[发明专利]一种分块控制的顶管机刀盘

说明书

本发明涉及顶管技术领域，是一种分块控制的顶管机刀盘，该顶管机刀盘的中心安装中心刀，沿刀盘径向设置凸起的辐条，辐条上布置切刀，在相邻两个辐条之间预留安装槽，安装槽内连接特制螺旋刀，刀盘由液压马达驱动，切刀和特制螺旋刀随着刀盘公转。顶管机顶进施工时，切刀对土体进行切削，根据监测数据确定顶管机在软硬不均地层中的偏移趋势，利用螺旋摆动液压缸驱动特制螺旋刀破碎特定区域内的岩土，降低该区域的土压力，使顶管机产生一定的偏转角度，实现运动纠偏。所述特制螺旋刀能实现单回次浅钻，多回次破碎岩土的作用。

技术领域

本发明属于顶管施工技术领域，具体涉及一种分块控制的顶管机刀盘。

背景技术

顶管技术作为一项非开挖掘进式管道埋设施工技术，具有许多优点，如对施工场地周围环境影响小、施工无噪音、施工场地小等。因此，近年来顶管施工技术在世界上得到广泛运用。现有的顶管技术已经发展到成熟阶段，有各种各样的顶管方法出现，但仍不可避免地存在一些问题，即每种顶管方法的适用范围有限。尤其在软硬地层中，如何避免顶管机在顶进过程中刀盘由于受力不均而产生方向偏移，是顶管技术研究的重点。

已有的顶管机刀盘多采用焊接刀具或滚刀，由刀盘公转带动刀具进行切割土体，当碰到软硬不均地层时，顶管机顶进方向精度不高。因此需要一种通过局部破碎较硬岩土以保持迎面受力均匀的刀盘，克服纠偏油缸的顶推力不满足异常条件的问题。

已有的顶管机纠偏装置存在精度不高，实施起来困难等问题，不能实现有效纠偏。还有采用多刀盘液压平动式刀盘施工的，虽然能提高工作效率，但刀盘受力不均，存在驱动力要求高，能源消耗大的问题，且存在切割盲区。

发明内容

本发明的目的是提供一种分块控制的顶管机刀盘，用于解决由于操作不当及土质的不均匀性造成迎面阻力不均，导致管路前进方向偏移轴线的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种分块控制的顶管机刀盘，包括刀盘、切刀、特制螺旋刀、中心刀以及辐条，所述刀盘中心安装有中心刀，沿刀盘径向设置凸起的辐条，切刀布置在辐条上，刀盘转动时带动切刀切削土体，所述特制螺旋刀安装在刀盘上相邻辐条之间，特制螺旋刀刀体为扇形，特制螺旋刀正面上布置弧形锯齿，中心为圆锥形钻头，特制螺旋刀的刀面与切刀在同一水平面上，特制螺旋刀与刀盘上的安装槽铰接，刀盘由液压马达驱动，刀盘转动时带动切刀和特制螺旋刀公转，顶管机顶进过程中切削的碎土从渣土孔排出。

所述特制螺旋刀为若干把，若干把特制螺旋刀呈对称分布在刀盘上，每个特制螺旋刀由单个螺旋摆动液压缸单独控制。特制螺旋刀的个数由刀盘直径的大小而定。

所述的中心刀呈十字板状，十字板中间为凸起的圆锥体，在顶管机顶进施工时，中心刀首先插入土体，起到定位的作用，避免刀盘在切削过程发生窜动，提高施工精度。

所述的切刀自刀盘中心沿径向均匀焊接在凸起的辐条上。

所述的弧形锯齿以所述特制螺旋刀的转轴为圆心，呈圆弧形均匀布置在特制螺旋刀的迎土面上。当特制螺旋刀高速转动及向前顶推时，所述弧形锯齿配合圆锥钻头将对作用区域内的岩土产生振动、冲击的复合作用，将该区域土体或小型孤石绞碎。

所述螺旋摆动液压缸是利用大螺旋升角的螺旋副实现旋转运动的特殊液压缸，既能带动特制螺旋刀直线运动又能使螺旋刀转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、所述特制螺旋刀的驱动装置采用螺旋摆动液压缸，能同时实现螺旋刀的高速旋转和向前顶进运动，通过驱动螺旋刀运动有效实现区域性破碎岩土，避免顶管机由于地层上软下硬产生的“栽头”问题，让顶管机完成自身运动纠偏。

2、与多刀盘顶管机相比，本发明在顶管机顶进较均匀地层时，所述特制螺旋刀仅跟随刀盘公转，无须提供转动动力，能节省能源消耗成本。