三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法

权利要求书： 1.一种三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，包括底架、中间支架和上支架；所述底架安装在履带底盘上且在其四角位置安装有支腿装置，所述履带底盘由两个行走马达驱动，所述底架的一侧安装有动力系统；所述中间支架通过四角位置的折杆机构与所述底架相连，当所述折杆机构打开时，所述底架和所述中间支架之间形成应急救援空间，当所述折杆机构闭合时，所述中间支架可下落至所述底架上；所述中间支架的上平面安装有螺旋升降机构，所述上支架竖向滑动安装于所述螺旋升降机构的螺旋升降杆上；所述上支架的上平面安装有钻进装置和控制台；所述钻进装置包括钻进回转座、钻架、举升油缸、钻具驱动器、推进油缸、导向座和钻具，所述钻进回转座转动安装于所述上支架，所述钻进回转座由钻进回转马达驱动，所述钻架铰接于所述钻进回转座，所述举升油缸的一端铰接所述钻架，另一端铰接所述钻进回转座，所述钻具驱动器滑动安装于所述钻架上且由所述推进油缸驱动，所述推进油缸设置于所述钻架内，所述钻具驱动器为钻具驱动马达，以带动所述钻具在所述导向座内旋转；

所述三层隧道钻探及应急救援钻机还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括四联液压泵、四联电磁换向阀和二联手动换向阀，所述四联液压泵的每一联均为单独泵体，由所述动力系统的发动机带动；所述四联液压泵的第一联出口与所述四联电磁换向阀的进油口P连接，所述四联电磁换向阀的中位压力油口P’与所述二联手动换向阀的进油口P连接，所述四联电磁换向阀的第一联和第二联为中位Y型机能的三位六通阀，所述四联电磁换向阀的第一联和第二联的控制油口分别与两个所述行走马达相连；

所述四联电磁换向阀的第三联和第四联的控制油口分别与所述二联手动换向阀的第一联和第二联的控制油口并联连接；

所述二联手动换向阀的第一联和第二联为中位O型机能的三位六通阀，所述二联手动换向阀的第一联的控制油口与所述钻具驱动马达连接；所述二联手动换向阀的第二联的控制油口与所述推进油缸相连；

所述液压控制系统还包括九联电磁换向阀和九联手动换向阀；

所述四联液压泵的第四联出口与所述九联电磁换向阀的进油口P连接，所述九联电磁换向阀中位压力油口P’与所述九联手动换向阀的进油口P连接，所述九联手动换向阀中位压力油口P’与散热器马达进口连接；所述九联电磁换向阀的控制油口分别与所述九联手动换向阀的控制油口并联连接；

所述九联手动换向阀的第一联的控制油口与所述举升油缸连接，所述举升油缸无杆腔管路设置有节流阀；

所述九联手动换向阀的第二联的控制油口与所述钻进回转马达连接；

所述折杆机构包括上折杆、下折杆和折合油缸，所述下折杆的下端铰接于所述底架上，上端与所述上折杆的下端铰接，所述上折杆的上端铰接于所述中间支架，所述折合油缸的一端与所述下折杆铰接，另一端铰接于所述底架；

所述九联手动换向阀的第四联的控制油口与四支所述折合油缸连接，在所述折合油缸管路中设置有第一液压锁；

在推进油缸有杆腔管路中设有第一直动式溢流阀，在推进油缸无杆腔管路中设有第二直动式溢流阀和与其并联的单向阀。

2.根据权利要求1所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述螺旋升降机构包括螺旋升降驱动器、传动杆、螺栓升降固定座、所述螺旋升降杆和螺旋升降移动座，所述螺旋升降驱动器安装在所述中间支架的上平面中间位置，所述螺旋升降驱动器为螺旋升降马达，所述螺旋升降固定座有四个，分别设于所述中间支架的四角位置，每个所述螺旋升降固定座上均转动安装所述螺旋升降杆，所述螺旋升降驱动器通过传动杆与所述螺旋升降杆传动连接，所述螺旋升降杆上安装所述螺旋升降移动座，四个所述螺旋升降移动座与所述上支架固定连接；

所述九联手动换向阀的第三联的控制油口与所述螺旋升降马达连接。

3.根据权利要求2所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述螺旋升降杆外部设有防护套。

4.根据权利要求1所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述支腿装置包括支腿油缸和支腿，所述支腿油缸的固定端固定于所述底架，活动端连接所述支腿；所述九联手动换向阀的第五联、第六联、第七联和第八联的控制油口分别与四个所述支腿油缸连接，每个所述支腿油缸管路均设置有第二液压锁。

