一种市政顶管结构及其施工方法技术

本发明专利技术属于顶管领域，尤其涉及一种市政顶管结构及其施工方法，它包括圆筒、刀座A、刀头、刀座B和动力装置等，其中圆筒内安装有圆形固定板A，固定板A中心处的轴槽A中旋转配合有轴A，轴A被安装在圆筒内的动力装置驱动旋转；钻头对较硬岩层工作面进行钻孔和对钻孔进一步的扩孔敲击破碎，使得刀座A和刀座B上的刀头在现有的较小功率的动力装置的带动下对较硬岩层进行掘进顶管施工，降低了对动力装置的功率要求标准，使得本发明专利技术可以在较小功率的动力装置的带动下进行高效的掘进顶管施工，降低顶管施工中顶管装置的整体成本，提高顶管施工的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种市政顶管结构及其施工方法
本专利技术属于顶管领域，尤其涉及一种市政顶管结构及其施工方法。
技术介绍
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不破坏环境;不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。现有技术的大截面顶管施工中，安装有刀片的顶头由于动力装置的功率限制导致其对岩石层的掘进速度较慢，且刀片磨损严重。为了使得大截面岩石成掘进的有效进行，传统的方式是通过在顶头的前方的岩层工作面开凿若干孔洞，从上方将岩层进行击碎，此种方式的掘进效率较低。另外，如果刀片的强度足够大情况下，大截面顶头破碎岩石层进行掘进需要大功率的动力装置。在考虑成本情况下，大多数动力装置无法满足大截面顶头对岩层的破碎掘进要求。一般通过在岩层上用较小直径的钻头钻出钻孔，对钻孔进行扩孔，从而完成岩层的掘进，其效率较低。所以，基于现有动力装置设计一种高效地进行大截面岩层掘进的顶管装置很有必要。本专利技术设计一种市政顶管结构及其施工方法解决如上问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术公开一种市政顶管结构及其施工方法，它是采用以下技术方案来实现的。在本专利技术的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。一种市政顶管结构及其施工方法，它包括圆筒、圆环A、刀座A、刀头、圆环B、刀座B、轴A、固定板A、齿圈A、齿圈B、齿圈C、齿圈D、齿轮C、齿轮D、齿轮E、环板A、动力装置、轴B、齿轮F、环板B、液压柱A、钻头、十字万向节、液压柱B、滑套、限位块、压力弹簧、螺旋提升设备，其中圆筒内安装有圆形固定板A，固定板A中心处的轴槽A中旋转配合有轴A，轴A被安装在圆筒内的动力装置驱动旋转；轴A两端分别安装有环板A和圆环B；与圆筒一端旋转配合的圆环A通过周向均匀分布的六个刀座A与中心处的圆环B固连；每个刀座A上均安装有两排径向均匀分布的刀头；固定板A的板面上旋转配合有同中心轴线的齿圈A、齿圈B、齿圈C和齿圈D，齿圈A被动力装置驱动旋转。齿圈A的外圆柱齿面和齿圈B的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮C啮合，齿圈B的外圆柱齿面和齿圈C的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮D啮合，齿圈C的外圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮E啮合；固定板A上旋转旋转且轴向滑动配合有六组轴B，每组具有三个径向均匀分布且与齿圈B、齿圈C和齿圈D一一对应的轴B；齿圈B的内圆柱齿面、齿圈C的内圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面分别与同圆六个轴B上安装的齿轮F啮合；每个轴B末端均通过可自主复位的十字万向节安装有钻头，钻头与相应刀座A上的活动孔配合。与六组轴B旋转配合的环板B被周向均匀地安装于圆筒内且轴向伸缩的若干液压柱A驱动；固定板A上周向均匀安装有两个径向伸缩的液压柱B，液压柱B位于齿圈A内；每个液压柱B末端均通过连接杆安装有滑套，每个滑套两端内均径向滑动有限位块；滑套内安装有对相应两个限位块进行复位的压力弹簧；远离轴A的限位块与齿圈A内壁上周向均匀分布的六个限位槽A配合，靠近轴A的限位块与环板A外柱面上周向均匀分布的六个限位槽B配合；固定板A底部的排渣槽处安装有清理泥沙的螺旋提升装置。