应用于管幕法的土方开挖装置及其开挖方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于管幕法的土方开挖装置及其开挖方法，管幕设于土体内，所述土方开挖装置包括：可在管幕内自行走的行走机构和设于所述行走机构的前侧、且供切削土体的切削机构。本发明专利技术的土方开挖装置在不断前进的同时切削土体，装置各个部件之间的配合较佳，从而提升了施工效率。

Earthwork Excavation Device and Excavation Method Applied to Pipe Curtain Method

【技术实现步骤摘要】
应用于管幕法的土方开挖装置及其开挖方法
本专利技术涉及隧道施工
，特指一种应用于管幕法的土方开挖装置及其开挖方法。
技术介绍
管幕法是一种新型暗挖法施工技术，它的施工原理为在始发井与接收井之间，利用顶管设备将钢管顶进土体，各钢管间依靠锁口相接形成管排，并在锁口空隙注入止水剂以达到止水要求，然后，在管幕的保护下施作地下结构。在软土地区管幕法施工过程中，管幕法多与箱涵顶进施工工艺相结合，在箱涵结构依次顶进的同时，依靠箱涵结构的支撑作用，逐步挖出箱涵结构内土体，最终完成顶推置换施工；或者利用台阶法等土方分部开挖方式结合临时支撑系统，完成管幕下土方开挖作业。然而，这两种施工方法中前者工艺复杂，顶进箱涵所需要的时间较长，施工效率较低；而后者需要分次进行土方开挖，开挖所需的设备较多，同样存在耗时较长、施工效率较低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种应用于管幕法的土方开挖装置及其开挖方法，可以解决现有土方开挖方法施工效率较低的问题。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供了一种应用于管幕法的土方开挖装置，管幕设于土体内，所述土方开挖装置包括：可在管幕内自行走的行走机构；设于所述行走机构的前侧、且供切削土体的切削机构。本专利技术的有益效果是，采用行走机构和切削机构配合，使土方开挖装置能够在管幕内一边切削土体一边前进，从而提升了施工效率。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述切削机构包括可沿中心轴转动的滚筒，所述滚筒的表面设置有切削刀具，所述行走机构通过一驱动杆与所述中心轴连接，且所述驱动杆可转动地连接于所述行走机构，通过驱动所述驱动杆转动从而带动所述滚筒摆动。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述行走机构上设有连接于所述驱动杆远离所述滚筒的一端、且可伸缩的驱动设备，通过驱动所述驱动设备伸缩从而带动所述驱动杆转动。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述滚筒水平设置。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述切削刀具呈螺旋状布设于所述滚筒的表面。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，一前壳体，所述前壳体上设有可顶撑并固定于管幕的前顶撑组件；一后壳体，所述后壳体上设有可顶撑并固定于管幕的后顶撑组件；以及设于所述前壳体与后壳体之间的顶进设备。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述土方开挖装置还包括设于所述前壳体的前支撑件和对应所述前支撑件设置且可伸缩的前顶撑设备，所述前顶撑设备伸长时其端部抵靠于所述前支撑件，从而使得所述前支撑件抵靠于管幕的表面，且通过所述前壳体上相对两侧的前支撑件顶撑于管幕相对的两个内表面从而实现所述前壳体固定于所述管幕；所述土方开挖装置还包括设于所述后壳体的后支撑件和对应所述后支撑件设置且可伸缩的后顶撑设备，所述后顶撑设备伸长时其端部抵靠于所述后支撑件，从而使得所述后支撑件抵靠于管幕的表面，且通过所述后壳体上相对两侧的后支撑件顶撑于管幕相对的两个内表面从而实现所述后壳体固定于所述管幕。本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的进一步改进在于，所述前支撑件和后支撑件的表面形成有适配于所述管幕的弧形凹槽。本专利技术还提供了一种利用上述的应用于管幕法的土方开挖装置的实施的开挖方法，包括：在将管幕打进土体内后，在管幕内挖除一部分土体以形成供容置所述土方开挖装置的容置空间；将所述开挖装置放入所述容置空间内，然后令所述行走机构在所述管幕内行走，同时利用所述切削机构切削土体。本专利技术应用于管幕法的土方开挖方法的进一步改进在于，所述行走机构包括一前壳体、设于所述前壳体上且可顶撑并固定于管幕的前顶撑组件、一后壳体、设于所述后壳体上且可顶撑并固定于管幕的后顶撑组件以及设于所述前壳体与后壳体之间的顶进设备；所述行走机构在所述管幕内行走时，使所述后壳体与所述管幕固定并解除所述前壳体与所述管幕的固定连接，然后启动所述顶进设备以使所述顶进设备推动所述前壳体向远离所述后壳体的方向移动，同时启动所述切削机构切削土体；在所述前壳体与所述后壳体的间距到达设定间距时，停止所述切削机构，使所述前壳体与所述管幕固定并解除所述后壳体与所述管幕的固定连接，然后启动所述顶进设备以使所述顶进设备拉动所述后壳体向靠近所述前壳体的方向移动。附图说明图1为本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的结构示意图。图2为本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的侧剖视图。图3为本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置前壳体处的剖视图。图4为本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置后壳体处的剖视图。图5为本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置的后视图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参阅图1，本专利技术提供了一种应用于管幕法的土方开挖装置，在不断前进的同时切削土体，且进一步还同时完成了支撑框架的拼装，具有施工耗时短、效率高的优势。在开挖土方前，管幕已设置在土体内，且管幕的截面为一封闭的图形。下面结合附图对本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置进行说明。如图1和图2所示，本专利技术应用于管幕法的土方开挖装置包括：可在管幕内自行走的行走机构1和设于所述行走机构1的前侧的切削机构4。本专利技术中，行走机构1的前侧对应行走机构行走方向的一侧，即面对土体的一侧；后侧对应行走机构行走方向的反向的一侧，即面对开挖完成的空间的一侧。行走机构1包括前壳体10、设于前壳体且可顶撑并固定于管幕的前顶撑组件、后壳体20、设于后壳体且可顶撑并固定于管幕的后顶撑组件以及设于前壳体与后壳体之间的顶进设备30。如图1至图3所示，切削机构4设于前壳体远离后壳体的一侧，且用于切削土体。切削机构4包括可沿中心轴402转动的滚筒40，滚筒40通过设于其内部的电机驱动而旋转，滚筒40的表面设置有切削刀具401，前壳体10通过一驱动杆41与中心轴402连接，且驱动杆41的中部可转动地连接于前壳体10，前壳体10上还设有连接于驱动杆41远离滚筒40的一端、且可伸缩的驱动设备42，通过驱动该驱动设备42带动所述驱动杆41转动，进而带动滚筒40摆动。具体地，前壳体10内部通过一封闭板封闭，该封闭板上开设有供驱动杆41穿过的洞口101，且前壳体10位于洞口101处设有加劲板15，加劲板15与驱动杆41的中部可转动地连接，且驱动设备42设于前壳体10的封闭板靠近后壳体的表面，该驱动设备42为气缸，其倾斜设置，且气缸的一端可转动地连接于前壳体10的中部、另一端可转动地连接于驱动杆41远离滚筒的一端。启动驱动设备42使其伸长时，驱动设备42给驱动杆41端部推力以使驱动杆41转动，继而使滚筒40向靠近中心的方向摆动；反之，启动驱动设备42使其缩短时，驱动设备42给驱动杆41端部拉力以使驱动杆41转动，继而使滚筒40向远离中心的方向摆动。在本实施例中，滚筒40的数量为四个，且滚筒40摆动轨迹在隧道截面上的投影的面积接近隧道截面上管幕内部的面积。进一步地，由于滚筒40摆动角度有限，其无法切削位于前壳体与管幕之间的土体，为此，前壳体10的表面还凸设有供清除前壳体与管幕之间的土体的清土刷14。在顶进设备30推动前壳体10向远离后壳体的方向移动时，清土刷14刮过前壳体与管幕之间的间隙并将位于该间隙内的残留土体刮落，防止土体在该间隙中堆积导致对前支撑件及后支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于管幕法的土方开挖装置，管幕设于土体内，其特征在于，所述土方开挖装置包括：可在管幕内自行走的行走机构；设于所述行走机构的前侧、且供切削土体的切削机构。

