机械式泥水平衡开挖机头管制造技术

本实用新型专利技术提供一种机械式泥水平衡开挖机头管，属于顶管施工装置的技术领域，包括机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ、机头外壳Ⅲ、刀盘系统、泥水平衡系统、喷射混凝土系统和同步注浆系统；机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ和机头外壳Ⅲ由前到后依次连接，机头外壳Ⅱ的两端分别与机头外壳Ⅰ的后端板和机头外壳Ⅲ的前端板转动连接。本实用新型专利技术集土体开挖、运输、混凝土喷射、同步注浆多种功能于一体，开挖时可以一并进行后续工作，解决在开挖过程中土体外运的问题，增加开挖土体的固化情况。挖土体的固化情况。挖土体的固化情况。

【技术实现步骤摘要】
机械式泥水平衡开挖机头管


[0001]本技术属于顶管施工装置的
，具体公开了一种机械式泥水平衡开挖机头管。

技术介绍

[0002]城市内部的改造工程中时常伴有给水和排水管道的施工，并且有着穿越部门构筑物的情况，因此在城市改造过程中，对于施工技术和施工沉降控制也提出了更高的要求。
[0003]在城市中地下工程的建设过程中，采用明挖法进行施工时，由于城市的交通压力较大，且周围构筑物较多影响较大，所以明挖施工在城市中并不可取。当地下工程的管线高程较低时，采用盾构施工时易造成施工塌陷等风险，并且盾构施工的资金成本较大，若管线或者地下工程的体量较小时，采用盾构施工进行施工时容易造成施工成本的浪费。
[0004]因此顶管法施工在上述两种施工方式不满足的时候，不但能够很好的运用到工程中，并且在施工过程中精度相对较高，可适用的管径大小可进行调整，且不影响交通状况，覆土厚度不用太深。但是原始的顶管施工中，由于机头管的结构问题，导致施工过程顶管施工机械的组装相对麻烦，且在施工过程中对于开挖土体的处理不能实时处理，增加施工难度，增加施工时间和成本。因此顶管施工中需要对机头管进行改进，以达到简化施工程序，开挖和移土一体化的机头管。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种机械式泥水平衡开挖机头管，集土体开挖、运输、混凝土喷射、同步注浆多种功能于一体，开挖时可以一并进行后续工作，保证工作的连续性和一体性，不会存在由于工序不一样而存在拆卸换器具的情况，可以减少顶管施工中机械拆卸组装而引起的问题，解决在开挖过程中土体外运的问题，增加开挖土体的固化情况。
[0006]为实现上述目的，本技术提供一种机械式泥水平衡开挖机头管，包括机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ、机头外壳Ⅲ、刀盘系统、泥水平衡系统、喷射混凝土系统和同步注浆系统；机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ和机头外壳Ⅲ由前到后依次连接，机头外壳Ⅱ的两端分别与机头外壳Ⅰ的后端板和机头外壳Ⅲ的前端板转动连接；刀盘系统包括刀盘隔板、刀具安装柱、刀具、刀盘连接柱和刀具驱动机构；刀盘隔板安装在机头外壳Ⅰ的前端，中心安装有刀具安装柱；多组刀具与刀具安装柱可拆卸连接，与刀盘隔板围合成刀盘腔；刀盘连接柱连接刀具安装柱和刀具驱动机构；泥水平衡系统包括喷射泥浆储存舱、泥浆喷射管、泥浆喷射装置、泥浆监测装置Ⅰ、废弃泥浆储存舱、泥浆回流管、泥浆外运装置和泥浆监测装置Ⅱ；多个喷射泥浆储存舱呈环形安装在机头外壳Ⅰ的内壁上；泥浆喷射管穿过刀盘隔板，连接喷射泥浆储存舱和刀盘腔；泥浆喷射装置与喷射泥浆储存舱连接，用于将喷射泥浆储存舱中的泥浆通过泥浆喷射管挤压至刀盘腔中；泥浆监测装置Ⅰ安装在刀盘腔中，用于监测刀盘腔中泥浆的情况；废弃泥浆储存舱安装在机头外壳Ⅰ的后端板的前侧；泥浆回流管穿过刀盘隔板和刀具安装柱，连接废弃泥浆储存舱和刀盘腔；泥浆外运装置穿过机头外壳Ⅰ的后端板和机头外壳
Ⅲ
，用于将废弃泥浆储存舱中的废弃泥浆运送至始发工作井外；泥浆监测装置Ⅱ安装在废弃泥浆储存舱中，用于监测废弃泥浆储存舱中废弃泥浆的情况；喷射混凝土系统包括混凝土喷头、混凝土储存舱、混凝土喷射装置、机头外壳Ⅱ旋转装置；混凝土喷头沿着机头外壳Ⅱ的轴线安装；混凝土储存舱设置在机头外壳中，与混凝土喷头之间通过混凝土喷管连接；混凝土喷射装置与混凝土储存舱连接，用于将混凝土储存舱中的混凝土通过混凝土喷管和混凝土喷头喷射至顶管隧道的土层上；机头外壳Ⅱ旋转装置安装在机头外壳Ⅲ的前端板，用于驱动机头外壳Ⅱ旋转；同步注浆系统包括同步注浆储存舱、同步注浆喷射装置、环形橡胶密封圈；多个同步注浆储存舱呈环形安装在机头外壳Ⅲ的内壁上，机头外壳Ⅲ上设置有与同步注浆储存舱连通的注浆喷射口；环形橡胶密封圈套设在管道外，与顶管隧道的土层密封相接；同步注浆喷射装置用于将同步注浆储存舱中的浆液通过注浆喷射口喷射至管道、顶管隧道的土层、环形橡胶密封圈以及机头外壳Ⅲ后端板围合成的环形区域中；刀盘系统、泥水平衡系统、喷射混凝土系统和同步注浆系统均设置有参数控制装置。
[0007]进一步地，参数控制装置通过管线电缆管道与地面工作站连接；管线电缆管道沿着机械式泥水平衡开挖机头管的中心设置。
[0008]进一步地，泥浆喷射管、泥浆回流管和注浆喷射口上均设置有止回阀。
[0009]进一步地，泥浆外运装置包括与废弃泥浆储存舱连接的泥浆排出管，泥浆排出管的出口接皮带运输机。
[0010]进一步地，泥浆排出管围绕管线电缆管道设置。
[0011]进一步地，机械式泥水平衡开挖机头管的中心安装有激光准直装置，内部安装陀螺仪和高度仪。
[0012]进一步地，刀具的数量为8组。
[0013]本技术具有以下有益效果。
[0014]（1）断面尺寸可进行调节。由于刀具是可拆卸的模式，可根据断面尺寸采用不同的刀具组装，适应不同断面尺寸的地下管道施工。
[0015]（2）装置一体化，减少安装步骤。整个机械式泥水平衡开挖机头管，刀具可拆卸，刀盘系统、泥水平衡系统、喷射混凝土系统和同步注浆系统安装在机头外壳上，集土体开挖、运输、混凝土喷射、同步注浆多种功能于一体，省去在施工前期对于机头管组装的步骤，避免由于组装误差引起的施工安全问题。
