[发明专利]一种带有棘爪的矩形顶管自动止退装置

说明书

本发明涉及地下机械法暗挖建造技术领域，具体指一种带有棘爪的矩形顶管自动止退装置，包括止退部件和固定部件，止退部件沿管节的长度方向水平对称设置在管节两侧，用于固定管节；止退部件包括工作撑和棘爪，管节表面设置有与棘爪相匹配的预留槽；固定部件用于固定止退部件，并为防止顶管机和管节回退提供反力，固定部件包括固定支座、固定栓、弹簧和弹簧固定装置；止退装置在顶管机和管节不断顶进的过程中，在止退部件、固定部件等装置的配合作用下，实现顶管机和管节止退的技术，与传统止退措施相比，该装置结构简单，自动化程度高、耗时更短，不仅能有效解决管节止退，有效控制地表沉降，且会使顶进施工更具连续性和有效提高顶管施工效率。

技术领域

本发明涉及地下机械法暗挖建造技术领域，具体涉及一种带有棘爪的矩形顶管自动止退装置，尤其适用长距离矩形顶管施工和构筑。

背景技术

近年来，“绿色、安全、环保、高效”的矩形顶管技术因具有避免地面交通导改和地下管线拆迁，施工对土体扰动小、对城市地面环境影响很小，可有效控制地表沉降，机械化程度高等特点，逐渐在城市地下空间开发中得到广泛应用，该顶管技术在顶进过程中，由千斤顶提供顶推力来克服顶管机和管节所受正面水土压力和侧摩阻力，但在安装管节时，千斤顶油缸缩回，顶推力会被卸除，此时，侧摩阻力小于顶管机正面水土压力，会导致顶管机和已顶进的管节发生回退，使得开挖面土体失稳，从而造成地表沉降，为防止因顶管机与管节回退导致地表沉降，通常需设置顶管止退装置或采取其他措施。

查阅现有顶管施工资料及相关专利，当前防止顶管回退的措施主要有两种，一种为在始发井井壁设置预埋钢连接件，当需缩回千斤顶时，采取焊接或旋转相关钢连接件使管节与始发井井壁连接成整体，该方法需不断拆装，操作复杂、耗时较多；另一种为设置专用止退装置，将止退销插入管节预留吊装孔，并固定于止退设备上即可防止管节回退，该装置会占用一定的工作空间，需人工操作，自动化程度低，工作效率较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开地下机械法暗挖建造技术领域，具体指一种带有棘爪的矩形顶管自动止退装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带有棘爪的矩形顶管自动止退装置，包括顶管机、油缸架、千斤顶油缸、顶铁、导轨和多段管节，所述自动止退装置包括止退部件和固定部件，所述止退部件沿管节的长度方向水平对称设置在管节两侧，用于固定管节；

所述止退部件包括一体成型的工作撑和棘爪，所述管节表面设置有与棘爪相匹配的预留槽，棘爪与预留槽通过滑动配合方式连接；所述固定部件用于固定止退部件，并为防止顶管机和管节回退提供反力，固定部件包括固定支座、固定栓、弹簧和弹簧固定装置；

所述工作撑的尾部设置为齿状结构，所述工作撑尾部和所述固定支座之间采用齿状连接，齿间设有供所述固定栓插入的预留孔；所述棘爪作为主要受力构件，其结构设置为楔块，包括楔块正面和楔块背面，楔块正面为平面，楔块背面为楔面，其中楔面表面设置有一层润滑层；

所述固定支座为主要承力构件，其正面设有固定栓，其背面固定于始发井井壁侧墙上，所述固定栓设置在止退部件的工作撑尾部用于约束止退部件在竖向和水平方向的位移，所述止退部件绕固定栓水平转动，所述弹簧连接在固定支座和工作撑之间，以限位止退部件相对固定部件的转动行程，弹簧的两端分别设置有弹簧固定装置与固定支座、工作撑固连。

优选地，所述止退装置设置在管节下半部，止退装置的数量至少设置有一组。

优选地，所述止退部件至少设置有一个棘爪。

优选地，所述止退部件包括一个工作撑和三个棘爪。

优选地，所述止退装置包括止退状态和非止退状态，止退装置在止退状态时，棘爪滑入管节表面的预留槽中；止退装置在非止退状态时，棘爪滑出预留槽，且在弹簧的拉力作用下紧贴管节外壁，管节相对止退装置水平移动。

优选地，所述弹簧设置在固定支座和工作撑靠近管节的一侧面。