本發(fā)明屬于隧（巷）道工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位裝置，還涉及一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位方法，適用于隧（巷）道炮眼開鑿。

背景技術(shù)：

隧（巷）道鉆爆法掘進(jìn)施工中，掌子面炮眼常多達(dá)數(shù)十至上百個(gè)，目前多采用人工拉尺測量定位方法，根據(jù)炮眼布置設(shè)計(jì)圖逐一測量定位，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且易產(chǎn)生人為因素定位誤差，造成爆破效果不理想而引起巷道輪廓超挖或欠挖現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位裝置，還提供一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位方法。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位裝置，包括頂座，頂座與伸縮桿一端連接，伸縮桿另一端與萬向球座連接，萬向球頭與萬向球座適配，萬向球頭與萬向球座之間通過緊固旋鈕固定，萬向球頭與準(zhǔn)直激光器連接，準(zhǔn)直激光器的激光出射方向依次設(shè)置有激光擴(kuò)散片和調(diào)焦鏡頭，激光擴(kuò)散片上預(yù)設(shè)有炮眼定位圖，頂座上均勻分布若干個(gè)支架，支架端部設(shè)置有磁鐵，炮眼定位圖包括炮眼定位點(diǎn)以及與掌子面上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)對應(yīng)的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。

一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)炮眼分布實(shí)際需求設(shè)計(jì)炮眼定位圖，并根據(jù)炮眼定位圖設(shè)計(jì)激光擴(kuò)散片；

步驟2、將激光擴(kuò)散片安裝在準(zhǔn)直激光器前端，在激光擴(kuò)散片前端設(shè)置調(diào)焦鏡頭；

步驟3、將支架端部的磁鐵吸附在隧/巷道的頂板u型鋼支架或者鋼筋網(wǎng)上，調(diào)整磁鐵的位置和伸縮桿的長度，使得準(zhǔn)直激光器位于隧/巷道中心線上；

步驟4、開啟準(zhǔn)直激光器的電源，照射出激光射線，將炮眼定位圖投射在掌子面；

步驟5、通過調(diào)整萬向球頭和調(diào)焦鏡頭，使得炮眼定位圖上的定位基準(zhǔn)點(diǎn)投射在掌子面上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)，通過緊固旋鈕固定萬向球頭與萬向球座之間的相對位置；

步驟6、在炮眼定位圖上的炮眼定位點(diǎn)在掌子面上的炮眼投射點(diǎn)處逐一開鑿炮眼。

如上所述的準(zhǔn)直激光器與掌子面之間的距離為10～15米。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）可實(shí)現(xiàn)全部炮眼一次性快速定位；

2）設(shè)備安裝簡單，便于移位，避免人工測量定位累計(jì)誤差，易于操作；

3）成本低廉，直流蓄電池，電流極其微弱能耗低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的總體布置示意圖；

圖2是圖1中a1-a1處的剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中a2-a2向的視圖。

圖中：1-準(zhǔn)直激光器；2-激光擴(kuò)散片；3-調(diào)焦鏡頭；4-萬向球頭；5-緊固旋鈕；6-伸縮桿；7-頂座；8-支架桿；9-磁鐵；10-激光射線；11-隧/巷道；12-掌子面；13-炮眼投射點(diǎn)；14a-第一掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)；14b-第二掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)；14c-第三掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)；15-萬向球座。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1～4所示，一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位裝置，包括頂座7，頂座7與伸縮桿6一端連接，伸縮桿6另一端與萬向球座15連接，萬向球頭4與萬向球座15適配，萬向球頭4與萬向球座15之間通過緊固旋鈕5固定，萬向球頭4與準(zhǔn)直激光器1連接，準(zhǔn)直激光器1的激光出射方向依次設(shè)置有激光擴(kuò)散片2和調(diào)焦鏡頭3，激光擴(kuò)散片2上預(yù)設(shè)有炮眼定位圖，頂座7上均勻分布若干個(gè)支架8，支架8端部設(shè)置有磁鐵9，炮眼定位圖包括炮眼定位點(diǎn)以及與掌子面12上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)對應(yīng)的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。

一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)炮眼分布實(shí)際需求設(shè)計(jì)炮眼定位圖，并根據(jù)炮眼定位圖設(shè)計(jì)激光擴(kuò)散片2；

