【技术实现步骤摘要】
本申请涉及地下隧道工程的顶管设备及施工的，尤其是涉及一种可回退式顶管设备及其施工方法。
技术介绍
1、随着地下空间开发需求日益增加，机械法矩形顶管技术已被广泛应用于地下市政过街通道、地铁出入口、综合管廊、市政车行隧道、地铁短区间隧道等地下工程中。根据目前国内顶管设备制造技术和施工经验，机械法顶管设备尚不能在有钢筋混凝土结构、岩石单轴抗压强度较高的强、微风化岩层、孤石等条件下正常顶进施工。当顶管机掘进时遇到障碍物，需对顶进路线中存在的钢筋混凝土结构的地连墙、支护桩、挡土墙、地下箱涵等既有支护结构或结构物，或者风化岩层、孤石进行清除。
2、场景一：参照图7，当综合管廊或车行隧道矩形顶管顶进路线需穿越既有地铁站时，由于既有地铁车站采用钢筋混凝土结构的地下连续墙或钻孔灌注桩等进行支护，使矩形顶管机无法正常穿越该节点，施工需被迫改变原定路线选择弃壳接收或者其他接收方式来结束顶进。现有解决方案，一般被迫采用明挖或者其他暗挖方法，不仅增加工程施工造价，而且安全风险高，明挖法施工不可避免的要进行地面交通疏解和管线迁改，矿山法暗挖施工对既有地铁车站扰动大，还存在安全风险高、工期不可控等不利情况。
3、场景二：参照图8，当车行隧道顶进路线遇到下穿高速公路等高路堤边坡节点时，需要拓宽存在路堤边坡二次改造，改造可能需要在路堤边坡两端施工多道挡墙支护结构，且使得首次支护的挡墙已被覆盖在顶进路线中的情况。而现有顶管设备无法对位于顶进线路中的挡墙结构进行清除。现有解决方案，采用箱涵顶进方式，不仅使得掌子面施工安全风险高，而且需要有较大
4、综上，当遇到上述类似情况时，如果采用矩形顶管法实施，只需对顶进路线中存在的钢筋混凝土结构的地连墙、支护桩、挡土墙、地下箱涵等既有支护结构或结构物，或者风化岩层、孤石进行清除，既可避免明挖法施工引起的管线迁改、交通疏解、工期不可控，又可避免矿山法暗挖施工人员作业安全风险高、加固成本高，还可避免箱涵顶进法所需占地面积大、工程造价高等不利情况，因此，迫切需要研发一种可回退式顶管设备及其施工方法，以有效解决上述问题。
技术实现思路
1、为了便于清除地下障碍物，降低施工成本和安全风险，提高环境效益，本申请提供一种可回退式顶管设备及其施工方法。
2、一方面，本申请提供一种可回退式顶管设备，采用如下的技术方案：
3、一种可回退式顶管设备，包括:
4、顶管机本体，包括外壳和多个刀具，所述刀具位于所述外壳前侧，且可折叠至位于所述外壳内；
5、多个驱动单元，所述驱动单元与所述刀具一一对应设置，驱动所述刀具旋转；
6、胸板，与所述外壳前端可拆卸连接，包括与所述刀具一一对应的拼接子板，相邻所述拼接子板之间可拆卸连接，所述刀具和所述驱动单元分别设置于所述拼接子板两侧；
7、回退装置，所述回退装置用于在所述胸板与所述外壳拆卸时驱动所述胸板向后移动，在所述拼接子板拆卸时驱动部分所述拼接子板向后滑动。
8、通过采用上述技术方案，刀具和驱动单元通过胸板连接于外壳前侧，当顶进过程中遇到障碍物，将胸板从外壳上拆离，通过回退装置驱动胸板连同各个刀具向后移动进行回退；当回退至合适距离后，刀具与障碍物之间形成人工清障作业空间；将胸板内的一个拼接子板与其他拼接子板分离，利用回退装置驱动被分离出的拼接子板继续回退，拼接子板回退时，与拼接子板连接的刀具和驱动单元也随拼接子板一起回退，当拼接子板回退至合适位置，人员可沿外壳穿过胸板进入人工清障作业空间内，进行清障。无需改变原有顶进路线，也不需要明挖施工，降低了施工成本，提高了施工安全性。
9、可选的，所述刀具包括刀盘主架和转动设置于所述刀盘主架侧壁上的可折叠刀段，所述刀盘主架上还设置有复位件，所述复位件用于驱动所述刀具展开；所述外壳的前端面能够与所述可折叠刀段相抵。
10、通过采用上述技术方案，可折叠刀段转动设置于主刀盘主架的侧壁上，当可折叠刀段朝靠近刀盘主架中心的方向转动时，刀具处于折叠状态，所有刀具折叠能够一同滑动至外壳内部；当可折叠刀段转动至与刀盘主架的端面平齐时，刀具处于展开状态，能够切削土层。当处于展开状态的刀具在回退装置的作用下逐渐滑入外壳内部时，外壳的前端面与可折叠刀段相抵，使得可折叠刀段受压转动至折叠状态；当处于折叠状态的刀具滑出外壳进行复位时，可折叠刀段移动至外壳外，复位件驱动可折叠刀段转动使得刀具恢复至展开状态。
11、可选的，所述外壳内固定有安装环板，所述胸板可拆卸连接于所述安装环板上。
12、通过采用上述技术方案，胸板通过安装环板实现在外壳上的可拆卸连接。
13、可选的，所述回退装置包括驱动件、连接杆和滑动设置于所述外壳后端内的牵引支架，所述连接杆一端固定于所述牵引支架上，另一端与所述拼接子板可拆卸连接，所述驱动件用于驱动所述牵引支架滑动。
14、通过采用上述技术方案，当需要将刀具滑入外壳内时，驱动件驱动牵引支架朝远离外壳的方向滑动，连接杆随牵引支架同时移动，从而拉动拼接子板移动，以间接驱动设置于拼接子板上的刀具滑入外壳内。
15、可选的，所述外壳内设置有筋板，所述驱动件能够进行伸缩，回退胸板时，所述驱动件抵接于所述筋板和所述牵引支架之间。
16、通过采用上述技术方案，驱动件设置于筋板与牵引支架之间，当需要驱动胸板回退时，驱动件伸长，驱动牵引支架朝远离筋板的方向移动，使得连接杆拉动拼接子板向外壳后端移动。
17、可选的，推进胸板时，所述驱动件抵接于所述筋板和所述胸板之间。
18、通过采用上述技术方案，驱动件设置于筋板与胸板之间，当需要推进胸板时，驱动件伸长，推动胸板滑动至外壳前端。
19、可选的，所述回退装置还包括导轨、连接座和设置于连接座一侧的滑轮，所述导轨固定于所述外壳内侧壁上，所述滑轮滑动设置于所述导轨上，所述连接座一侧与所述驱动单元固定连接。