5.根据权利要求1所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述底架与所述履带底盘之间通过回转盘连接，所述回转盘由回转盘马达驱动；所述九联手动换向阀的第九联的控制油口与所述回转盘马达连接。

6.根据权利要求1所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述上支架的前部设置有伸缩平台和护栏。

7.根据权利要求1所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，其特征在于，所述动力系统设置有遥控装置。

8.一种三层隧道钻探及应急救援钻机的操作方法，其特征在于，采用如权利要求1?7中任一项所述的三层隧道钻探及应急救援钻机，包括如下步骤：(1)清理设备周边场地及行驶道路上的障碍物，检查所述动力系统的机油、冷却液及液压油是否充足，检查旋转部位有无异物，确认正常后启动所述发动机，待运转确定无异常后，开始作业；

(2)收起所述支腿装置，控制所述折杆机构闭合，使得所述中间支架下落至所述底架上；

(3)控制所述螺旋升降机构，带动所述螺旋升降杆转动，将所述上支架落至所述中间支架上；

(4)将所述推进油缸伸出，带动所述钻进驱动器和所述钻具回到所述钻架最后端，再控制所述举升油缸将所述钻架调整至水平状态；

(5)操作所述履带底盘移动钻机进入预定钻探位置，释放所述支腿装置，使其与地面接触稳固，并将所述底架调整至水平状态；

(6)根据钻探位置高度，确定是否升起所述中间支架，当需要升起时，控制所述折杆机构打开；

(7)控制所述螺旋升降机构，带动所述螺旋升降杆转动，将所述上支架调整上升至预定位置；

(8)操作所述上支架上的控制柜，旋转所述钻进回转座并升高或降低所述举升油缸，使得所述钻具对准钻探孔位位置，启动所述钻具驱动器和所述推进油缸开始钻探作业；

(9)作业完毕后，确认各部位安全后进入下步作业。

说明书： 一种三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法技术领域[0001] 本发明属于隧道钻探施工及应急救援技术领域，尤其涉及一种三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法。背景技术[0002] 在隧道施工及维修时，需要对隧道侧壁和顶部进行钻孔，然后对孔内进行注浆作业，以起到加固和治理漏水的效果，但由于隧道结构的特殊性，钻探作业需要在高空完成，普通钻机因为其工作范围的局限性，很难达到作业区域。目前，现有技术中高空钻探作业主要采用以下两种方式：一种方式是普遍采用垫高基础和搭建脚手架方式，完成钻孔后再进行拆除，但是存在移动困难和增加大量工程量的难题；另一种方式是采用剪叉式升降台放置钻机作业，但存在结构弹性大，上层结构不稳定，施工危险性大等问题。在隧道发生事故时，也需要机械设备对隧道上部进行清理及运送必需物资，因为面临随时有上部物体掉落危险，专业救援设备调配需要时间，导致初始阶段救援工作进展比较缓慢。[0003] 此外，现有技术中的隧道钻机的钻进装置包括用于驱动钻具旋转的钻具驱动马达和用于控制钻具进给的推进油缸。钻机使用过程中要求其具有较高的可靠性，即使出现设备故障也能较快的排除故障，防止事故造成巨大损失。但是，现有的隧道钻机的液压控制系统，其换向阀仅采用单一方式进行控制，一旦发生故障，无法快速恢复设备的正常运转。[0004] 因此，在隧道钻探施工及应急救援技术领域中，对于隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法仍存在研究和改进的需求，这也是目前隧道钻探施工及应急救援技术领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点。发明内容[0005] 为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种三层隧道钻探及应急救援钻机，不仅能够满足隧道的钻探施工，而且能够在发生事故时依靠自身防护能力进行有效应急救援；同时操作安全方便，性能可靠。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种三层隧道钻探及应急救援钻机，包括底架、中间支架和上支架；所述底架安装在履带底盘上且在其四角位置安装有支腿装置，所述履带底盘由两个行走马达驱动，所述底架的一侧安装有动力系统；所述中间支架通过四角位置的折杆机构与所述底架相连，当所述折杆机构打开时，所述底架和所述中间支架之间形成应急救援空间，当所述折杆机构闭合时，所述中间支架可下落至所述底架上；所述中间支架的上平面安装有螺旋升降机构，所述上支架竖向滑动安装于所述螺旋升降机构的螺旋升降杆上；所述上支架的上平面安装有钻进装置和控制台；所述钻进装置包括钻进回转座、钻架、举升油缸、钻具驱动器、推进油缸、导向座和钻具，所述钻进回转座转动安装于所述上支架，所述钻进回转座由钻进回转马达驱动，所述钻架铰接于所述钻进回转座，所述举升油缸的一端铰接所述钻架，另一端铰接所述钻进回转座，所述钻具驱动器滑动安装于所述钻架上且由所述推进油缸驱动，所述推进油缸设置于所述钻架内，所述钻具驱动器为钻具驱动马达，以带动所述钻具在所述导向座内旋转；[0007] 所述三层隧道钻探及应急救援钻机还包括液压控制系统，所述液压控制系统包括四联液压泵、四联电磁换向阀和二联手动换向阀，所述四联液压泵的每一联均为单独泵体，由所述动力系统的发动机带动；所述四联液压泵的第一联出口与所述四联电磁换向阀的进油口P连接，所述四联电磁换向阀的中位压力油口P’与所述二联手动换向阀的进油口P连接，所述四联电磁换向阀的第一联和第二联为中位Y型机能的三位六通阀，所述四联电磁换向阀的第一联和第二联的控制油口分别与两个所述行走马达相连；[0008] 所述四联电磁换向阀的第三联和第四联的控制油口分别与所述二联手动换向阀的第一联和第二联的控制油口并联连接；

