[发明专利]一种泥水平衡式顶管机及其在流砂地层中的施工工艺

说明书

本发明公开了一种泥水平衡式顶管机，包括机头、主顶机构、液压站、纠偏油缸、控制柜、激光经纬仪；机头包括刀盘、钻削刀座、调节箍圈、中心刀、固定箍圈、引料口、前仓、驱动部；于液压站、纠偏油缸、控制柜位于机头的前仓内；刀盘固定在前仓顶端；钻削刀座和中心刀固定在刀盘上；固定箍圈和调节箍圈固定在前仓外壁上并且位于刀盘一侧；驱动部位于前仓内部和刀盘一侧；引料口位于驱动部一侧，驱动部上设有驱动电机。本发明针对流砂岩石混合层加密强化了刀盘上贝壳刀的数量，提高钻削能力；采用螺纹钢串接各连接钢管，降低纠偏时接口渗水的可能性。

技术领域

本发明属于道路施工技术领域，特别涉及一种泥水平衡式顶管机。

背景技术

随着社会迅速发展，城市化进程越来越快，各种各样的城市基础设施也在如火如荼建设当中；例如地下管道建设；过去普遍采用地面开挖预埋的方法，现在多采用顶管施工来代替地面开挖。

顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，在工程两端开挖工作井与接收井，在工作井内设有主顶设备，通过主顶设备的推力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入接收井内，开挖过程中并将土方运走；一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进；现有的施工过程中出现过以下问题：

1)管顶至河床底且高差较小时，土压力达不到，顶进过程中机头极易上偏，设备自带纠偏无法解决，不能满足顶进施工要求；

2)地层中存在大粒径孤立块石和页岩层，顶管机钻削困难，施工效率低；

3)顶管机头纠偏时，会出现管道连接局部错口导致渗水或受力不均。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种泥水平衡式顶管机，本发明针对流砂岩石混合层加密强化了刀盘上贝壳刀的数量，提高钻削能力；采用螺纹钢串接各连接钢管，降低纠偏时接口渗水的可能性；

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种泥水平衡式顶管机，包括机头、主顶机构、液压站、纠偏油缸、控制柜、激光经纬仪；机头包括刀盘、钻削刀座、调节箍圈、中心刀、固定箍圈、引料口、前仓、驱动部；液压站、纠偏油缸、控制柜位于机头的前仓内；刀盘固定在前仓顶端；钻削刀座和中心刀固定在刀盘上；固定箍圈和调节箍圈固定在前仓外壁上并且位于刀盘一侧；驱动部位于前仓内部和刀盘一侧；引料口位于驱动部一侧，驱动部上设有驱动电机。

所述刀盘上设有刀槽Ⅰ、刀槽Ⅱ；钻削刀座和中心刀分别固定在刀槽Ⅰ和刀槽Ⅱ内；所述钻削刀座上设有若干钻铣刀和贝壳刀，钻铣刀位于钻削刀座两侧且钻削方向相反，贝壳刀与钻铣刀相互交错固定；加密强化贝壳刀的数量。

所述调节箍圈包括固定环和调节板；固定环外壁上周向设有两列安装槽且交错排列；调节板固定在安装槽里；所述安装槽两端设有导向槽Ⅰ；所述调节板包括阻板Ⅰ、阻板Ⅱ、导向杆Ⅲ、弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ；所述阻板Ⅰ内部为空腔并且外部一端设有导块Ⅰ，另一端设有固定块，空腔内设有导向杆Ⅰ，外部侧面设有导块Ⅱ；导向杆Ⅲ固定在固定块上；弹簧Ⅰ套接导向杆Ⅲ；所述阻板Ⅱ内部为空腔并且套接阻板Ⅰ，阻板Ⅱ内部固定设有导向杆Ⅱ且侧壁设有导向槽Ⅱ配合导块Ⅱ，所述弹簧Ⅱ两端分别套接导向杆Ⅱ和导向杆Ⅰ，阻板Ⅱ一端设有导块Ⅲ；通过弹簧Ⅰ弹力推动调节板延导向槽Ⅰ滑动，导块Ⅲ和导块Ⅰ设于导向槽Ⅰ内；调节板受力回缩时弹簧Ⅱ受阻板Ⅰ和阻板Ⅱ挤压收缩，导块Ⅱ延导向槽Ⅱ滑动；所述固定箍圈位于调节箍圈的一侧。

通过驱动部的驱动电机提供动力带动刀盘转动进行钻削运动；通过激光经纬仪对机头钻削前进方向进行导向和测量；前仓内部周向设有若干纠偏油缸，不同钻削方向出现偏差时通过液压站控制相应位置方向的纠偏油缸顶出调整钻削方向。

泥浆搅拌机构包括搅拌泵、送泥泵和送泥管；送泥管连接引料口；泥浆沉淀机构包括排泥泵和排泥管，排泥管连接引料口。