一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机制造技术

本发明专利技术公开了一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其包括：壳体；伸缩油缸；前刀盘；后刀盘；泥水仓；进水椎体，进水椎体设置在后刀盘上，并与前刀盘之间形成土仓；旋转结构；供水结构，供水结构上设有若干个泥水仓进水管和若干个土仓进水管，这些泥水仓进水管分别连接泥水仓，这些土仓进水管分别穿过进水椎体与土仓相配合。本发明专利技术可以同时解决现有顶管隧道施工中地面沉降地面渗水等对地面正常的扰动，同时该智能顶管机的自动控制功能大大减少机器操作人员的工作量。提高顶管施工的效率，实现节能减排，避免不必要的施工浪费。

A Dual-mode Intelligent Pipe-jacking Tunneling Machine with Mud-water Balance and Earth Pressure Balance

The invention discloses a mud-water balance and earth-pressure balance dual-mode intelligent pipe jacking boring machine, which comprises: shell; telescopic cylinder; front cutter head; rear cutter head; mud silo; water intake vertebral body; water intake vertebral body is arranged on the rear cutter head, and forms a soil silo between the front cutter head; rotating structure; water supply structure; water supply structure is provided with several mud-water silo intake pipes and several soil silo intake pipes. The intake pipes of some silos are connected with the silos respectively, and the intake pipes of these silos pass through the intake vertebral body and cooperate with the silos respectively. The invention can simultaneously solve the normal disturbance to the ground caused by ground subsidence, ground seepage, etc. in the construction of existing pipe jacking tunnel, and the automatic control function of the intelligent pipe jacking machine greatly reduces the workload of machine operators. Improve the efficiency of pipe jacking construction, realize energy saving and emission reduction, and avoid unnecessary construction waste.

