螺旋出土顶管纠偏管头制造技术

本实用新型专利技术涉及地下空间顶管施工设备技术领域，公开了一种螺旋出土顶管纠偏管头。本实用新型专利技术包括套设在钻头外侧、可相对钻头前后伸缩运动的钢管；所述钢管的前端管口为斜形管口，斜形管口向前伸出的尖部的前段沿顶进方向、倾斜朝向钢管的中心轴线方向弯折，形成持续纠偏构件，持续纠偏构件的下方设置有选择纠偏构件，选择纠偏构件沿顶进方向、向远离钢管的中心轴线方向倾斜设置，选择纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角大于持续纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角；钢管侧壁上还设置有吃土槽口。本实用新型专利技术适用于长距离管幕施工，钢管顶进精度高，顶进阻力小，可同时实现钢管顶进和排渣出土。

【技术实现步骤摘要】
螺旋出土顶管纠偏管头
本技术涉及地下空间施工设备
，特别是涉及一种螺旋出土顶管纠偏管头。
技术介绍
在地下空间建设中，中小口径的顶管管幕施工是常用的超前支护方式之一。但是在钢管顶进过程中，由于钢管及钻杆的自身重力与围岩地质具有明显的非均一性，钻杆的顶进角度很难稳定的控制，在顶进的过程中发生偏移。目前使用较为普遍的是采用楔形板进行顶进角度的纠偏，但该方法纠偏时无法实现钢管顶进与排渣出土同步进行，使得钢管的顶进压力较大，而且随着顶进深度的增加，土体与钢管外壁的摩阻力不断加大，施工设备所承受的顶进压力不断增加，不仅加大了施工设备和机具的损耗，存在较大的安全风险，而且大大降低了顶进角度纠偏的精度，限制了其在长距离管幕顶进施工中的使用。
技术实现思路
本技术提供一种适用于长距离管幕顶管施工，钢管顶进精度高，顶进阻力小，钢管纠偏顶进和排渣出土同步进行的螺旋出土顶管纠偏管头。解决的技术问题是：现有楔形板纠偏方式，无法实现钢管纠偏顶进与排渣出土同步进行，钢管的顶进压力较大，大大增加了施工设备所承受的顶进压力，不仅加大了施工设备和机具的损耗，而且大大降低了钢管顶进精度，限制了其在长距离钻进施工中的使用。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：本技术螺旋出土顶管纠偏管头，包括套设在钻头外侧、可相对钻头前后伸缩运动的钢管；所述钢管的前端管口为斜形管口，斜形管口向前伸出的尖部的前段沿顶进方向、倾斜朝向钢管的中心轴线方向弯折，形成持续纠偏构件，持续纠偏构件的下方设置有选择纠偏构件，选择纠偏构件沿顶进方向、向远离钢管的中心轴线方向倾斜设置，选择纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角大于持续纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角；钢管侧壁上还设置有吃土槽口。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述持续纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角为1-5°；持续纠偏构件的上表面与土体直接接触。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述选择纠偏构件为平面钢板或弧面钢板，选择纠偏构件的上表面与持续纠偏构件的前端端面相接触并固定。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述选择纠偏构件的前端边沿倾斜向上延伸，超过持续纠偏构件前端的距离不大于钢管内径的1/8。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述选择纠偏构件与钢管中心轴线之间的夹角为8-20。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述选择纠偏构件下表面的面积为钢管纵截面面积的1/5-3/5。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述吃土槽口包括位于斜形管口两侧相对管壁上的侧壁吃土槽口，所述侧壁吃土槽口为方形通孔，与持续纠偏构件前端的最小距离为钢管外径的1.5-2倍。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述吃土槽口还包括位于斜形管口尾端底部管壁上的底部吃土槽口，所述底部吃土槽口为方形通孔，与斜形管口尾端端面的最小距离为钢管外径的1/5-1/3。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述侧壁吃土槽口或底部吃土槽口的长度为钢管外径的1/5-1/4，宽度为钢管外径的1/5-1/4。本技术螺旋出土顶管纠偏管头，进一步的，所述钢管外壁上设置有减阻钢箍，所述减阻钢箍与侧壁吃土槽口或底部吃土槽口相邻、且位于侧壁吃土槽口或底部吃土槽口远离斜形管口一侧，减阻钢箍为弧面钢板，内侧面与钢管外侧面贴合并焊接固定。本技术螺旋出土顶管纠偏管头与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术螺旋出土顶管纠偏管头套设在钻头外侧，通过改变钻头与钢管的相对位置关系，改变位于钢管前端的选择纠偏构件与土体的接触面积及土体对选择纠偏构件的作用力，进而对顶进的角度进行调整，管头结构简单，制作便捷成本低；操作过程简单灵活，可控性强，纠偏精度准确，纠偏过程钢管顶进与排渣出土同步进行，避免顶进压力突然增大，不会造成钻头或套管的变形。本技术在管头的侧壁和底部设置了吃土槽口和减阻钢箍，减阻钢箍有效阻挡钢管与孔间隙土体后移，使得将钢管侧壁和底部的土体经吃土槽口转入至管内，并逐步通过螺旋钻杆排出管外，从而减小钢管外壁与土体的摩擦力。本技术避免了传统的通过楔形板来实现纠偏的方法，大大简化了纠偏的过程，确保了纠偏过程中的正常排渣，同时避免了对纠偏对钻具的损耗，适用范围广泛，适用于Φ159mm-Φ1000mm的管幕施工，并且适用于土层、砂卵石地层、风化岩等各类复杂地层中。下面结合附图对本技术的螺旋出土顶管纠偏管头作进一步说明。附图说明图1为螺旋出土顶管纠偏管头的主视图；图2为螺旋出土顶管纠偏管头的仰视图；图3为螺旋出土顶管纠偏管头使用状态的结构示意图；图4为螺旋出土顶管纠偏管头纠偏过程的状态示意图。附图标记：1-钢管；2-持续纠偏构件；3-选择纠偏构件；4-侧壁吃土槽口；5-底部吃土槽口；6-减阻钢箍；7-钻头。具体实施方式如图1和图2所示，本技术螺旋出土顶管纠偏管头包括套设在钻头7外侧、可相对钻头7前后伸缩运动的钢管1，套管的管径与钻头7的尺寸相适应。钢管1的前端管口为斜形管口，斜形管口向前伸出的尖部位置设置有持续纠偏构件2和选择纠偏构件3；斜形管口向前伸出的尖部的前段沿顶进方向、倾斜朝向钢管1的中心轴线方向弯折，形成持续纠偏构件2，持续纠偏构件2的长度为1/5-1/3钢管1外径,宽度为1/8-1/4钢管1外径，且与钢管1中心轴线之间的夹角为1-5°；持续纠偏构件2的上表面与土体直接接触。持续纠偏构件2的下方设置有选择纠偏构件3，选择纠偏构件3为厚度不小于6mm的钢板，可以为平面钢板，也可以为弧面钢板，选择纠偏构件3沿顶进方向、向远离钢管1的中心轴线方向倾斜设置，选择纠偏构件3的上表面与持续纠偏构件2的前端端面相接触，并焊接固定，下表面与土体接触；选择纠偏构件3的前端边沿倾斜向上延伸，超过持续纠偏构件2前端的距离不大于钢管1内径的1/8，选择纠偏构件3与钢管1中心轴线之间的夹角为8-20°，选择纠偏构件3下表面的面积为钢管1纵截面面积的1/5-3/5；选择纠偏构件3与钢管1中心轴线之间的夹角大于持续纠偏构件2与钢管1中心轴线之间的夹角，选择纠偏构件3发挥作用时，其角度纠偏能力远大于持续纠偏构件2。钢管1侧壁上还设置有吃土槽口，吃土槽口包括位于斜形管口两侧相对管壁上的侧壁吃土槽口4，以及位于斜形管口尾端底部管壁上的底部吃土槽口5；侧壁吃土槽口4与持续纠偏构件2前端的最小距离为钢管1外径的1.5-2倍，侧壁吃土槽口4为方形通孔，长度为钢管1外径的1/5-1/4，宽度为钢管1外径的1/5-1/4，钢管1侧壁的土体转经侧壁吃土槽口4转入至管内，并逐步通过螺旋钻杆排出管外，从而减小钢管1外壁与土体的摩擦力，同时不会引起沉降；底部吃土槽口5与斜形管口尾端端面的最小距离为钢管1外径的1/5-1/3，底部吃土槽口5为方形通孔，长度为钢管1外径的1/5-1/4，宽度为钢管1外径的1/5-1/4，底部吃土槽口5可以将钢管1底部的局部土体转入至钢管1内，同时由于选择纠偏构件3对角度的控制作用，因此不会发生沉降。钢管1侧壁上还设置有一对减阻钢箍6，减阻钢箍6与侧壁吃土槽口4相邻、且位于侧壁吃土槽口4远离斜形管口一侧，减阻钢箍6为厚度不小于6mm的弧面钢板，内侧面与钢管1外侧面贴合并焊接固定，减阻钢箍6可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：包括套设在钻头（7）外侧、可相对钻头（7）前后伸缩运动的钢管（1）；所述钢管（1）的前端管口为斜形管口，斜形管口向前伸出的尖部的前段沿顶进方向、倾斜朝向钢管（1）的中心轴线方向弯折，形成持续纠偏构件（2），持续纠偏构件（2）的下方设置有选择纠偏构件（3），选择纠偏构件（3）沿顶进方向、向远离钢管（1）的中心轴线方向倾斜设置，选择纠偏构件（3）与钢管（1）中心轴线之间的夹角大于持续纠偏构件（2）与钢管（1）中心轴线之间的夹角；钢管（1）侧壁上还设置有吃土槽口。

