[发明专利]一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机及其施工工法

权利要求书

1.一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机，其特征在于，所述顶管机包括盾体和刀盘，盾体的框架结构外围设有盾首、盾中、盾尾液控扩孔支撑系统，每组液控扩孔支撑系统包括多套侧壁支撑机构及顶板扩孔支撑机构，其中刀盘设置在盾首液控扩孔支撑系统的前端；

所述侧壁支撑机构包括多组金属撑板，金属撑板包括盾体顶隔板、盾首顶撑板、盾中顶撑板、盾尾顶撑板、盾体侧壁隔板、盾首侧撑板、盾中侧撑板、盾尾侧撑板和侧壁侧撑板；

所述顶板扩孔支撑机构包括小伸缩液压油缸和注浆系统；

所述小伸缩液压油缸包括盾首顶撑油缸、盾中顶撑油缸、盾尾顶撑油缸、上侧壁油缸、下侧壁油缸、盾首侧壁右上油缸、盾首侧壁左上油缸、盾首侧壁右下油缸、盾首侧壁左下油缸、盾中侧壁右上油缸、盾中侧壁左上油缸、盾中侧壁右下油缸、 盾中侧壁左下油缸、盾尾侧壁右上油缸、盾尾侧壁左上油缸、盾尾侧壁右下油缸和盾尾侧壁左下油缸；

所述注浆系统包括设置在各组金属撑板上的盾首注浆孔、盾首侧壁注浆孔、盾中注浆孔A、盾中注浆孔B、盾中侧壁注浆孔、盾尾扩孔注浆孔、盾尾注浆孔A、盾尾注浆孔B和盾尾侧壁注浆孔；

在所述盾首液控扩孔支撑系统中，盾首侧撑板通过盾首侧壁右上油缸、盾首侧壁左下油缸与盾体侧壁隔板连接，盾首侧撑板上布置有盾首侧壁注浆孔和土压传感器，盾首侧撑板上端通过固接在其末端的侧撑板连接弹簧和端部伸缩式密封橡胶进行密封，侧撑板连接弹簧环绕在一侧壁密封活塞上，实现向外侧撑和密封；盾首顶撑板通过盾首顶撑油缸与盾体顶隔板连接，并通过两侧的连接弹簧和密封活塞实现顶撑移动、密封和定位，盾首注浆孔和盾首侧壁注浆孔布置在远离刀盘的一侧；

在所述盾中液控扩孔支撑系统中，盾中侧撑板通过盾中侧壁右上油缸和盾中侧壁右下油缸实现外撑功能，与盾首侧撑板相邻、通过顶撑中部密封活塞实现独立伸缩；盾中顶撑板通过盾中顶撑油缸与盾体顶隔板连接并实现伸缩支撑功能，并通过顶撑中部密封活塞与盾首顶撑板和盾尾顶撑板相邻，盾中注浆孔A和盾中注浆孔B位于盾中顶撑油缸两侧；

在所述盾尾液控扩孔支撑系统中，盾尾侧撑板通过盾尾侧壁右上油缸、盾尾侧壁右下油缸实现外撑功能，与盾中侧撑板相邻、通过盾尾密封活塞实现独立伸缩；盾尾顶撑板通过盾尾顶撑油缸与盾体顶隔板连接并实现伸缩支撑，并通过盾尾密封活塞与盾中顶撑板相邻，盾尾注浆孔A和盾尾注浆孔B位于盾尾顶撑油缸两侧。

2.根据权利要求1所述的一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机，其特征在于，所述侧壁支撑机构中的金属撑板为金属材质，金属撑板的活动行程距离均由其对应的小伸缩液压油缸控制。

3.根据权利要求2所述的一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机，其特征在于，所述侧壁支撑机构中的盾首顶撑板、盾中顶撑板、盾尾顶撑板分别由盾首顶撑油缸、盾中顶撑油缸、盾尾顶撑油缸控制，其行程距离设置为5mm-50mm。

4.根据权利要求2所述的一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机，其特征在于，所述侧壁支撑机构中的盾首侧撑板、盾中侧撑板和盾尾侧撑板的行程范围设置为5mm-60mm。

5.根据权利要求1所述的一种低阻力挤压扩孔式矩形顶管机，其特征在于，所述顶管机还包括液控扩孔控制系统，液控扩孔控制系统包括用于控制盾首、盾中、盾尾对应金属撑板的盾首液控扩孔控制系统、盾中液控扩孔控制系统和盾尾液控扩孔控制系统；液控扩孔控制系统包括单向阀、单向节流阀、电磁支撑阀、电动机、油箱、泵、压力计、手控装置和电动机。