【技术特征摘要】
1.一种应用于管幕法的土方开挖装置，管幕设于土体内，其特征在于，所述土方开挖装置包括：可在管幕内自行走的行走机构；设于所述行走机构的前侧、且供切削土体的切削机构。2.如权利要求1所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述切削机构包括可沿中心轴转动的滚筒，所述滚筒的表面设置有切削刀具，所述行走机构通过一驱动杆与所述中心轴连接，且所述驱动杆可转动地连接于所述行走机构，通过令所述驱动杆转动从而带动所述滚筒摆动。3.如权利要求2所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述行走机构上设有连接于所述驱动杆远离所述滚筒的一端、且可伸缩的驱动设备，通过驱动所述驱动设备伸缩从而带动所述驱动杆转动。4.如权利要求2所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述滚筒水平设置。5.如权利要求2所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述切削刀具呈螺旋状布设于所述滚筒的表面。6.如权利要求1所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述行走机构包括：一前壳体，所述前壳体上设有可顶撑固定于管幕的前顶撑组件；一后壳体，所述后壳体上设有可顶撑固定于管幕的后顶撑组件；以及设于所述前壳体与后壳体之间的顶进设备。7.如权利要求6所述的应用于管幕法的土方开挖装置，其特征在于，所述前顶撑组件包括前支撑件和对应所述前支撑件设置且可伸缩的前顶撑设备，所述前顶撑设备伸长时其端部抵靠于所述前支撑件，从而使得所述前支撑件抵靠于管幕的表面，且通过所述前壳体上相对两侧的前支撑件顶撑于管幕相对的两个内表面从而实现所述前壳体固定于所述管...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟强，朱雁飞，裴裂烽，王茂东，张世宏，赵笑鹏，王胜勇，吴兆宇，庄欠伟，彭世宝，杨正，袁玮皓，张弛，徐天明，陆杰，孙骏，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，上海盾构设计试验研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31