[实用新型]砂卵石顶管机

说明书

本实用新型公开了一种砂卵石顶管机，包括有工具管、中继间和工作管，工具管前端设有环刀，环刀与水平面的夹角为α小于砂卵石的自然休止角；中继间设有前千斤顶，各前千斤顶的最大顶伸长度均为H米；前承压环的底部向上连接有挡板，挡板向上支撑有无轴螺旋输送机；工作管内的无轴螺旋输送机向下连接有前限位板和后限位板，工作管内设有电动斗车，工具管的掘进断面面积为S平方米，电动斗车的容积为V立方米；前限位板和后限位板之间的距离为L米，L=V/S；H为L的整倍数；本实用新型的砂卵石顶管机能够高效开挖砂卵石，防止输送机堵死，运料能耗较低。

技术领域

本实用新型涉及顶管作业设备技术领域，具体涉及适于在砂卵石地层进行作业的顶管机。

背景技术

顶管施工是一种非开挖施工方法，能够不开挖或者少开挖而实现管道埋设，它通过在工作坑内借助于主顶油缸及中继间顶进设备产生的顶力，克服迎面阻力及管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的方向顶入土中，并将土方运走。顶管掘进主要包括人工挖掘、挤压掘进和机械挖掘。但是，目前在砂卵石地层顶管时还没有较理想的顶管机械和顶管方法，特别是在大粒径砂卵石地层中，进行大口径、长距离顶管作业时，人工顶管效率低，风险大，机械顶管成本高。

在砂卵石地层顶管施工时，格栅挤压式顶管无法克服砂卵石的迎面阻力，无法掘进。人工顶管时需超前掏挖，在砂卵石地层时不能形成卸荷拱，会造成管前阶梯式坍塌，滚动式挤压。人工开挖风险大，进度慢，超挖量大，易造成地面沉降。

目前，通常采用土压平衡和泥水平衡式顶管掘进机，土压平衡通常采用的是有轴螺旋输送机、矿车和皮带输送机；运输过程复杂，而泥水平衡采用的是排泥管道排出泥水，再通过地面泥水分离站分离泥石和水，其设备昂贵，占地面积大，不适宜狭隘施工场地，整体成本略高，且在使用的过程中存在排泥管道堵塞的可能。施工场地需要有水源，排出的泥浆需二次处理。

现有的掘进机械（土压平衡、泥水平衡、气压平衡机等）遇大粒径砂卵石时，须经多次破碎，制造和使用成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够高效开挖砂卵石，防止输送机堵死，运料能耗较低的砂卵石顶管机。

为实现上述目的，本实用新型的砂卵石顶管机以顶管施工方向为前向，由前至后依次包括有同轴线设置的工具管、中继间和工作管，工作管后端设有用于向前推动工作管的后千斤顶；

工具管的外径大于工作管的外径且两者的差值为40±2毫米；

工具管前端设有刃口朝前的环刀，环刀倾斜设置且其刃口所在平面与水平面的夹角为α，α小于施工所在地砂卵石的自然休止角；

中继间包括有前承管和后插管，中继间前承管的外径与工具管的外径相同，中继间后插管的外径与工作管的外径相同，前承管套设于后插管外部，且前承管的后端位于后插管的前方；前承管通过前承压环固定连接在工具管后端，后插管通过后承压环固定连接在工作管前端；前承管后端与后插管后端之间形成台阶形结构；前承管与后插管之间围成环形空腔，环形空腔前端设有用于在前承管与后插管之间形成密封的密封圈；后插管前端外壁设有环形的安装槽，密封圈嵌设在安装槽内；

密封圈后方的后插管上设有注浆口，注浆口连接有注浆管；注浆管沿中继间和工作管的内部伸出工作管并连接有注浆泵，注浆泵连接有盛有触变泥浆的泥浆容器；

后承压环向前连接有用于向前顶推工具管和前承管的前千斤顶，前千斤顶的伸出杆与前承压环的后表面相压接；前千斤顶沿后承压环的周向均匀设有多个；后插管向下连接有与所述前千斤顶相对应的悬吊架，各前千斤顶均连接在悬吊架上；各前千斤顶的最大顶伸长度均为H米；

前承压环的底部向上连接有挡板，挡板呈扇环形且其圆心位于工具管的轴线上；挡板向上支撑有无轴螺旋输送机；无轴螺旋输送机前低后高设置且其前端位于工具管的前端底部，无轴螺旋输送机的后端位于工作管顶部，无轴螺旋输送机的前端为其进料口且其后端为出料口；