[0009] 所述二联手动换向阀的第一联和第二联为中位O型机能的三位六通阀，所述二联手动换向阀的第一联的控制油口与所述钻具驱动马达连接；所述二联手动换向阀的第二联的控制油口与所述推进油缸相连。

[0010] 作为一种改进，所述液压控制系统还包括九联电磁换向阀和九联手动换向阀；[0011] 所述四联液压泵的第四联出口与所述九联电磁换向阀的进油口P连接，所述九联电磁换向阀中位压力油口P’与所述九联手动换向阀的进油口P连接，所述九联手动换向阀中位压力油口P’与散热器马达进口连接；所述九联电磁换向阀的控制油口分别与所述九联手动换向阀的控制油口并联连接；

[0012] 所述九联手动换向阀的第一联的控制油口与所述举升油缸连接，所述举升油缸无杆腔管路设置有节流阀；[0013] 所述九联手动换向阀的第二联的控制油口与所述钻进回转马达连接。[0014] 作为进一步的改进，所述螺旋升降机构包括螺旋升降驱动器、传动杆、螺栓升降固定座、所述螺旋升降杆和螺旋升降移动座，所述螺旋升降驱动器安装在所述中间支架的上平面中间位置，所述螺旋升降驱动器为螺旋升降马达，所述螺旋升降固定座有四个，分别设于所述中间支架的四角位置，每所述螺旋升降固定座上均转动安装所述螺旋升降杆，所述螺旋升降驱动器通过传动杆与所述螺旋升降杆传动连接，所述螺旋升降杆上安装所述螺旋升降移动座，四个所述螺旋升降移动座与所述上支架固定连接；[0015] 所述九联手动换向阀的第三联的控制油口与所述螺旋升降马达连接。[0016] 作为进一步的改进，所述螺旋升降杆外部设有防护套。[0017] 作为进一步的改进，所述折杆机构包括上折杆、下折杆和折合油缸，所述下折杆的下端铰接于所述底架上，上端与所述上折杆的下端铰接，所述上折杆的上端铰接于所述中间支架，所述折合油缸的一端与所述下折杆铰接，另一端铰接于所述底架；[0018] 所述九联手动换向阀的第四联的控制油口与四支所述折合油缸连接，在所述折合油缸管路中设置有第一液压锁。[0019] 作为进一步的改进，所述支腿装置包括支腿油缸和支腿，所述支腿油缸的固定端固定于所述底架，活动端连接所述支腿；所述九联手动换向阀的第五联、第六联、第七联和第八联的控制油口分别与四个所述支腿油缸连接，每个所述支腿油缸管路均设置有第二液压锁。[0020] 作为进一步的改进，所述底架与所述履带底盘之间通过回转盘连接，所述回转盘由回转盘马达驱动；所述九联手动换向阀的第九联的控制油口与所述回转盘马达连接。[0021] 作为一种改进，所述上支架的前部设置有伸缩平台和护栏。[0022] 作为一种改进，所述动力系统设置有遥控装置。[0023] 本发明还提供了一种三层隧道钻探及应急救援钻机的操作方法，采用上述三层隧道钻探及应急救援钻机，包括如下步骤：[0024] (1)清理设备周边场地及行驶道路上的障碍物，检查所述动力系统的机油、冷却液及液压油是否充足，检查旋转部位有无异物，确认正常后启动所述发动机，待运转确定无异常后，开始作业；[0025] (2)收起所述支腿装置，控制所述折杆机构闭合，使得所述中间支架下落至所述底架上；[0026] (3)控制所述螺旋升降机构，带动所述螺旋升降杆转动，将所述上支架落至所述中间支架上；[0027] (4)将所述推进油缸伸出，带动所述钻进驱动器和所述钻具回到所述钻架最后端，再控制所述举升油缸将所述钻架调整至水平状态；[0028] (5)操作所述履带底盘移动钻机进入预定钻探位置，释放所述支腿装置，使其与地面接触稳固，并将所述底架调整至水平状态；[0029] (6)根据钻探位置高度，确定是否升起所述中间支架，当需要升起时，控制所述折杆机构打开；[0030] (7)控制所述螺旋升降机构，带动所述螺旋升降杆转动，将所述上支架调整上升至预定位置；[0031] (8)操作所述上支架上的控制柜，旋转所述钻进回转座并升高或降低所述举升油缸，使得所述钻具对准钻探孔位位置，启动所述钻具驱动器和所述推进油缸开始钻探作业；