步驟2、將激光擴(kuò)散片2安裝在準(zhǔn)直激光器1前端，在激光擴(kuò)散片2前端設(shè)置調(diào)焦鏡頭3；

步驟3、將支架8端部的磁鐵9吸附在隧/巷道的頂板u型鋼支架或者鋼筋網(wǎng)上，調(diào)整磁鐵9的位置和伸縮桿6的長度，使得準(zhǔn)直激光器1位于隧/巷道中心線上；

步驟4、開啟準(zhǔn)直激光器1的電源，照射出激光射線10，將炮眼定位圖投射在掌子面12；

步驟5、通過調(diào)整萬向球頭4和調(diào)焦鏡頭3，使得炮眼定位圖上的定位基準(zhǔn)點(diǎn)投射在掌子面12上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)，通過緊固旋鈕5固定萬向球頭4與萬向球座15之間的相對位置；

步驟6、在炮眼定位圖上的炮眼定位點(diǎn)在掌子面12上的炮眼投射點(diǎn)處逐一開鑿炮眼。

準(zhǔn)直激光器1與掌子面12之間的距離為10～15米。

按照炮眼定位圖，制作結(jié)構(gòu)光doe（一種光學(xué)衍射元件），進(jìn)而制成激光擴(kuò)散片2，將激光擴(kuò)散片2安裝在準(zhǔn)直激光器1前端，激光擴(kuò)散片2前端設(shè)置調(diào)焦凸鏡頭3。準(zhǔn)直激光器1出射的激光射線10，經(jīng)過激光擴(kuò)散片2衍射后經(jīng)調(diào)焦鏡頭3調(diào)整后可投射得到炮眼投射點(diǎn)。

作為優(yōu)選方案，頂座7與三個(gè)支架桿8連接，三個(gè)支架桿8的端部均設(shè)置有磁鐵9。炮眼定位圖上的定位基準(zhǔn)點(diǎn)為三個(gè)且不共線，掌子面上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)為三個(gè)且分別為第一掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14a、第二掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14b、第三掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14c，第一掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14a、第二掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14b、第三掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14c分別與三個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)對應(yīng)。

使用時(shí)，將準(zhǔn)直激光器1安裝在掌子面12后方10~15米處的隧/巷道中心線上，將3個(gè)磁鐵9牢固吸附在隧/巷道的頂板u型鋼支架或鋼筋網(wǎng)上，調(diào)整磁鐵9位置和伸縮桿6長度，使準(zhǔn)直激光器1處于隧/巷道中心線上或隧/巷道中心線附近。開啟準(zhǔn)直激光器1的電源，照射出激光射線10，將炮眼定位點(diǎn)投射在掌子面12上，形成炮眼投射點(diǎn)13，通過調(diào)整萬向球頭4和調(diào)焦鏡頭3，將炮眼定位圖上的三個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)的投影點(diǎn)分別與第一掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14a、第二掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14b、第三掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)14c對準(zhǔn)，對準(zhǔn)后擰緊緊固旋鈕5。在炮眼投射點(diǎn)13位置逐一打孔。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位裝置，包括頂座，頂座與伸縮桿一端連接，伸縮桿另一端與萬向球座連接，萬向球頭與萬向球座適配，萬向球頭與萬向球座之間通過緊固旋鈕固定，萬向球頭與準(zhǔn)直激光器連接，準(zhǔn)直激光器的激光出射方向依次設(shè)置有激光擴(kuò)散片和調(diào)焦鏡頭，激光擴(kuò)散片上預(yù)設(shè)有炮眼定位圖，頂座上均勻分布若干個(gè)支架，支架端部設(shè)置有磁鐵，炮眼定位圖包括炮眼定位點(diǎn)以及與掌子面上的掌子面基準(zhǔn)點(diǎn)對應(yīng)的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。還公開了一種隧/巷道掌子面炮眼快速散點(diǎn)定位方法，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)全部炮眼一次性快速定位；設(shè)備安裝簡單，便于移位，避免人工測量定位累計(jì)誤差，易于操作；成本低廉，直流蓄電池，電流極其微弱能耗低。

技術(shù)研發(fā)人員：康永水;劉泉聲;劉濱;張程遠(yuǎn);朱元廣;盧興利;黃興;劉學(xué)偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.08
技術(shù)公布日：2017.08.04