隧道锚杆钻机是隧道施工中用于钻孔、安装锚杆的核心专用设备,其核心作用是通过机械动力在隧道围岩(岩壁)上形成锚固孔,为后续植入锚杆、构建“围岩-锚杆”支护体系提供基础,最终提升隧道开挖后的结构稳定性,防止围岩坍塌或变形。它是隧道新奥法(NATM)、盾构法辅助支护等主流施工工艺中不可或缺的关键装备。
一、隧道锚杆钻机的主要分类
根据动力来源、结构形式及施工场景的差异,隧道锚杆钻机可分为多个类别,不同类型的适配性和核心优势差异显著。
(一)按动力类型分类
这是最核心的分类方式,直接决定了钻机的动力性能、适用环境及操作特性。
1. 气动锚杆钻机:以压缩空气为动力,驱动气动马达旋转钻杆,同时通过压缩空气推进钻具并排出岩屑 ;
2. 液压锚杆钻机:以液压油为动力,通过液压泵驱动液压马达旋转,液压油缸提供推进力;
3. 电动锚杆钻机:以三相交流电(380V)或直流电为动力,电机直接驱动钻杆旋转;
(二)按结构形式分类
主要影响钻机的操作方式、作业灵活性及覆盖范围。
1. 手持便携式:多为气动式(少数小型电动),重量3-8kg,需人工手持操作,配备短钻杆(0.5-1.2m)。优势是灵活度高,可钻任意角度(水平、垂直、倾斜)的浅孔(≤2m);劣势是人工劳动强度大,仅适用于小范围、临时支护。
2. 支腿式:主流结构形式,分为气动支腿、液压支腿两种。钻机通过“支腿”顶紧隧道顶部或侧壁提供反力,操作人员仅需控制方向和转速,劳动强度大幅降低。可钻深度2-5m,钻孔角度可调节(0°-90°),适配大多数隧道的常规支护需求(如系统锚杆钻孔)。
3. 履带式/台车式:大型液压钻机的主流结构,以履带或轮式台车为底盘,配备1-4个钻臂,可实现多工位同时钻孔。部分高端机型搭载激光导向系统、自动定位装置,能实现“定位-钻孔-清孔”自动化作业。优势是效率极高(单臂日钻孔30-50个),适用于长隧道、大断面隧道的批量支护;劣势是体积大,需隧道断面宽度≥5m才能通行。
4. 一体化集成式:集成“钻孔-锚杆安装-注浆”功能,部分机型自带锚杆推送机构和注浆泵,钻孔后可直接完成锚杆植入和砂浆灌注,减少设备切换时间。多用于软岩隧道(Ⅳ-Ⅴ级围岩),需快速形成支护力的场景。
二、适用场景与适配条件
1. 支护加固:公路/铁路/矿山隧道系统锚杆、锁脚锚杆施工;
2. 灾害治理:滑坡危岩体锚固、深基坑支护;
3. 辅助作业:管棚钻孔、爆破孔施工、钢拱架安装;
隧道锚杆钻机是隧道安全施工的核心装备,其双臂/三臂设计、油电双模动力及智能化操控代表了当前技术前沿。选型需结合隧道断面尺寸、岩层条件及施工效率需求(如双臂款适合高效多任务场景)。