[0032] (9)作业完毕后，确认各部位安全后进入下步作业。[0033] 采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：[0034] 本发明提供的三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法，钻机设置有三层结构，第一层即底架设置在履带底盘上，通过其上的折杆机构实现钻进装置高度控制，当钻探位置较低时，折杆机构闭合锁定，钻进装置整体高度降低；当钻探位置较高时，折杆机构打开，钻进装置高度升高；第二层即中间支架上设置有螺旋升降机构，可以实现钻进装置高度的精确定位；第三层即上支架设置有钻进装置，通过钻进装置实现了钻探作业；通过以上结构设置，部件之间连接牢固可靠，刚度较大，保证了上部钻探工作时钻机的整体稳定性和安全性；同时本发明通过三层结构对上部进行有效支撑，形成了一个安全区域，在事故应急救援时，可以快速转变为人员和物资运送工具，争取黄金救援时间。由于钻进装置的钻进回转座转动安装于上支架，这样可以带动钻具做360°旋转；由于钻架铰接于钻进回转座，举升油缸的一端铰接钻架，另一端铰接钻进回转座，这样通过举升油缸可以调整钻架的俯仰角度，实现不同位置的钻孔定位；由于钻具驱动器滑动安装于钻架上且由推进油缸驱动，钻具驱动器可做旋转运动，以带动钻具在导向座内旋转，从而实现钻探作业。同时，由于液压控制系统设计了四联液压泵、四联电磁换向阀和二联手动换向阀，这样采用电磁阀和手动阀并联的控制方式，对钻具驱动马达和推进油缸进行控制，实现了手动控制和自动控制两种控制方式，即便其中一种控制方式出现故障，也可以采用另一种控制方式，使得操作安全方便；同时液压泵采用四联设计，各联功能既能合并又能独立工作，安全裕度大，性能可靠。本发明提供的三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法，既具有工程设备的使用性，满足隧道的钻探施工，又具有事故的应急救援能力；同时操作安全方便，性能可靠。