作为本技术的进一步改进，上述轴B周向旋转且轴向滑动于固定板A上的轴槽B内，每个轴槽B处均安装有与相应轴B、十字万向节和钻头配合的轴套。轴套在钻头对岩层进行钻削时防止十字万向节机构在钻头与岩层相互作用下产生相对于相应轴B的摆动，保证钻头在岩层上钻出孔前不发生相对于相应轴B的摆动，在保护钻头不受损坏的同时提高钻头钻削的效率。作为本技术的进一步改进，上述圆筒外柱面上安装的环套C旋转于圆环A内壁上的环槽A内；轴A上安装有环套A，环套A旋转于轴槽A内壁上的环槽B中；轴B与环板B上的轴槽C旋转配合，安装在轴B上的环套B旋转于相应轴槽C内壁上的环槽C内；环板B通过若干液压柱A与安装于圆筒内的固定板C连接；动力装置安装在固定板C上，动力装置的输出轴穿过环板B与安装于圆筒内的固定板B上的轴槽E旋转配合；轴B与固定板B上的轴槽D旋转配合；螺旋提升装置穿过固定板B和固定板C上的排渣槽。作为本技术的进一步改进，上述十字万向节中相互交叉的两个万向节叉与十字轴之间安装有对两个万向节叉相对摆动复位的涡卷弹簧；涡卷弹簧一端与相应万向节叉连接，另一端与十字轴连接。在刀座A对钻头所在的钻柄进行往复敲击过程中，在涡卷弹簧的复位作用下，十字万向节带动相应钻头对所在钻孔进行往复敲击，使得钻孔内壁上的岩石更容易被破碎，提高钻头对钻孔内壁的破碎效率。作为本技术的进一步改进，上述齿圈A上安装有梯形导环A，梯形导环A旋转于环板A上的环形梯形导槽A内；齿圈B上安装有梯形导环B，梯形导环B旋转于环板A上的环形梯形导槽B内；齿圈C上安装有梯形导环C，梯形导环C旋转于环板A上的环形梯形导槽C内；齿圈D上安装有梯形导环D，梯形导环D旋转于环板A上的环形梯形导槽D内；每个限位块上均对称安装有两个导向块，两个导向块分别滑动于相应滑套内壁上的两个导向槽内。导向槽与导向块的配合保证限位块不会脱离滑套的同时使得相应压力弹簧始终处于压缩状态，保证当限位块与齿圈A的内柱面或圆环C的外柱面相抵时，限位块可以更加快速地进入与之相对的限位槽A或限位槽B中，从而瞬间完成对齿圈A与固定板A相对旋转或固定板A与圆环C的相对旋转的锁定。作为本技术的进一步改进，上述环板A板面上安装有同中心轴线的圆环C，与限位块配合的六个限位槽B周向均匀地开设在圆环C的外柱面上；液压柱B通过固定座安装在固定板A上；环板A上安装有三个周向均匀分布的齿轮B，三个齿轮B与齿圈A的内圆柱齿面啮合；动力装置的输出轴上安装有与三个齿轮B啮合的齿轮A；圆环B中部安装有外凸的刀座B，刀座B上安装有两排均匀分布的刀头。导座B上的刀头对岩层上位于圆环B中部的岩层进行钻削，提高本专利技术在岩层中钻削掘进的推进速度。作为本技术的进一步改进，①，将齿圈A与固定板A的相对旋转锁定，启动动力装置带动安装在刀座A和刀座B上的刀头对岩层进行钻削掘进；②，将圆环C与固定板A的相对旋转锁定，同时启动动力装置和若干液压柱A带动全部钻头向岩层工作面进给钻孔；③，回缩钻头并将齿圈A与固定板A的相对旋转锁定，动力装置带动刀座A和刀座B上的刀头进行掘进；④，停止动力装置运行，保证钻头位于相邻两个刀座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种市政顶管结构，其特征在于：它包括圆筒、圆环A、刀座A、刀头、圆环B、刀座B、轴A、固定板A、齿圈A、齿圈B、齿圈C、齿圈D、齿轮C、齿轮D、齿轮E、环板A、动力装置、轴B、齿轮F、环板B、液压柱A、钻头、十字万向节、液压柱B、滑套、限位块、压力弹簧、螺旋提升设备，其中圆筒内安装有圆形固定板A，固定板A中心处的轴槽A中旋转配合有轴A，轴A被安装在圆筒内的动力装置驱动旋转；轴A两端分别安装有环板A和圆环B；与圆筒一端旋转配合的圆环A通过周向均匀分布的六个刀座A与中心处的圆环B固连；每个刀座A上均安装有两排径向均匀分布的刀头；固定板A的板面上旋转配合有同中心轴线的齿圈A、齿圈B、齿圈C和齿圈D，齿圈A被动力装置驱动旋转；/n齿圈A的外圆柱齿面和齿圈B的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮C啮合，齿圈B的外圆柱齿面和齿圈C的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮D啮合，齿圈