20、通过采用上述技术方案，滑轨滑动设置于导轨内，回退装置拉动拼接子板移动时，设置于拼接子板上的刀具和驱动单元随拼接子板一同移动，驱动单元通过连接座实现了与外壳内壁之间的滑动连接，便于驱动单元回退。
21、另一方面，本申请提供一种可回退式顶管设备的施工方法，采用如下的技术方案：
22、一种可回退式顶管设备的施工方法，包括如下步骤：
23、s1、地层加固：当顶管机本体沿顶进线路顶进遇障碍物时，刀具与障碍物抵触，顶管机本体停机并做好障碍物前后范围内的地层加固处理；
24、s2、形成清障空间：拆开胸板与外壳之间的连接，启动驱动件，使驱动件驱动胸板回退，带动刀具滑入外壳内部，使得刀具与障碍物之间形成人工清障作业空间；
25、s3、设置运输通道：将胸板内的任一拼接子板从胸板内拆离，再次启动驱动件以驱动被拆离的拼接子板进一步回退，设置于拼接子板两侧的刀具和驱动单元随拼接子板一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可回退式顶管设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述刀具（2）包括刀盘主架（21）和转动设置于所述刀盘主架（21）侧壁上的可折叠刀段（22），所述刀盘主架（21）上还设置有复位件，所述复位件用于驱动所述刀具（2）展开；所述外壳（11）的前端面能够与所述可折叠刀段（22）相抵。
3.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述外壳（11）内固定有安装环板（112），所述胸板（4）可拆卸连接于所述安装环板（112）上。
4.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述回退装置（5）包括驱动件（51）、连接杆（52）和滑动设置于所述外壳（11）后端内的牵引支架（53），所述连接杆（52）一端固定于所述牵引支架（53）上，另一端与所述拼接子板（41）可拆卸连接，所述驱动件（51）用于驱动所述牵引支架（53）滑动。
5.根据权利要求4所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述外壳（11）内设置有筋板（13），所述驱动件（51）能够进行伸缩；回退胸板（4）时，
6.根据权利要求5所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，推进胸板（4）时，所述驱动件（51）抵接于所述筋板（13）和所述胸板（4）之间。
7.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述回退装置（5）还包括导轨（54）、连接座（55）和设置于连接座（55）一侧的滑轮（56），所述导轨（54）固定于所述外壳（11）内侧壁上，所述滑轮（56）滑动设置于所述导轨（54）上，所述连接座（55）一侧与所述驱动单元（3）固定连接。
8.一种可回退式顶管设备的施工方法，当顶管机本体（1）正前方遇到障碍物时，使用如权利要求1-7中任意一项中所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种可回退式顶管设备的施工方法，其特征在于，步骤s2还包括:形成人工清障作业空间后，利用始发井内的主顶装置向前推动管节（8）连同外壳（11）前移，直至外壳（11）与障碍物相抵。
10.根据权利要求9所述的一种可回退式顶管设备的施工方法，其特征在于，步骤s4中“利用清障设备清除障碍”包括：将障碍物沿水平方向划分为多个纵向清障区域，将各纵向清障区域沿竖直方向划分多个清障子区域；从外至内依次对各个纵向清障区域进行清理，沿上至下对纵向清障区域内的各个清障子区域进行清理。
...【技术特征摘要】
1.一种可回退式顶管设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述刀具（2）包括刀盘主架（21）和转动设置于所述刀盘主架（21）侧壁上的可折叠刀段（22），所述刀盘主架（21）上还设置有复位件，所述复位件用于驱动所述刀具（2）展开；所述外壳（11）的前端面能够与所述可折叠刀段（22）相抵。
3.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述外壳（11）内固定有安装环板（112），所述胸板（4）可拆卸连接于所述安装环板（112）上。
4.根据权利要求1所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述回退装置（5）包括驱动件（51）、连接杆（52）和滑动设置于所述外壳（11）后端内的牵引支架（53），所述连接杆（52）一端固定于所述牵引支架（53）上，另一端与所述拼接子板（41）可拆卸连接，所述驱动件（51）用于驱动所述牵引支架（53）滑动。
5.根据权利要求4所述的一种可回退式顶管设备，其特征在于，所述外壳（11）内设置有筋板（13），所述驱动件（51）能够进行伸缩；回退胸板（4）时，所述驱动件（51）抵接于所述筋板（13）和所述牵引支架（53）之间。
6.根据权利要求5所述的一种可回...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪华，周丽红，胡伟杰，陈盼盼，王和川，
申请(专利权)人：广州金土岩土工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。