【技术实现步骤摘要】
一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机
本专利技术涉及一种掘进机，具体涉及一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机。
技术介绍
随着市政建设这些年的蓬勃发展，城市地下建设及地下管廊建设的需求逐年增加，地下管廊建设主要有盾构工艺施工和顶管工艺施工工艺，不管是盾构工艺还是顶管工艺，其出土方式均分为土压平衡和泥水平衡出土方式。现在没有一种顶管机能够同时具备土压平衡和泥水平衡出土两种方式，土压平衡模式主要应对流动性较好的地质，泥水平衡模式则主要应对流动性不好的沙土、砂石、岩石地质。顶管施工中由于地质条件复杂多变，尤其是在施工中的始发位置和接收位置，由于需要采取加固及密封措施，地层情况更加复杂，在应对这种复杂多变的地质条件时，不管采用哪一种出土方式均难以达到预期效果。故迫切需要研发探索兼有两种出土模式的顶管掘进机来解决施工中遇到的迫切问题。现有顶管掘进机的施工主要是开机人员根据现有经验和反馈数据凭借经验人为干预开机，工作效率非常低。市政顶管施工中由于地质条件复杂多变，掘进地质有软土、泥土、沙土、岩石、砾石、硬岩土等多种复杂地质条件，尤其是在施工中的始发位置和接收位置，由于需要采取加固及密封措施，地层情况更加复杂。加之掘进隧道的覆土深度变化较大，地面渗水及地面沉降等问题较突出，容易影响地面正常通行及建筑物稳定性。现有施工中用到的顶管掘进机要么是采用泥水平衡的出渣方式，要么是采用土压平衡的出渣方式。在应对复杂多变的地质条件及地面渗水、地面沉降等问题时，不管采用哪一种出土方式均无法根据极端特殊情况变换出渣方式来达到预期效果。故迫切需要研发探索兼有两种出土模式的顶管掘进机来解决施工中遇到的迫切问题，这样在施工中可以根据地质条件的变化以及覆土深度实时转换出渣方式，很好的保证掘进机截割部的平衡压力，控制地面渗水及沉降，同时又便于渣土的顺利排出。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，从而提供一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，所述掘进机包括：壳体；伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在壳体内，所述伸缩油缸上设有空心主轴，所述空心主轴内设有内套轴，所述内套轴与伸缩油缸连接；前刀盘，所述前刀盘与空心主轴固定连接，并与壳体之间形成一次破碎结构；后刀盘，所述后刀盘与前刀盘之间通过花键连接导向定位，所述后刀盘与内套轴连接，所述后刀盘尾部设有若干个月牙形二次破碎条，所述刀盘壳体内设有若干个月牙形二次破碎环，这些月牙形二次破碎环与月牙形二次破碎条相互配合形成二次破碎结构；泥水仓，所述泥水仓设置在后刀盘的尾部，所述泥水仓上设有排泥管；进水椎体，所述进水椎体设置在后刀盘上，并与前刀盘之间形成土仓；旋转结构，所述旋转结构设置在壳体内，并与空心主轴驱动连接；供水结构，所述供水结构设置在壳体内，所述供水结构上设有若干个泥水仓进水管和若干个土仓进水管，这些泥水仓进水管分别连接泥水仓，这些土仓进水管分别穿过进水椎体与土仓相配合。在本专利技术的一个优选实施例中，所述前刀盘通过刀盘压盖与空心主轴连接，刀盘中心刀固定在前刀盘上。在本专利技术的一个优选实施例中，所述后刀盘两端分别设有前铜套和后铜套，所述前铜套支撑在前刀盘外部，后铜套支撑在空心主轴外部。在本专利技术的一个优选实施例中，所述前铜套和后铜套内分别设有防尘圈与密封圈。在本专利技术的一个优选实施例中，所述内套轴的端部可拆卸地设有轴拉盖，所述轴拉盖上设有若干根高强度拉杆，这些高强度拉杆分别与后刀盘连接。在本专利技术的一个优选实施例中，旋转结构包括传动箱、减速器、驱动电机和四根纠偏油缸，所述传动箱设置在泥水仓尾部，并被空心主轴穿过，所述减速器与传动箱连接，所述驱动电机与减速器连接，四根纠偏油缸分别矩阵分布在壳体内，每根纠偏油缸上设有双层止水密封带。在本专利技术的一个优选实施例中，所述供水结构包括控制器、水泵和电箱，所述电箱为控制器供电，所述水泵连接外部水箱，所述若干个泥水仓进水管和若干个土仓进水管分别连接水泵，所述控制器连接水泵。在本专利技术的一个优选实施例中，每个泥水仓进水管和每个土仓进水管上都设有控制阀，控制器分别连接各个控制阀。在本专利技术的一个优选实施例中，所述泥水仓内部设有排渣口、两个对着排渣口冲水的冲泥孔和两个监测泥水仓的第一压力传感器，排泥管连接排渣口，第一压力传感器连接控制器。在本专利技术的一个优选实施例中，所述进水椎体内设有两个第二压力传感器，第二压力传感器连接控制器，在进水椎体上设有若干个通孔，每个土仓进水管对应穿过一个通孔。本专利技术的有益效果是：本专利技术可以有效解决顶管施工中遇到的普遍问题，保证在地质条件复杂多样的隧道顶管施工中顺利应对，解决现有施工中遇到极端复杂多变地质条件下单一出渣模式下束手无策的问题，同时解决现有顶管隧道施工中地面沉降地面渗水等对地面正常的扰动，同时该智能顶管机的自动控制功能大大减少机器操作人员的工作量。提高顶管施工的效率，实现节能减排，避免不必要的施工浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的结构示意图；图2为泥水仓进水管和土仓进水管的安装示意图；图3为前刀盘和后刀盘的配合示意图；图4为伸缩油缸的结构示意图；图5为本专利技术切换为土压平衡泥水输送模式时的结构示意图；图6为本专利技术切换为泥水平衡输送模式时的结构示意图；图7为图5中A-A方向的剖视图；图8为图6中C-C方向的剖视图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见图1至图8，本专利技术提供的泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其包括伸缩油缸100、前刀盘200、后刀盘300、壳体400、泥水仓500、进水椎体600、旋转结构和供水结构。壳体400是安装上述各个部件，为现有机构，此处不加赘述。前刀盘200和后刀盘300之间通过花键201连接，进行导向定位，这样可实现前刀盘200和后刀盘300之间的相对运动。伸缩油缸100是用于分别带动前刀盘200和后刀盘300进行移动。在伸缩油缸100上设有空心主轴110，空心主轴110具体通过连接法兰111与伸缩油缸100连接。在空心主轴110内设有内套轴120，内套轴120可在空心主轴110内设移动，并分别与伸缩油缸100和后刀盘300连接，这样伸缩油缸100可分别驱动空心主轴110和内套轴120移动。前刀盘200具体通过刀盘压盖210与空心主轴110连接，而刀盘中心刀220固定在前刀盘200上。为了可实现内套轴120带动后刀盘300进行移动，在内套轴120的端部可拆卸地设有轴拉盖121，在轴拉盖121上设有若干根高强度拉杆122，这些高强度拉杆122分别与后刀盘300通过螺栓进行连接。在后刀盘300两端分别设有前铜套310和后铜套320，前铜套310支撑在前刀盘200外部，后铜套320支撑在空心主轴110外部，前铜套310和后铜套320是用于后刀盘300的导向耐磨。另外，在前铜套310和后铜套320内分别设有J型防尘圈与Yx型密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其特征在于，所述掘进机包括：壳体；伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在壳体内，所述伸缩油缸上设有空心主轴，所述空心主轴内设有内套轴，所述内套轴与伸缩油缸连接；前刀盘，所述前刀盘与空心主轴固定连接，并与壳体之间形成一次破碎结构；后刀盘，所述后刀盘与前刀盘之间通过花键连接导向定位，所述后刀盘与内套轴连接，所述后刀盘尾部设有若干个月牙形二次破碎条，所述刀盘壳体内设有若干个月牙形二次破碎环，这些月牙形二次破碎环与月牙形二次破碎条相互配合形成二次破碎结构；泥水仓，所述泥水仓设置在后刀盘的尾部，所述泥水仓上设有排泥管；进水椎体，所述进水椎体设置在后刀盘上，并与前刀盘之间形成土仓；旋转结构，所述旋转结构设置在壳体内，并与空心主轴驱动连接；供水结构，所述供水结构设置在壳体内，所述供水结构上设有若干个泥水仓进水管和若干个土仓进水管，这些泥水仓进水管分别连接泥水仓，这些土仓进水管分别穿过进水椎体与土仓相配合。

