），所述的平衡块（4）可拆卸地连接于所述固定架（11）上远离所述劈裂部装（2）的一侧，用于平衡所述劈裂部装（2）带来的偏心载荷。

9.根据权利要求1所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，其特征在于：所述提取柱（31）的下端部呈锥形结构。

10.一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取施工方法，其特征在于：采用如权利要求1至9中任一项所述的一种用于桩基成孔的岩柱劈裂提取装置，包括以下步骤，