[发明专利]一种环形驱动的曲线管幕机试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种环形驱动的曲线管幕机试验装置及其试验方法，包括主机、钢管节、顶推机构和排渣机构；所述钢管节设置在所述主机的一端；顶推机构设置在钢管节的另一端端部；钢管节内部设有电缆，且主机通过电缆与外部控制系统连接控制主机的工作状态；顶推机构和排渣机构交替连接在钢管节的另一端。本发明结构简单，施工方便，无需后续螺旋螺杆即可钻进和出渣，节约了空间和设备材料，简化了步骤，解决了小直径曲线管幕机顶推、排渣困难的问题。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种环形驱动的曲线管幕机试验装置及其试验方法。

背景技术

管幕法是利用钢管在地层中预先排设一排帷幕，从而建造大断面地下空间的施工技术。管幕施工的原理是以单根钢管铺设为基础，各钢管间依靠锁扣相连，并在锁扣间注入止水剂，形成密封的止水帷幕。

现有管幕装备中土压、泥水平衡顶管机，直径一般较大，受限于安装空间，无法满足小直径管幕钢管顶进的工况要求且设备较复杂，成本较高；螺旋出土顶管机又不适用于曲线管幕顶推和出渣。

因此，如何提供一种排渣简单、成本低的且适用于小直径曲线管幕钢管顶进的环形驱动曲线管幕机试验装置及其试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环形驱动的曲线管幕机试验装置，结构简单，施工方便，便于出渣。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种环形驱动的曲线管幕机试验装置，包括主机、钢管节、顶推机构和排渣机构，所述主机包括壳体、第一电机、第一传动齿轮、导向钻头、第二电机、第二传动齿轮及螺旋钻具，所述壳体为两端开口的双层筒结构；所述第一传动齿轮及第二传动齿轮均为轮辐式齿轮，所述第一电机及第二电机分别固定安装在所述壳体的一端夹层及中部夹层内；内层筒壁的内侧端部及中部均设有安装架；所述安装架外围对应内层筒壁，且安装架中部设有轴套，所述第一传动齿轮及第二传动齿轮分别通过齿轮轴一一对应转动安装在安装架的一侧，齿轮轴转动安装在轴套内；所述第一传动齿轮及第二传动齿轮的轮齿分别穿过内层筒壁且一一对应啮合第一电机输出轴端部固定的小齿轮及第二电机输出轴端部固定的小齿轮；所述导向钻头位于所述壳体外侧且与所述第一传动齿轮的齿轮轴固定连接；所述螺旋钻具贯穿长度方向的中部一体设有螺杆；所述螺杆与所述第二传动齿轮的齿轮轴固定连接且位于所述第一传动齿轮与第二传动齿轮之间；所述第二传动齿轮远离导向钻头一侧的壳体内层筒壁内为渣土箱；所述钢管节的一端固定连接在所述壳体的另一端且与壳体外层筒壁同轴径设置；

所述顶推机构及排渣机构设置在所述钢管节另一端端部，且所述顶推机构可与所述排渣机构交替连接在所述钢管节的另一端端部；所述钢管节内部设有电缆，且所述第一电机与第二电机分别通过所述电缆与外部控制系统连接。

本发明的有益效果是：设置第一电机及第二电机分别驱动导向钻头和螺旋钻具，可以引导导向钻头及螺旋钻具按照预定轨迹钻孔，钢管节设置在主机一端，螺旋钻具将渣土排入渣土箱，再由渣土箱进入钢管节中，钢管节内形成过渣通道，顶推机构与排渣机构交替连接在钢管节的另一端，顶推机构可以顶推钢管节前进，顶推机构撤回，排渣机构接通钢管节，吸取渣土，循环往复，无需后续螺旋螺杆即可钻进和出渣，节省了工序和施工成本，也节约了空间和设备材料。

优选的，所述顶推机构包括支撑座、导轨、顶推盘及顶推油缸，所述支撑座固定在顶推坑基内，所述导轨沿所述钢管节顶入方向固定在所述支撑座上，所述顶推盘滑动连接在所述导轨上；所述顶推油缸固定在所述支撑座上，且所述顶推油缸的伸缩端固定连接在所述顶推盘的一侧端面，所述顶推盘的另一侧端面可拆卸连接所述钢管节的一端端部。

优选的，所述支撑座包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板与第二支撑板相对垂直固定连接且形成L型结构，第一支撑板水平设置，所述导轨固定安装在第一支撑板上，所述顶推油缸固定连接在所述第二支撑板上，且所述顶推油缸的伸缩方向与所述钢管节的顶入方向对应。