提高开挖面稳定性的矩形顶管机制造技术

本发明专利技术涉及隧道施工设备领域，特别是一种提高开挖面稳定性的矩形顶管机。旨在解决现有技术中平衡—感知查差，灵敏度低的问题。本发明专利技术包括管机的掘进面上安装至少两组切割空间平行的刀头组，所述刀头组包括叶片式刀头，刀头动力源，所述叶片式刀头的底部设有搅拌杆，所述顶管机的掘进面底部设置出泥孔，所述出泥孔后方连接出泥管道，所述出泥管道内安装螺旋输送机，所述螺旋输送机的出料口下方安装料斗，所述料斗安装在送料轨上，所述顶管机后部还包括纠偏部件和顶进油缸，注浆管组包括同轴套装的内部冲洗管和外部改性泥浆管。优点在于：择一通断的泥浆流道，便于形成或清理结泥饼或改性泥浆的细节控制，设备整体的自动化程度更高，同时，流道变化借助液压管路实现自动化控制，也便于后期设备的维护和保养。也便于后期设备的维护和保养。也便于后期设备的维护和保养。

【技术实现步骤摘要】
提高开挖面稳定性的矩形顶管机


[0001]本专利技术涉及隧道施工设备领域，特别是一种提高开挖面稳定性的矩形顶管机。

技术介绍

[0002]施工效果为矩形的顶管掘进机，大多用于加工截面为矩形的隧道，多用于城市地铁施工中，人行通道出入口的施工。该类施工大都面对地下管线众多的问题，主要包括有污水管道、给水管道、雨水管道、通信管道、电力管道、燃气管等。其施工过程中，对管道承压能力、密封性能，施工精度的要求更高。
[0003]在具体的施工中，矩形顶管机的改进多在于：1.如何提高纠偏性能；2.如何提高掘进功率。
[0004]具体的纠偏表现在，顶管机在刚刚进洞时或进洞后的前一段时间，由于刀盘切土所形成的反力远比掘进机与基坑导轨之间摩擦力大，所以整个顶管机有可能发生自转动。当发生自转动时，可以降低推进速度，减小刀盘转矩，同时采取防转措施。通常顶管机进洞时或多或少都会有自转现象发生，即使刀盘转速降得很低，因此在顶管机刚刚进洞一段时间内，我们必须采用一些方法来防止其偏转。如在顶管机一侧吊攀或在井壁之间用一只大吨位的手拉葫芦连接，在顶管机推进的同时，收紧链条，这样可防止掘进机偏转。或在顶管机外壳上焊上挡块，让基坑导轨挡住它的偏转。
[0005]但是申请人在长期一线的工作中，发现，现阶段还是存在如下的问题：1.纠偏采用电子元器件结合液压部件的方式，得到反馈后的反应快速，但是反馈过程本身不够灵敏；2.刀盘负重尤其是结泥饼负重往往影响刀盘掘进施工，而该影响往往不能及时发现，倒是上述反应不够灵敏，往往发现问题时，偏移问题已经比较严重；3.受限于矩形本身的形状，掘进过程中刀头结泥饼清理难度大，而结泥饼恰恰最容易在掘进的起始短发生。
[0006]综上所述，申请人认为现阶段的技术中，存在矩形顶管机掘进细微偏差发现不及时，整体维持平稳均衡能力查，结泥饼难以清理的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了解决现有技术中矩形顶管机掘进细微偏差发现不及时，整体维持平稳均衡能力查，结泥饼难以清理的问题。
[0008]本专利技术的具体方案是：设计一种提高开挖面稳定性的矩形顶管机，顶管机的掘进面上安装至少两组切割空间平行的刀头组，所述刀头组包括叶片式刀头，刀头动力源，所述叶片式刀头的底部设有搅拌杆，所述顶管机的掘进面底部设置出泥孔，所述出泥孔后方连接出泥管道，所述出泥管道内安装螺旋输送机，所述螺旋输送机的出料口下方安装料斗，所述料斗安装在送料轨上，所述顶管机后部还包括纠偏部件和顶进油缸，注浆管组包括同轴套装的内部冲洗管和外部改性泥浆管；所述内部冲洗管和外部改性泥浆管择一通路；
所述外部改性泥浆管内壁设有至少3个定位滑道，对应的所述内部冲洗管的外壁设有定位滑槽，所述定位滑槽的底部设有连接孔内的通孔，所述部冲洗管和外部改性泥浆管间还对应设有锥状阶梯面以实现内部冲洗管通路时外部改性泥浆管断路；所述内部冲洗管的入口端并联低密度注浆支路，所述外部改性泥浆管入口端连接改性泥浆干路；所述内部冲洗管与所述外部改性泥浆管间设有密封式的移动副连接，所述内部冲洗管的尾部突出于所述外部改性泥浆管外侧，同时连接带动其移动的移动动力机构；所述料斗底盘上设有承重检测装置。
[0009]具体实施中，所述移动动力机构包括为所述内部冲洗管提供外部支撑的支撑架，所述支撑架与刀盘支架的后面间设置液压支撑杆组，所述支撑杆组的两端设有铰支连接，每个所述支撑杆组的油缸连接油缸支路，所述油缸支路上设有流量阀。
[0010]具体实施中，所述支撑架上安装工位监控部件，所述工位监控部件包括水平安装的水平仪，还包括所述液压支撑杆组上设置监控液压油路压力的压力检测机构。
[0011]具体实施中，定位滑槽的端部设有刮泥板，所述刮泥板由铬合金制成。
[0012]具体实施中，所述内部冲洗管和外部改性泥浆管间的滑槽为螺旋状滑槽，对应的所述内部冲洗管为组合式管，包括相套装的首管和尾管，所述尾管与所述低密度注浆支路连接，所述首管与所述外部改性泥浆管间经由滑槽移动副连接。
