格栅式方断面非开挖顶管掘进设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备，包括吊车、顶管油缸、方断面砼管、方断面导向砼管、方断面外顶铁、方形护套、方断面顶管加力装置、方断面格栅顶冲工作头或前冲式方断面顶冲工作头以及导轨；顶冲工作头由焊接为一体的方断面顶冲头外框、方断面顶冲头内框和格栅组成，外框的一个端面设有刀口，顶冲头底部设有能通过所述导轨的长方形通透窗口；顶管加力装置由方断面油缸顶铁、安装在方断面油缸顶铁外框内侧周边的加力油缸和方断面活塞杆顶铁组成。本实用新型专利技术适用于非露天开挖掘进穿越铁路、公路、古建筑物、植被保护层或小河流的隧洞，能够有效地控制作业面土层溜坍，减少地表变形，达到安全、高效、文明、环保施工目的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种非露天挖掘隧洞的掘进设备，特别是一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备。
技术介绍
随着我国铁路建设的飞速发展，下行横穿铁路线的非露天开挖的隧洞工程越来越 多，对于这些分散的小型(直径0. 8-3. 0米涵洞)工程长期以来都是采用轨束梁、工字钢、 军便梁加固线路后进行顶进施工，按正常情况每个工点施工至少需要分别五次封锁线路， 施工期间列车须限速25-45公里/小时运行，尤其是线路上进行人工挖便梁支墩孔桩，直接 破坏路基的稳定，影响铁路运输秩序和安全生产。 对于长度较大的隧洞工程也有采用旋转刀盘掘进机的施工方法，但施工期间更换 刀盘复杂、困难，特别是顶推与刀盘旋转经常不同步会导致刀盘旋转时间超长，易形成空 洞，导致冒顶塌方；如遇突来障碍或土体变化，刀盘不能旋转切割，甚至损坏刀盘；掘进过 程中易产生偏差需经常进行纠偏，纠偏后管子会与土体产生缝隙，导致土体易下沉；刀盘直 径比管体大，会产生缝隙，长时间顶推管子会导致土体沉降。
技术实现思路
本技术的目的是提供了一种非露天挖掘隧洞并可防止隧洞地表变形、施工安 全可靠的格栅式方断面非开挖顶管掘进设备；适用于非露天开挖掘进穿越铁路、公路、古建 筑物、植被保护层或小河流的隧洞。 为解决上述技术问题，本技术的技术方案是一种格栅式方断面非开挖顶管 掘进设备，包括顶管油缸及其液压站、方断面砼管、吊车、外顶铁、方形护套、方断面顶管加 力装置、方断面导向砼管、方断面格栅顶冲工作头或前冲式方断面顶冲工作头以及安置在 方断面格栅顶冲工作头或前冲式方断面顶冲工作头下面的导轨。 所述方断面格栅顶冲工作头由焊接为一体的方断面顶冲头外框、方断面顶冲头内 框和格栅组成，方断面格栅顶冲工作头垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管垂直轴线的 断面尺寸相等；方断面顶冲头外框垂直于轴线的一个端面设有刀口，格栅与方断面顶冲头 外框带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框的端头焊接为一体；方断面顶冲头外框垂直于轴 线的另一个端面设有平口接头；方断面格栅顶冲工作头的底部设有能通过所述导轨的长方 形通透窗口。 所述前冲式方断面顶冲工作头由焊接为一体的前冲式方断面顶冲头外框、方断面顶冲头内框和格栅组成前冲式方断面顶冲工作头垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管 垂直轴线的断面尺寸相等；前冲式方断面顶冲头外框与轴线夹角为a =40° -70°的一个端面设有刀口，格栅与前冲式方断面顶冲头外框带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框的端头焊接为一体；前冲式方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面设有平口接头。 所述方断面砼管和方断面导向砼管为中空方柱体，方断面砼管和方断面导向砼管的端面设有平口接头；在两根方断面砼管的接头处设有方形护套。 所述方断面顶管加力装置由方断面油缸顶铁、安装在方断面油缸顶铁外圈内侧周 边的加力油缸和方断面活塞杆顶铁组成；所述方断面活塞杆顶铁的一端紧固装有套入方断 面油缸顶铁外圈的方断面套管，方断面套管的内圈与方断面油缸顶铁的外圈滑动配合，加 力油缸的活塞杆端头顶住方断面活塞杆顶铁；方断面活塞杆顶铁和方断面油缸顶铁的外径 与所述方断面砼管外径相等，方断面活塞杆顶铁和方断面油缸顶铁的端面设有与方断面砼 管端面相配合的平口接头。 所述外顶铁垂直轴线的断面尺寸与方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等，外顶铁端面的平口接头与方断面砼管端面相配合，外顶铁包括方断面外顶铁或马蹄形外顶铁；方断面外顶铁或马蹄形外顶铁的宽度相等并小于顶管油缸及加力油缸的行程。 