[0035] 由于九联手动换向阀中位压力油口P’与散热器马达进口连接，驱动散热器风扇转动，通过散热器进行液压油散热；由于举升油缸无杆腔管路设置有节流阀，这样起安全和节流作用。[0036] 由于螺旋升降机构设计了螺旋升降驱动器、传动杆、螺旋升降固定座、螺旋升降杆和螺旋升降移动座，这样启动螺旋升降驱动器，通过传动杆驱动螺旋升降杆转动，进而带动螺旋升降移动座上下运动，实现上支架的高度调整和定位；由于螺旋升降固定座、螺旋升降杆和螺旋升降移动座均设计了四个，保证了上支架移动的刚性和平稳性。[0037] 所述螺旋升降杆外部设有防护套，这样保护了螺旋升降杆螺纹的清洁。[0038] 由于折杆机构设计了上折杆、下折杆和折合油缸，这样通过折合油缸控制上折杆和下折杆的开合，使得折杆机构结构简单。[0039] 由于支腿装置包括支腿油缸和支腿，支腿油缸的固定端固定于底架，活动端连接支腿，这样当钻机进入预定钻探位置时，支腿油缸驱动支腿使其与地面接触稳固，起到稳固整个钻机的作用。[0040] 由于底架与履带底盘之间通过回转盘连接，回转盘的转动可以带动底架上部结构整体转动，实现工作角度的调整。[0041] 由于上支架的前部设置有伸缩平台和护栏，当钻探位置伸出钻机四周时，可以打开伸缩平台，保证了作业面积和安全性。[0042] 由于动力系统设置有遥控装置，通过遥控装置可以实现钻机的远距离操控。附图说明[0043] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。[0044] 本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。[0045] 图1是本发明实施例提供的三层隧道钻探及应急救援钻机的结构示意图；[0046] 图2是本发明实施例提供的三层隧道钻探及应急救援钻机的液压控制系统的原理图；

[0047] 图中：1、底架；2、中间支架；3、上支架；4、履带底盘；41、行走马达；5、回转盘；51、回转盘马达；6、支腿装置；61、支腿油缸；62、支腿；7、动力系统；71、发动机；8、遥控装置；9、折杆机构；91、上折杆；92、下折杆；93、折合油缸；94、第一销轴；95、支撑台；96、第二销轴；10、螺旋升降机构；101、螺旋升降驱动器；1011、螺旋升降马达；102、传动杆；103、螺旋升降固定座；104、螺旋升降杆；105、螺旋升降移动座；106、防护套；11、钻进装置；111、钻进回转座；1111、钻进回转马达；112、钻架；113、举升油缸；114、钻具驱动器；1141、钻具驱动马达；115、推进油缸；116、导向座；117、钻具；12、控制台；13、伸缩平台；14、护栏；

[0048] 15、四联液压泵；16、四联电磁换向阀；17、二联手动换向阀；18、慢回转电磁换向阀；19、慢回转手动换向阀；20、调速阀；21、慢推进电磁换向阀；22、慢推进手动换向阀；23、第一直动式溢流阀；24、第二直动式溢流阀；25、单向阀；26、九联电磁换向阀；27、九联手动换向阀；28、散热器马达；29、散热器；30、节流阀；31、第一液压锁；32、第二液压锁；33、液位计；34、加注过滤器；35、吸油过滤器；36、油箱；37、空滤器；38、压力表。具体实施方式[0049] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0050] 本说明书中所引用的如“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。[0051] 如图1和图2共同所示，一种三层隧道钻探及应急救援钻机，包括底架1、中间支架2和上支架3。[0052] 底架1安装在履带底盘4上，履带底盘4由两个行走马达41驱动；底架1与履带底盘4之间通过回转盘5连接，回转盘5由回转盘马达51驱动；回转盘5的转动可以带动底架1上部结构整体转动，实现工作角度的调整。[0053] 底架1四角位置安装有支腿装置6，支腿装置6包括支腿油缸61和支腿62，支腿油缸61的固定端固定于底架1，活动端连接支腿62；这样当钻机进入预定钻探位置时，支腿油缸

61驱动支腿62使其与地面接触稳固，起到稳固整个钻机的作用。底架1的一侧安装有动力系统7，动力系统包括发动机71，为装备提供行走和作业动力，在本发明实施例的一种具体实施方式中，为了实现钻机的远距离操控，动力系统7设置有遥控装置8，需要说明的是，遥控装置8为本领域的公知结构。