C的外圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮E啮合；固定板A上旋转旋转且轴向滑动配合有六组轴B，每组具有三个径向均匀分布且与齿圈B、齿圈C和齿圈D一一对应的轴B；齿圈B的内圆柱齿面、齿圈C的内圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面分别与同圆六个轴B上安装的齿轮F啮合；每个轴B末端均通过可自主复位的十字万向节安装有钻头，钻头与相应刀座A上的活动孔配合；/n与六组轴B旋转配合的环板B被周向均匀地安装于圆筒内且轴向伸缩的若干液压柱A驱动；固定板A上周向均匀安装有两个径向伸缩的液压柱B，液压柱B位于齿圈A内；每个液压柱B末端均通过连接杆安装有滑套，每个滑套两端内均径向滑动有限位块；滑套内安装有对相应两个限位块进行复位的压力弹簧；远离轴A的限位块与齿圈A内壁上周向均匀分布的六个限位槽A配合，靠近轴A的限位块与环板A外柱面上周向均匀分布的六个限位槽B配合；固定板A底部的排渣槽处安装有清理泥沙的螺旋提升装置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种市政顶管结构，其特征在于：它包括圆筒、圆环A、刀座A、刀头、圆环B、刀座B、轴A、固定板A、齿圈A、齿圈B、齿圈C、齿圈D、齿轮C、齿轮D、齿轮E、环板A、动力装置、轴B、齿轮F、环板B、液压柱A、钻头、十字万向节、液压柱B、滑套、限位块、压力弹簧、螺旋提升设备，其中圆筒内安装有圆形固定板A，固定板A中心处的轴槽A中旋转配合有轴A，轴A被安装在圆筒内的动力装置驱动旋转；轴A两端分别安装有环板A和圆环B；与圆筒一端旋转配合的圆环A通过周向均匀分布的六个刀座A与中心处的圆环B固连；每个刀座A上均安装有两排径向均匀分布的刀头；固定板A的板面上旋转配合有同中心轴线的齿圈A、齿圈B、齿圈C和齿圈D，齿圈A被动力装置驱动旋转；
齿圈A的外圆柱齿面和齿圈B的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮C啮合，齿圈B的外圆柱齿面和齿圈C的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮D啮合，齿圈C的外圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮E啮合；固定板A上旋转旋转且轴向滑动配合有六组轴B，每组具有三个径向均匀分布且与齿圈B、齿圈C和齿圈D一一对应的轴B；齿圈B的内圆柱齿面、齿圈C的内圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面分别与同圆六个轴B上安装的齿轮F啮合；每个轴B末端均通过可自主复位的十字万向节安装有钻头，钻头与相应刀座A上的活动孔配合；
与六组轴B旋转配合的环板B被周向均匀地安装于圆筒内且轴向伸缩的若干液压柱A驱动；固定板A上周向均匀安装有两个径向伸缩的液压柱B，液压柱B位于齿圈A内；每个液压柱B末端均通过连接杆安装有滑套，每个滑套两端内均径向滑动有限位块；滑套内安装有对相应两个限位块进行复位的压力弹簧；远离轴A的限位块与齿圈A内壁上周向均匀分布的六个限位槽A配合，靠近轴A的限位块与环板A外柱面上周向均匀分布的六个限位槽B配合；固定板A底部的排渣槽处安装有清理泥沙的螺旋提升装置。


2.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述轴B周向旋转且轴向滑动于固定板A上的轴槽B内，每个轴槽B处均安装有与相应轴B、十字万向节和钻头配合的轴套。


3.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述圆筒外柱面上安装的环套C旋转于圆环A内壁上的环槽A内；轴A上安装有环套A，环套A旋转于轴槽A内壁上的环槽B中；轴B与环板B上的轴槽C旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱如南，熊忠武，宋帅杰，叶宏峰，姜敏，黄坤，徐志刚，
申请(专利权)人：汇绿园林建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33