所述方断面活塞杆顶铁、方断面油缸顶铁、方断面外顶铁或方断面砼管端面的平口接头包括一端带密封环的方锥形接头和另一端带方形护套的接头，方形护套垂直轴线的断面尺寸与方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等，方形护套的内面与带密封环的方锥形接头配合套接。 所述方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面所设的平口接头是由方断面顶 冲头外框的内面与方断面砼管带密封环的方锥形接头配合套接。 所述前冲式方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面所设的平口接头是由前冲式方断面顶冲头外框的内面与方断面砼管带密封环的方锥形接头配合套接。 本技术的有益效果是 1.本技术适用于非露天开挖掘进穿越铁路、公路、古建筑物、植被保护层或小 河流的隧洞，隧洞的直径为0. 8-4.0米；掘进穿越铁路的隧洞时，不需要采用轨束梁、工字 钢、军便梁加固铁路线路后进行顶进施工，避免因进行人工挖便梁支墩孔桩，直接破坏路基 的稳定，影响铁路运输秩序和安全生产。 2.能够有效地控制作业面土层溜坍，消除了管道周围与土体之间的空隙，保持原 状土体的基本状况，从而最大限度减少地表变形对周边建筑物的不利影响，最大程度降低 安全风险，达到安全、高效、文明、环保施工目的。 3.由于在管底铺设了导轨，因此在顶进时不会产生偏差；顶冲工作头设有格栅 板，避免了迎面土体的塌方；格栅板灵活多变如遇突来障碍可人工排除，不影响连续施工。 4.紧随导向砼管和格栅顶冲工作头，设有顶管加力装置，解决了位于隧洞外端工 作井的顶管油缸推进阻力过大的难题。附图说明图1是非露天开挖掘进铁路涵洞的施工剖面示意图。 图2是格栅式方断面非开挖顶管掘进设备施工示意图。 图3是格栅方断面顶冲工作头的结构示意图。 图4是图3的右视图。 图5是前冲式方断面顶冲工作头的结构示意图。 图6是方断面顶管加力装置的结构示意图。 图7是图6的C-C剖视图。 图8是方断面外顶铁的结构示意图。 图9是图8的左视图。 图10是马蹄形外顶铁的示意图。 图11是砼管的平口接头示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 实施例1如图1-11所示一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备，包括顶管油缸 1及其液压站、方断面砼管3、吊车、外顶铁、方形护套5、方断面顶管加力装置6、方断面导向 砼管7、方断面格栅顶冲工作头8或前冲式方断面顶冲工作头20以及安置在方断面格栅顶 冲工作头8或前冲式方断面顶冲工作头20下面的导轨4。 所述方断面格栅顶冲工作头8由焊接为一体的方断面顶冲头外框12、方断面顶冲 头内框13和格栅14组成，方断面格栅顶冲工作头8垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼 管3垂直轴线的断面尺寸相等；方断面顶冲头外框12垂直于轴线的一个端面设有刀口 15， 格栅14与方断面顶冲头外框12带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框13的端头焊接为一 体；方断面顶冲头外框12垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；方断面格栅顶冲工作头 8的底部设有能通过所述导轨4的长方形通透窗口 16。 所述前冲式方断面顶冲工作头20由焊接为一体的前冲式方断面顶冲头外框19、 方断面顶冲头内框13和格栅14组成前冲式方断面顶冲工作头20垂直轴线的断面尺寸与 所述方断面砼管3垂直轴线的断面尺寸相等；前冲式方断面顶冲头外框19与轴线夹角为 a =55°的一个端面设有刀口 15，格栅14与前冲式方断面顶冲头外框19带刀口端的内侧 及方断面顶冲头内框13的端头焊接为一体；前冲式方断面顶冲头外框19垂直于轴线的另 一个端面设有平口接头。 所述方断面砼管3和方断面导向砼管7为中空方柱体，方断面砼管3和方断面导 向砼管7的端面设有平口接头；在两根方断面砼管3的接头处设有方形护套5。 所述方断面顶管加力装置6由方断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备，包括顶管油缸（１）及其液压站、方断面砼管（３）和吊车，其特征在于：还包括外顶铁、方形护套（５）、方断面顶管加力装置（６）、方断面导向砼管（７）、方断面格栅顶冲工作头（８）或前冲式方断面顶冲工作头（２０）以及安置在方断面格栅顶冲工作头（８）或前冲式方断面顶冲工作头（２０）下面的导轨（４）；所述方断面格栅顶冲工作头（８）由焊接为一体的方断面顶冲头外框（１２）、方断面顶冲头内框（１３）和格栅（１４）组成，方断面格栅顶冲工作头（８）垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管（３）垂直轴线的断面尺寸相等