【技术特征摘要】
1.一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其特征在于，所述掘进机包括：壳体；伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在壳体内，所述伸缩油缸上设有空心主轴，所述空心主轴内设有内套轴，所述内套轴与伸缩油缸连接；前刀盘，所述前刀盘与空心主轴固定连接，并与壳体之间形成一次破碎结构；后刀盘，所述后刀盘与前刀盘之间通过花键连接导向定位，所述后刀盘与内套轴连接，所述后刀盘尾部设有若干个月牙形二次破碎条，所述刀盘壳体内设有若干个月牙形二次破碎环，这些月牙形二次破碎环与月牙形二次破碎条相互配合形成二次破碎结构；泥水仓，所述泥水仓设置在后刀盘的尾部，所述泥水仓上设有排泥管；进水椎体，所述进水椎体设置在后刀盘上，并与前刀盘之间形成土仓；旋转结构，所述旋转结构设置在壳体内，并与空心主轴驱动连接；供水结构，所述供水结构设置在壳体内，所述供水结构上设有若干个泥水仓进水管和若干个土仓进水管，这些泥水仓进水管分别连接泥水仓，这些土仓进水管分别穿过进水椎体与土仓相配合。2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其特征在于，所述前刀盘通过刀盘压盖与空心主轴连接，刀盘中心刀固定在前刀盘上。3.根据权利要求1所述的一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其特征在于，所述后刀盘两端分别设有前铜套和后铜套，所述前铜套支撑在前刀盘外部，后铜套支撑在空心主轴外部。4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡土压平衡双模智能顶管掘进机，其特征在于，所述前铜套和后铜套内分别设有防尘圈与密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根林，舒钢强，彭军，张荣辉，刘永忠，黄德中，蒋芬叶，朱雁飞，贾朝阳，陈培新，许梼，庄欠伟，岳亚军，周凯峰，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，中煤科工集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31