[发明专利]一种环形顶管机

说明书

技术领域

本发明涉及一种顶管施工机械，尤其是涉及一种环形顶管机。

背景技术

在中国各大城市，城市市政工程的发展已经进入了一个新的阶段。尤其是在毗邻或者下穿既有建(构)筑物的地下工程中，对环境的影响限制导致对隧道施工工法和技术提出了更高的要求。以上海为例，在地下通道的建设中，往往无法采用明挖法进行施工，而盾构法在隧道长度较短时成本很高，城市环境局限也导致大型盾构设备运输和安装困难。

顶管法作为一种非开挖技术，具有不影响交通、对环境影响小等优点，广泛应用于我国沿海经济发达地区市政工程中水、气、电、通信等小直径管道的非开挖铺设。目前我国最大直径顶管工程为上海市污水治理白龙港片区南线输送干线完善工程SST2.4标，外径只有4.66米。

全断面顶管受现有技术限制，尺寸很难再进行突破，为此寻求一种适用于交通繁忙地区大直径地下通道建设的新型顶管施工机械。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环形顶管机，可实现大尺寸断面隧道建设，且隧道断面形状不受限制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种环形顶管机，所述环形顶管机包括环形壳体、切削刀盘、泥水系统、同步注浆系统、顶推机构、导向系统和控制系统，环形顶管机后部连接有顶管管节，所述顶推机构设置在顶管工作井内，对顶管管节进行顶进，所述切削刀盘设在环形壳体内，所述控制系统设置在地面，分别连接切削刀盘、泥水系统、同步注浆系统、顶推机构和导向系统；

控制系统对切削刀盘、泥水系统、同步注浆系统、顶推机构和导向系统进行协同控制，实现环形顶管机的顶管施工。

所述环形壳体包括外层壳体和内层壳体，共同形成容纳切削刀盘的环形空腔。

所述外层壳体和内层壳体与土壤接触的表面设有多个注浆孔，并与同步注浆系统的注浆管连接。

所述壳体后部沿环向设置有纠偏油缸，通过千斤顶的行程差辅助环形顶管机纠偏。

所述切削刀盘由多个同平面或交错的小刀盘组成，可拆卸地覆盖整个环形壳体区域，所述切削刀盘后部依次连接有主轴承、减速器和驱动件，所述驱动件包括电动机或液压油缸。

各所述小刀盘相对独立，按照模块化进行设计组装。

所述切削刀盘后部还设置有开挖仓，该开挖仓后部设有支撑挡板，所述顶推机构的顶力作用在支撑挡板上。

所述顶管管节内设有用于放置进排泥管路、注浆管、液压油管、油脂管和电缆的中空通道。

所述导向系统包括陀螺仪、倾斜仪和高度仪。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)隧道断面大。本发明解决了现有大断面隧道建设的难题，可用于地下人行通道、公路隧道等的施工。

(2)断面形状灵活。本发明小刀盘可拆卸式安装，通过调节小刀盘的布置，本发明理论上可以开挖任意断面形状的隧道，不止局限于圆形隧道。

(3)经济性。本发明由众多小刀盘系统组成，每个机头的规格只需略大于管节，且小刀盘系统可以重复使用，成本较低。

(4)施工废气、废土少。由于本发明只开挖环形区域内的土体，施工期间的废气、废土大为减少，而环形管节贯通后的内部土体可按照普通土方开挖，有利于环境保护。

(5)施工面稳定。本发明的开挖面只限于环形区域，开挖面稳定易于控制。

(6)快速施工。本发明将全断面隧道按非全断面隧道进行施工，小刀盘系统、顶进设备等易于控制，施工进度快。

(7)地质适应性强。各小刀盘系统相对独立，按照模块化进行设计安装，可根据不同的地质情况进行调整，适应于复合地层，应用范围广。

附图说明

图1为本发明的轴测示意图；

图2为本发明的同平面小刀盘示意图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为本发明的交错小刀盘示意图；

图5为图4中B处的放大示意图；

图6为本发明的剖面示意图；

图7为本发明的施工示意图。