[0013]具体实施中，所述搅拌杆上设有多组平行于轴向的导流槽，所述搅拌杆为转筒状，套装在固定杆上，所述固定杆安装在所述叶片式刀头的背面。
[0014]具体实施中，所述叶片式刀头前表面设有鱼尾刀头，所述鱼尾刀头的底部设有压力感应元件，所述压力感应元件电路连接控制电路，所述控制电路的输出端连接电磁阀门，所述电磁阀门连接纠偏液压部件的控制油路。
[0015]具体实施中，顶管机的掘进面上，刀头覆盖盲区内设置固定搅拌叶，所述固定搅拌叶包括固定轴和套装在所述固定轴上的转筒轴，所述转筒轴的外边缘设有转页，所述固定叶和所述转筒轴间设有密封轴承。
[0016]具体实施中，所述改性泥浆干路上连接有加压泵。
[0017]本专利技术的有益效果在于：择一通断的泥浆流道，便于形成或清理结泥饼或改性泥浆的细节控制，设备整体的自动化程度更高，同时，流道变化借助液压管路实现自动化控制，也便于后期设备的维护和保养；借助重力感应，压力感应，可以从数据上了解掘进面上土压和泥浆的稳定情况，为后续的工作提供精准的工作方案；内外管的设计，便于实现或搅拌挖掘土形成触变泥浆，或冲洗顶管机刀盘的作用，彼此不冲突，且在不同时间内独立使用；导流槽便于低密度注浆可以更好冲洗搅拌杆，冲洗泥饼；搅拌杆的自转设计，便于其上结泥饼的自清理；螺旋沟槽的设计，进一步拓展了冲洗管道的冲洗角度，进一步提高泥饼的冲洗效率，同时，设备的标准化程度高，可以随生产实践进行改进和组装；液压杆组两端铰支连接的设计，一方面为掌子面的受力提供了缓冲支撑，另一方面，用软支撑替换硬支撑，可以有效的在后期进行力学的调节，反向调整掌子面的倾斜，实
现纠偏。
附图说明
[0018]图1是本专利技术结构部分爆炸效果的主视方向示意图；图2是本专利技术结构部分爆炸效果的俯视方向示意图；图3是本专利技术结构部分爆炸效果的左视方向示意图；图4是本专利技术结构部分爆炸效果的右视方向示意图；图5是部分爆炸效果的立体图；图6是本专利技术中注浆管组结构的剖视图；图7是本专利技术中另一工作结构下注浆管组结构的剖视图；图8是另一实施例中首管和尾管的组装示意图；图1、2、5为爆炸效果；图中各部件名称：1. 掘进面；2. 叶片式刀头；3.搅拌杆；4. 出泥管道；5.螺旋输送机的电机；6.减速器；7. 螺旋输送机；8. 料斗；9. 外部改性泥浆管；10. 内部冲洗管；11. 液压支撑杆组；12. 支撑架；13. 通孔；14. 定位滑道；15.定位滑槽；16. 鱼尾刀头；17.注浆管组的安装孔；18.人孔；21. 叶片式刀头的传动箱；22.首管；23.尾管。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
实施例1
[0020]一种提高开挖面稳定性的矩形顶管机，参见图1至图6，顶管机的掘进面1上安装至少两组切割空间平行的刀头组，所述刀头组包括叶片式刀头2，刀头动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高开挖面稳定性的矩形顶管机，顶管机的掘进面（1）上安装至少两组切割空间平行的刀头组，所述刀头组包括叶片式刀头（2），刀头动力源，所述叶片式刀头（2）的底部设有搅拌杆（3），所述顶管机的掘进面（1）底部设置出泥孔，所述出泥孔后方连接出泥管道（4），所述出泥管道（4）内安装螺旋输送机（7），所述螺旋输送机（7）的出料口下方安装料斗（8），所述料斗（8）安装在送料轨上，所述顶管机后部还包括纠偏部件和顶进油缸，其特征在于：注浆管组包括同轴套装的内部冲洗管（10）和外部改性泥浆管（9）；所述内部冲洗管（10）和外部改性泥浆管（9）择一通路；所述外部改性泥浆管（9）内壁设有至少3个定位滑道（14），对应的所述内部冲洗管（10）的外壁设有定位滑槽（15），所述定位滑槽（15）的底部设有连接孔内的通孔（13），所述部冲洗管和外部改性泥浆管（9）间还对应设有锥状阶梯面以实现内部冲洗管（10）通路时外部改性泥浆管（9）断路；所述内部冲洗管（10）的入口端并联低密度注浆支路，所述外部改性泥浆管（9）入口端连接改性泥浆干路；所述内部冲洗管（10）与所述外部改性泥浆管（9）间设有密封式的移动副连接，所述内部冲洗管（10）的尾部突出于所述外部改性泥浆管（9）外侧，同时连接带动其移动的移动动力机构；所述料斗（8）底盘上设有承重检测装置提高开挖面稳定性；所述移动动力机构包括为所述内部冲洗管（10）提供外部支撑的支撑架（12），所述支撑架（12）与刀盘支架的后面间设置液压支撑杆组（11），所述支撑杆组的两端设有铰支连接，每个所述支撑杆组的油缸连接油缸支路，所述油缸支路上设有流量阀。2.如权利要求1所述的提高开挖面稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆军，黄钟晖，吕乾乾，周建军，王炳华，周洋，冯光福，黄志肃，黄奕程，刘昊，徐文平，徐飞，刘松地，汪凤弟，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：