[0054] 中间支架2通过四角位置的折杆机构9与底架1相连，当折杆机构9打开时，底架1和中间支架2之间形成应急救援空间，可以进行人员和物资输送；当折杆机构9闭合时，中间支架2可下落至底架1上。[0055] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，折杆机构9包括上折杆91、下折杆92和折合油缸93，下折杆92的下端铰接于底架1上，上端与上折杆91的下端铰接，上折杆91的上端铰接于中间支架2，折合油缸93的一端与下折杆92铰接，另一端铰接于底架1，这样通过折合油缸93控制上折杆91和下折杆92的开合，使得折杆机构9结构简单。[0056] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，上折杆91和下折杆92通过第一销轴94铰接在一起，当折杆机构9打开时，第一销轴94位于上折杆91、下折杆92中心线连线外侧且与上折杆91、下折杆92的支撑台95平面平齐；这样既可以保证折合时不发生干涉，又能保证上折杆91、下折杆92在止点位置的稳定性；折合油缸93的一端与下折杆92通过第二销轴96铰接在一起，第二销轴96位于下折杆92的内侧，这样使得折合油缸93位于下折杆92的内侧，不占用外部空间。[0057] 中间支架2的上平面安装有螺旋升降机构10，上支架3竖向滑动安装于螺旋升降机构10的螺旋升降杆104上；在本发明实施例的一种具体实施方式中，螺旋升降机构10包括螺旋升降驱动器101、传动杆102、螺旋升降固定座103、螺旋升降杆104和螺旋升降移动座105，螺旋升降驱动器101优选为螺旋升降马达1011；螺旋升降驱动器101安装在中间支架2的上平面中间位置，螺旋升降固定座103有四个，分别设于中间支架2的四角位置，每个螺旋升降固定座103上均转动安装螺旋升降杆104，螺旋升降驱动器101通过传动杆102与螺旋升降杆104传动连接，具体地，可在传动杆102和螺旋升降杆104之间设置锥齿轮传动机构或蜗轮蜗杆传动机构等等，在此不再赘述；螺旋升降杆104上安装螺旋升降移动座105，四个螺旋升降移动座105与上支架3固定连接，这样启动螺旋升降驱动器101，通过传动杆102驱动螺旋升降杆104转动，进而带动螺旋升降移动座105上下运动，实现上支架3的高度调整和定位；由于螺旋升降固定座103、螺旋升降杆104和螺旋升降移动座105均设计了四个，保证了上支架

3移动的刚性和平稳性。

[0058] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，为了保护螺旋升降杆104螺纹的清洁，螺旋升降杆104外部设有防护套106。[0059] 上支架3的上平面安装有钻进装置11和控制台12，在本发明实施例的一种具体实施方式中，钻进装置11包括钻进回转座111、钻架112、举升油缸113、钻具驱动器114、上述推进油缸115、导向座116和钻具117，钻进回转座111转动安装于上支架3，钻进回转座111优选由钻进回转马达1111驱动，这样可以带动钻具117做360°旋转；钻架112铰接于钻进回转座

111，举升油缸113的一端铰接钻架112，另一端铰接钻进回转座111，这样通过举升油缸113可以调整钻架112的俯仰角度，具体地，本实施例中俯仰角度的范围在?60°至90°，实现了不同位置的钻孔定位；钻具驱动器114滑动安装于钻架112上且由推进油缸115驱动，推进油缸

115设置于钻架112内，钻具驱动器114为钻具驱动马达1141，其可做旋转运动，以带动钻具

117在导向座116内旋转，从而实现钻探作业。

[0060] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，上支架3的前部设置有伸缩平台13和护栏14，当钻探位置伸出钻机四周时，可以打开伸缩平台13，保证了作业面积和安全性。

[0061] 上述三层隧道钻探及应急救援钻机的设置有三层结构，第一层即底架1设置在履带底盘4上，通过其上的折杆机构9实现钻进装置11高度控制，当钻探位置较低时，折杆机构

9闭合锁定，钻进装置11整体高度降低；当钻探位置较高时，折杆机构9打开，钻进装置11高度升高；第二层即中间支架2上设置有螺旋升降机构10，可以实现钻进装置11高度的精确定位；第三层即上支架3设置有钻进装置11，通过钻进装置11实现了钻探作业；通过以上结构设置，部件之间连接牢固可靠，刚度较大，保证了上部钻探工作时钻机的整体稳定性和安全性；同时本发明通过三层结构对上部进行有效支撑，形成了一个安全区域，在事故应急救援时，可以快速转变为人员和物资运送工具，争取黄金救援时间。

[0062] 上述三层隧道钻探及应急救援钻机还包括液压控制系统，液压控制系统包括四联液压泵15、四联电磁换向阀16和二联手动换向阀17，四联液压泵15的每一联均为单独泵体，由发动机71带动；四联液压泵15的第一联出口与四联电磁换向阀16的进油口P连接，四联电磁换向阀16的中位压力油口P’与二联手动换向阀17的进油口P连接，四联电磁换向阀16的第一联和第二联为中位Y型机能的三位六通阀，四联电磁换向阀16的第一联和第二联的控制油口分别与两个行走马达41相连。[0063] 四联电磁换向阀16的第三联和第四联的控制油口分别与二联手动换向阀17的第一联和第二联的控制油口并联连接。