【技术特征摘要】
1.螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：包括套设在钻头（7）外侧、可相对钻头（7）前后伸缩运动的钢管（1）；所述钢管（1）的前端管口为斜形管口，斜形管口向前伸出的尖部的前段沿顶进方向、倾斜朝向钢管（1）的中心轴线方向弯折，形成持续纠偏构件（2），持续纠偏构件（2）的下方设置有选择纠偏构件（3），选择纠偏构件（3）沿顶进方向、向远离钢管（1）的中心轴线方向倾斜设置，选择纠偏构件（3）与钢管（1）中心轴线之间的夹角大于持续纠偏构件（2）与钢管（1）中心轴线之间的夹角；钢管（1）侧壁上还设置有吃土槽口。2.根据权利要求1所述的螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：所述持续纠偏构件（2）与钢管（1）中心轴线之间的夹角为1-5°；持续纠偏构件（2）的上表面与土体直接接触。3.根据权利要求1所述的螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：所述选择纠偏构件（3）为平面钢板或弧面钢板，选择纠偏构件（3）的上表面与持续纠偏构件（2）的前端端面相接触并固定。4.根据权利要求3所述的螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：所述选择纠偏构件（3）的前端边沿倾斜向上延伸，超过持续纠偏构件（2）前端的距离不大于钢管（1）内径的1/8。5.根据权利要求1所述的螺旋出土顶管纠偏管头，其特征在于：所述选择纠偏构件（3）与钢管（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小维，刘志鹏，杨眉，杨溪蒙，
申请(专利权)人：北京首尔工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11