[0016]（3）施工工作面稳定。在开挖断面采用泥水平衡系统与刀盘系统的配合工作，降低在开挖之后，开挖面由于应力状态发生变化所引起的不安全因素，同时利用喷射混凝土系统将已开挖的土层进行固化，减少由于开挖之后坍塌的情况。
[0017]（4）开挖土体运输快，减少土体堆积而造成的施工停工风险。利用泥浆喷射装置和泥浆外运装置对开挖的土体进行移运，能够做到变开挖边移运，提高施工效率，减少施工停滞时间。
附图说明
[0018]图1为机械式泥水平衡开挖机头管的结构示意图；
[0019]图2为机械式泥水平衡开挖机头管的施工示意图。
[0020]图中：1
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机头外壳Ⅰ；2
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机头外壳Ⅱ；3
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机头外壳Ⅲ；4
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刀盘隔板；5
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刀具安装柱；6
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刀具；7
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刀盘连接柱；8
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刀具驱动机构；9
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喷射泥浆储存舱；10
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泥浆喷射管；11
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泥浆喷射装置；12
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泥浆监测装置Ⅰ；13
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废弃泥浆储存舱；14
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泥浆回流管；15
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泥浆监测装置Ⅱ；16
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混凝土喷头；17
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机头外壳Ⅱ旋转装置；18
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同步注浆储存舱；19
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同步注浆喷射装置；20
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环形橡胶密封圈；21
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管线电缆管道；22
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止回阀；23
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同步注浆系统的参数控制装置；24
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泥浆排出管；25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械式泥水平衡开挖机头管，其特征在于，包括机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ、机头外壳Ⅲ、刀盘系统、泥水平衡系统、喷射混凝土系统和同步注浆系统；所述机头外壳Ⅰ、机头外壳Ⅱ和机头外壳Ⅲ由前到后依次连接，机头外壳Ⅱ的两端分别与机头外壳Ⅰ的后端板和机头外壳Ⅲ的前端板转动连接；所述刀盘系统包括刀盘隔板、刀具安装柱、刀具、刀盘连接柱和刀具驱动机构；所述刀盘隔板安装在机头外壳Ⅰ的前端，中心安装有刀具安装柱；多组刀具与刀具安装柱可拆卸连接，与刀盘隔板围合成刀盘腔；所述刀盘连接柱连接刀具安装柱和刀具驱动机构；所述泥水平衡系统包括喷射泥浆储存舱、泥浆喷射管、泥浆喷射装置、泥浆监测装置Ⅰ、废弃泥浆储存舱、泥浆回流管、泥浆外运装置和泥浆监测装置Ⅱ；多个喷射泥浆储存舱呈环形安装在机头外壳Ⅰ的内壁上；所述泥浆喷射管穿过刀盘隔板，连接喷射泥浆储存舱和刀盘腔；所述泥浆喷射装置与喷射泥浆储存舱连接，用于将喷射泥浆储存舱中的泥浆通过泥浆喷射管挤压至刀盘腔中；所述泥浆监测装置Ⅰ安装在刀盘腔中，用于监测刀盘腔中泥浆的情况；所述废弃泥浆储存舱安装在机头外壳Ⅰ的后端板的前侧；所述泥浆回流管穿过刀盘隔板和刀具安装柱，连接废弃泥浆储存舱和刀盘腔；所述泥浆外运装置穿过机头外壳Ⅰ的后端板和机头外壳Ⅲ，用于将废弃泥浆储存舱中的废弃泥浆运送至始发工作井外；所述泥浆监测装置Ⅱ安装在废弃泥浆储存舱中，用于监测废弃泥浆储存舱中废弃泥浆的情况；所述喷射混凝土系统包括混凝土喷头、混凝土储存舱、混凝土喷射装置、机头外壳Ⅱ旋转装置；所述混凝土喷头沿着机头外壳Ⅱ的轴线安装；所述混凝土储存舱设置在机头外壳中，与混凝土喷头之间通过混凝土喷管连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培仕，蒋丽文，胡继辉，黄亮，
申请(专利权)人：中铁十二局集团第二工程有限公司，
类型：新型
国别省市：