一种长距离岩石顶管用工具节制造技术

本实用新型专利技术涉及一种长距离岩石顶管用工具节，包括前壳体和后壳体，前壳体安装有中继油缸，中继油缸的活塞杆与前壳体固定连接，中继油缸的缸体与后壳体的前端固定连接；后壳体安装有液压控制系统、压泥管道、检测组件和阻岩屑件，液压控制系统与中继油缸通过液压管路连接，压泥管道的输入端与压泥系统相连通，压泥管道的输出端穿出后壳体，阻岩屑件环设于后壳体的外侧，阻岩屑件与压泥管道的输出端相对设置。本实用可减少顶进摩阻力，阻止岩屑堆积，保证管节姿态正确，减小鞭梢效应；同时，还可提供中继接力的作用。相比现有技术，可大幅降低减阻泥浆使用成本，减少管节内注浆管的布置，整体结构简单、易操作，实用性强，经济效益明显。显。显。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离岩石顶管用工具节


[0001]本技术涉及顶管工程
，尤其涉及一种长距离岩石顶管用工具节。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国地下管网的飞速发展，非开挖技术在供水、排水、燃气、电信电缆等公用管线的建设中应用越来越多。其中，顶管技术最具有代表性。
[0003]现有长距离顶管法施工时，存在如下问题：
[0004]1)随着工程日益发展的需求越高，单次顶进长度有达到500米、800米甚至1000米的时候，由于顶管管节之间采用的承插式柔性连接方式，随着顶距越长，顶管的轨迹就会像蛇游一样容易弯曲、起拱，姿态不可控；
[0005]2)顶管机顶进时机头受力不是受竖向的单一方向力，还存在侧向分力，原本顶管机应该是要沿着设计轴线往前顶进的，但是受侧向分力的影响，且在岩石地层中顶进产生岩屑较多，岩石硬度高，岩屑不易被挤压到周边地层中，随着顶距越长岩屑堆积越多，当顶管机液压纠偏后，顶管机容易被憋着向前顶进或者发生扭转，造成顶管机发生偏向顶进轨迹呈波浪形。侧向力和岩屑的影响使得顶管纠偏失效。譬如，顶管机超挖范围的空隙常规保留25mm，在砂卵石地层一般会做到35～45mm。顶进过程中注浆后间隙只有5mm，另外一边可能就会变成40mm甚至45mm或50mm，这样顶进姿态难以控制。
[0006]3)长距离顶管顶进时可以用泥浆填充空隙，但是传统的触变泥浆浓度较低、易水化离析、稳定性较差，容易出现渗漏、流失或水化等情况，注浆填充后不能在顶管机和管节与土体之间的间隙内形成完整的有效的泥浆套，对管节偏向和摆动起不到约束作用，也无法对管节起到支撑作用和减阻效果不理想，在岩层顶进时也无法包裹并带走岩屑，而使大量岩屑堆积在顶管机头底部，引起顶进姿态上漂，鞭鞘效应明显。
[0007]4)受多重因素影响，随着顶距越长，顶管机顶力也不易控制，顶力过小会导致刀盘对开挖面岩土体的贯入力不足，导致掘进困难和顶进姿态难以控制。
[0008]5)长距离顶管顶进时，随着顶距越长，当后方主顶站提供的顶力无法满足长距离顶进要求时会设置中继间做为接力储备，顶进完成后中继间便留在隧道中无法取出。顶距越长，所需中继间数量越多，单个项目则会造成多个中继间的浪费，成本投入高。
[0009]综上，当遇到砂卵石地层、湿陷性黄土、岩层及断裂带等地质条件时，上述问题的存在，会影响长距离顶管施工安全和质量以及施工效率，投入成本也高，特别在长距离岩石顶管中更为突出。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于提出一种长距离岩石顶管用工具节，压泥管道间断性地向工具节的外侧压复合泥浆，使得顶管机和工具节的壳体四周被复合泥浆包围，可以解决传统的触变泥浆难以形成完整的泥浆套，无法提供一定的浮力将管节托住和不能有效支撑顶管机及管节外岩土体的作用，也不能消除岩屑和减小摩阻力，更不能有效保证管节姿态和
减小鞭鞘效应的问题。
[0011]为实现上述目的，本技术提供如下的技术方案：
[0012]一种长距离岩石顶管用工具节，安装在顶管机后方，包括前壳体和后壳体，所述前壳体安装有中继油缸，所述中继油缸的活塞杆与所述前壳体固定连接，所述中继油缸的缸体与所述后壳体的前端固定连接；
[0013]所述后壳体安装有液压控制系统、压泥管道、检测组件和阻岩屑件，所述液压控制系统与所述中继油缸通过液压管路连接，所述压泥管道的输入端与压泥系统相连通，所述压泥系统用于向所述压泥管道输送复合泥浆，所述压泥管道的输出端穿出所述后壳体，所述阻岩屑件环设于所述后壳体的外侧，所述阻岩屑件与所述压泥管道的输出端相对设置，所述阻岩屑件用于避免岩屑沉积，所述检测组件用于检测所述压泥管道的压力和流速。