；方断面顶冲头外框（１２）垂直于轴线的一个端面设有刀口（１５），格栅（１４）与方断面顶冲头外框（１２）带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框（１３）的端头焊接为一体；方断面顶冲头外框（１２）垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；方断面格栅顶冲工作头（８）的底部设有能通过所述导轨（４）的长方形通透窗口（１６）；所述前冲式方断面顶冲工作头（２０）由焊接为一体的前冲式方断面顶冲头外框（１９）、方断面顶冲头内框（１３）和格栅（１４）组成前冲式方断面顶冲工作头（２０）垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管（３）垂直轴线的断面尺寸相等；前冲式方断面顶冲头外框（１９）与轴线夹角为α＝４０°－７０°的一个端面设有刀口（１５），格栅（１４）与前冲式方断面顶冲头外框（１９）带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框（１３）的端头焊接为一体；前冲式方断面顶冲头外框（１９）垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；所述方断面砼管（３）和方断面导向砼管（７）为中空方柱体，方断面砼管（３）和方断面导向砼管（７）的端面设有平口接头；在两根方断面砼管（３）的接头处设有方形护套（５）；所述方断面顶管加力装置（６）由方断面油缸顶铁（２４）、安装在方断面油缸顶铁（２４）外圈内侧周边的加力油缸（２３）和方断面活塞杆顶铁（２１）组成；所述方断面活塞杆顶铁（２１）的一端紧固装有套入方断面油缸顶铁（２４）外圈的方断面套管（２２），方断面套管（２２）的内圈与方断面油缸顶铁（２４）的外圈滑动配合，加力油缸（２３）的活塞杆端头顶住方断面活塞杆顶铁（２１）；方断面活塞杆顶铁（２１）和方断面油缸顶铁（２４）的外径与所述方断面砼管（３）外径相等，方断面活塞杆顶铁（２１）和方断面油缸顶铁（２４）的端面设有与方断面砼管（３）端面相配合的平口接头；所述外顶铁垂直轴线的断面尺寸与方断面砼...

【技术特征摘要】
一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备，包括顶管油缸(1)及其液压站、方断面砼管(3)和吊车，其特征在于还包括外顶铁、方形护套(5)、方断面顶管加力装置(6)、方断面导向砼管(7)、方断面格栅顶冲工作头(8)或前冲式方断面顶冲工作头(20)以及安置在方断面格栅顶冲工作头(8)或前冲式方断面顶冲工作头(20)下面的导轨(4)；所述方断面格栅顶冲工作头(8)由焊接为一体的方断面顶冲头外框(12)、方断面顶冲头内框(13)和格栅(14)组成，方断面格栅顶冲工作头(8)垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管(3)垂直轴线的断面尺寸相等；方断面顶冲头外框(12)垂直于轴线的一个端面设有刀口(15)，格栅(14)与方断面顶冲头外框(12)带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框(13)的端头焊接为一体；方断面顶冲头外框(12)垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；方断面格栅顶冲工作头(8)的底部设有能通过所述导轨(4)的长方形通透窗口(16)；所述前冲式方断面顶冲工作头(20)由焊接为一体的前冲式方断面顶冲头外框(19)、方断面顶冲头内框(13)和格栅(14)组成前冲式方断面顶冲工作头(20)垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管(3)垂直轴线的断面尺寸相等；前冲式方断面顶冲头外框(19)与轴线夹角为α＝40°-70°的一个端面设有刀口(15)，格栅(14)与前冲式方断面顶冲头外框(19)带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框(13)的端头焊接为一体；前冲式方断面顶冲头外框(19)垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；所述方断面砼管(3)和方断面导向砼管(7)为中空方柱体，方断面砼管(3)和方断面导向砼管(7)的端面设有平口接头；在两根方断面砼管(3)的接头处设有方形护套(5)；所述方断面顶管加力装置(6)由方断面油缸顶铁(24)、安装在方断面油缸顶铁(24)外圈内侧周边的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭壮，李家稳，
申请(专利权)人：郭壮，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]