[0064] 二联手动换向阀17的第一联和第二联为中位O型机能的三位六通阀，二联手动换向阀17的第一联为弹簧钢球定位，控制油口与钻具驱动马达1141连接；二联手动换向阀17的第二联为弹簧复位，控制油口与推进油缸115相连。

[0065] 这样液压控制系统由发动机71带动四联液压泵15提供系统动力，通过操作四联电磁换向阀16或者二联手动换向阀17即可实现钻具117的回转和进给，采用电磁阀和手动阀并联的控制方式，对钻具驱动马达1141和推进油缸115进行控制，实现了手动控制和自动控制两种控制方式，即便其中一种控制方式出现故障，也可以采用另一种控制方式，使得操作安全方便；同时液压泵采用四联设计，各联功能既能合并又能独立工作，安全裕度大，性能可靠。[0066] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，液压控制系统还包括慢回转电磁换向阀18和慢回转手动换向阀19，四联液压泵15的第二联出口与慢回转电磁换向阀18的进油口P连接，慢回转电磁换向阀18的中位压力油口P’与慢回转手动换向阀19的进油口P连接，慢回转电磁换向阀18的控制油口与慢回转手动换向阀19的控制油口并联连接后再与二联手动

换向阀17的第一联控制油口并联合流，共同驱动钻具驱动马达1141。这样当需要钻具慢速回转时，慢回转电磁换向阀18或者慢回转手动换向阀19导通，四联液压泵15的第二联油液进入，驱动钻具驱动马达1141转动；当需要钻具快速回转时，同时再将四联电磁换向阀16的第三联或者二联手动换向阀17的第一联导通，四联液压泵15的第一联油液也进入驱动钻具驱动马达1141，两联合流油液共同驱动钻具驱动马达1141转动。通过四联液压泵15第一、二联油液的导通控制，进而实现钻具驱动马达1141的高、低速转动。

[0067] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，钻具驱动马达1141正向旋转进油管路中设置有调速阀20；通过调速阀20可以调节钻具驱动马达1141的旋转转速。慢回转电磁换向阀18为中位O型机能的三位六通阀，弹簧钢球定位。[0068] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，该液压控制系统还包括慢推进电磁换向阀21和慢推进手动换向阀22，四联液压泵15的第三联出口与慢推进电磁换向阀21的进油口P连接，慢推进电磁换向阀21中位压力油口P’与慢推进手动换向阀22的进油口P连接，慢推进电磁换向阀21的控制油口与慢推进手动换向阀22的控制油口并联连接后再与二联手动换向阀17的第二联的控制油口并联合流，共同驱动推进油缸115。这样当钻进需要慢速推进时，慢推进电磁换向阀21或慢推进手动换向阀22导通，四联液压泵15的第三联油液进入推进油缸115，驱动推进油缸115运动；当钻进需要快速推进时，同时再将四联电磁换向阀16的第四联或者二联手动换向阀17的第二联导通，四联液压泵15的第一联油液也进入推进油缸

115，两联合流油液共同驱动推进油缸115运动。通过四联液压泵15的第一、三联油液的导通控制进而实现推进油缸115的快、慢进给。

[0069] 在本发明实施例的一种具体实施方式中，为了进一步控制慢速推进时推进油缸115的工况，在推进油缸115有杆腔管路中设有第一直动式溢流阀23，在推进油缸115无杆腔管路中设有第二直动式溢流阀24和与其并联的单向阀25。这样当钻机慢速钻进时，推进油缸115有杆腔进油，无杆腔回油，第一直动式溢流阀23设定推进压力，回油管由于单向阀25作用，油液需经过第二直动式溢流阀24的进油口P流到回油口T进入回油管，设定第二直动式溢流阀24的压力值控制回油压力，使得推进油缸115两侧形成不同压力差，调节第二直动式溢流阀24的压力值进而控制推进油缸115的推进压力和速度；当钻机由慢速钻进转到快速回撤时，推进油缸115无杆腔进油，有杆腔回油，由于第二直动式溢流阀24反向截止，油液经单向阀25导通，直接进入无杆腔，有杆腔油液经慢推进手动换向阀22或慢推进电磁换向阀21直接回油箱，没有回油压力限制，实现快速回撤。