[0014]可选的，所述压泥管道包括压泥支管和压泥孔；
[0015]所述压泥支管环设于所述后壳体的内侧，所述压泥支管的输入端与所述压泥系统相连通，所述压泥支管的输出端与所述压泥孔的输入端相连通，所述压泥孔设有多个，多个压泥孔均匀环设于所述后壳体，所述压泥孔的输出端与外界相连通；
[0016]所述压泥孔设有单向阀。
[0017]可选的，所述检测组件包括压力表、流速表和电磁阀，所述压力表位于所述压泥支管与所述压泥孔之间，所述流速表位于所述压泥支管与所述压泥孔之间，所述电磁阀位于所述压泥支管和所述压泥孔之间。
[0018]可选的，所述压泥支管与所述压泥系统之间设有挤压泵和打泥泵。
[0019]可选的，所述检测组件还包括压力传感器，所述压力传感器位于所述后壳体的后端，所述压力传感器与所述液压控制系统电连接，所述压力传感器用于检测所述后壳体所受的顶力。
[0020]可选的，所述阻岩屑件为圆环状。
[0021]可选的，所述阻岩屑件的断面形状为楔形。
[0022]可选的，所述后壳体的内壁设有多个封板，多个所述封板分别设置于所述压泥孔的输入端，所述封板和所述压泥孔一一对应。
[0023]与现有技术相比，本技术的实施例具有以下有益效果：
[0024]1.压泥管道间断性向工具节的外侧灌注复合泥浆，复合泥浆可以填充工具节和顶管机外侧的间隙，使得顶管机和工具节的外侧被复合泥浆包围，形成完整的泥浆套，从而可以有效提高减阻的效果，解决了传统的触变泥浆难以形成完整的泥浆套，无法有效起到支护岩土体稳定的作用和达到润滑减阻的效果的问题；
[0025]2.由于顶管机的机头扩挖和泥浆循环导致岩屑和石块向工具节的方向活动，阻岩屑件可以将岩屑和石块阻挡在后壳体的外侧，不仅可以减少压泥管道出现堵塞的情况，还可以减少岩屑与后壳体相撞击并沉积在后壳体的外侧的情况出现；
[0026]3.压泥管道间断性地向工具节的外侧压复合泥浆，使得顶管机和工具节的壳体四周被复合泥浆包围，可以解决传统的触变泥浆难以形成完整的泥浆套，无法提供一定的浮力将管节托住和不能有效支撑顶管机及管节外岩土体的作用，也不能消除岩屑和减小摩阻力，更不能有效保证管节姿态和减小鞭鞘效应的问题。
附图说明
[0027]图1是本技术一实施例一种长距离岩石顶管用工具节的示意图；
[0028]图2是本技术一实施例一种长距离岩石顶管用工具节中压泥管道的示意图；
[0029]图3是图1中的A处的示意图；
[0030]图4是本技术一实施例一种长距离岩石顶管用工具节中阻岩屑件的横剖面图；
[0031]其中，1、前壳体；11、中继油缸；2、后壳体；20、封板；21、液压控制系统；22、压泥管道；221、压泥支管；222、压泥孔；23、检测组件；231、压力表；232、流速表；233、电磁阀；234、压力传感器；24、阻岩屑件；25、挤压泵；3、压泥系统。
具体实施方式
[0032]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长距离岩石顶管用工具节，其特征在于，包括前壳体和后壳体，所述前壳体安装有中继油缸，所述中继油缸的活塞杆与所述前壳体固定连接，所述中继油缸的缸体与所述后壳体的前端固定连接；所述后壳体安装有液压控制系统、压泥管道、检测组件和阻岩屑件，所述液压控制系统与所述中继油缸通过液压管路连接，所述压泥管道的输入端与压泥系统相连通，所述压泥系统用于向所述压泥管道输送复合泥浆，所述压泥管道的输出端穿出所述后壳体，所述阻岩屑件环设于所述后壳体的外侧，所述阻岩屑件与所述压泥管道的输出端相对设置，所述阻岩屑件用于避免岩屑沉积，所述检测组件用于检测所述压泥管道的压力和流速。2.根据权利要求1所述的一种长距离岩石顶管用工具节，其特征在于，所述压泥管道包括压泥支管和压泥孔；所述压泥支管环设于所述后壳体的内侧，所述压泥支管的输入端与所述压泥系统相连通，所述压泥支管的输出端与所述压泥孔的输入端相连通，所述压泥孔设有多个，多个压泥孔均匀环设于所述后壳体，所述压泥孔的输出端与外界相连通；所述压泥孔设有单向阀。3.根据权利要求2所述的一种长距...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪华，谢玉芳，王和川，陈智铭，康金华，
申请(专利权)人：广州金土岩土工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：