[0070] 上述液压控制系统还包括九联电磁换向阀26和九联手动换向阀27。[0071] 四联液压泵15的第四联出口与九联电磁换向阀26的进油口P连接，九联电磁换向阀26中位压力油口P’与九联手动换向阀27的进油口P连接，九联手动换向阀27中位压力油口P’与散热器马达28进口连接，驱动散热器风扇转动，通过散热器29进行液压油散热；九联电磁换向阀26的控制油口分别与九联手动换向阀27的控制油口并联连接；

[0072] 九联手动换向阀27的第一联的控制油口与举升油缸113连接，举升油缸113无杆腔管路设置有节流阀30，这样起安全和节流作用。[0073] 九联手动换向阀27的第二联的控制油口与钻进回转马达1111连接。[0074] 九联手动换向阀27的第三联的控制油口与螺旋升降马达1011连接。[0075] 九联手动换向阀27的第四联的控制油口与四支折合油缸93连接，在折合油缸93管路中设置有第一液压锁31；[0076] 九联手动换向阀27的第五联、第六联、第七联和第八联的控制油口分别与四个支腿油缸61连接，每个支腿油缸61管路均设置有第二液压锁32。[0077] 九联手动换向阀27的第九联的控制油口与回转盘马达51连接。[0078] 当九联电磁换向阀26或者九联手动换向阀27进行动作时，散热器马达28停止转动，液压油经回油口T回油，因九联阀只有在调整方位时动作，时间较短，因此不影响总体散热效果。

[0079] 该液压控制系统还包括液位计33、加注过滤器34、吸油过滤器35、油箱36、空滤器37和压力表38。

[0080] 需要说明的是，上述四联电磁换向阀16、慢回转电磁换向阀18和慢推进电磁换向阀21设置在底架1上，可以实现远距离操作；二联手动换向阀17、慢回转手动换向阀19、慢推进手动换向阀22和九联手动换向阀27设置在上支架3的控制台12内，可以实现上部近距离操作。为了安全性，上部手动阀不能控制行走马达41。[0081] 本发明实施例还提供了一种三层隧道钻探及应急救援钻机的操作方法，采用上述三层隧道钻探及应急救援钻机，包括如下步骤：[0082] (1)清理设备周边场地及行驶道路上的障碍物，检查动力系统7的机油、冷却液及液压油是否充足，检查旋转部位有无异物，确认正常后启动发动机，待运转(一般为3分钟)确定无异常后，开始作业；[0083] (2)操作遥控装置8手柄，收起支腿装置6，控制折合油缸93缩回，带动上折杆91和下折杆92闭合，使得中间支架2下落至底架1上；[0084] (3)控制螺旋升降机构10，启动螺旋升降驱动器101，通过传动杆102驱动螺旋升降杆104转动，将上支架3落至中间支架2上；[0085] (4)将推进油缸115伸出，带动钻具驱动器114和钻具117回到钻架112最后端，再控制举升油缸113将钻架112调整至水平状态；[0086] (5)操作履带底盘4移动钻机进入预定钻探位置，释放支腿装置6，即通过支腿油缸61驱动支腿62向下运动，使其与地面接触稳固，并将底架1调整至水平状态；

[0087] (6)根据钻探位置高度，确定是否升起中间支架2，当需要升起时，控制折合油缸93伸出，推动上折杆91和下折杆92打开，一直达到支撑台95平面结合的止点位置，形成稳定支撑；[0088] (7)控制螺旋升降机构10，启动螺旋升降驱动器101，通过传动杆102驱动螺旋升降杆104转动，将上支架3调整上升至预定位置；[0089] (8)操作上支架3上的控制台12，旋转钻进回转座111并升高或降低举升油缸113，使得钻具117对准钻探孔位位置，启动钻具驱动器114和推进油缸115开始钻探作业；当钻探位置伸出钻机四周时可以打开伸缩平台13，以保证安全；[0090] (9)作业完毕后，确认各部位安全后进入下步作业；[0091] (10)重复以上步骤，进行下个孔位钻探。[0092] 综上，本发明实施例提供的三层隧道钻探及应急救援钻机及其操作方法，既具有工程设备的使用性，满足隧道的钻探施工，又具有事故的应急救援能力；同时操作安全方便，性能可靠。[0093] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。