[发明专利]土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机及其施工方法

权利要求书

1.一种土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机，其特征在于，包括：

辐条式的单刀盘，设于所述顶管机的前端的土仓，所述单刀盘的每一个辐条的背面均固定有第一搅拌棒，所述第一搅拌棒分别位于偏离所述单刀盘的自转中心的位置，所述土仓上连接有供水管路，所述供水管路设有控制供水的水泵，所述土仓远离所述单刀盘的一侧的背板设有第一转盘，所述第一转盘与所述土仓的背板通过密封结构密封，所述单刀盘与所述第一转盘和行星驱动装置联接，所述第一转盘上固定有多个第二搅拌棒；

用于带动所述单刀盘公转和自转运动进行全断面行星式切削的行星驱动装置；

泥水仓，设置于所述土仓的背面且与所述土仓内部连通，所述泥水仓上连接有用于将泥浆输送至地面的排浆管路，所述排浆管路设有控制排浆的泥浆泵；

用于分别驱动供水和排浆的无极变速电机，所述无极变速电机连接于所述水泵和所述泥浆泵。

2.根据权利要求1所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机，其特征在于，所述第二搅拌棒的数量为多个，多个所述第一搅拌棒至所在刀盘的自转中心的距离相等，所述第二搅拌棒到所述第一转盘的转动中心的距离大于所述第一搅拌棒到所述刀盘的自转中心的距离。

3.根据权利要求1所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机，其特征在于，所述土仓内的四个角部均至少设置有一个土压传感器。

4.根据权利要求1所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机，其特征在于，所述泥水仓下方开设有排浆口，所述排浆管路的入口与所述排浆口连通，所述排浆口处设有水压传感器。

5.根据权利要求1所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机，其特征在于，所述泥水仓远离所述土仓的一侧的背板设有第二转盘，所述第二转盘与所述泥水仓的背板通过密封结构密封，所述转盘的转动中心固定联接于所述单刀盘的公转中心，所述第二转盘面向所述土仓的一侧且靠近边缘位置处固定有多个第三搅拌棒。

6.一种采用如权利要求1～5中任意一项所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机的施工方法，其特征在于，包括：

所述单刀盘在所述行星驱动装置的驱使下公转和自转运动，以行星式轨迹进行全断面切削土仓区土体施工；同时，无极变速电机控制水泵，使水泵通过供水管路向所述土仓内进行供水，配合固定在所述单刀盘背面的第一搅拌棒和固定在所述第一转盘上的多个第二搅拌棒将土仓区的土体搅拌稀释呈泥浆；

搅拌稀释后的泥浆流入泥水仓，无极变速电机控制泥浆泵，使泥浆泵通过排浆管路将所述泥水仓中的泥浆输送至地面；

其中，所述无极变速电机通过控制所述水泵和所述泥浆泵的进排量控制土仓区的土压平衡。

7.根据权利要求6所述的土压平衡泥水输送式行星单刀盘方形顶管机的施工方法，其特征在于，所述土仓内的四个角部均至少设置有一个土压传感器；

所述泥水仓下方开设有排浆口，所述排浆管路的入口与所述排浆口连通，所述排浆口处设有水压传感器；

在所述无极变速电机通过控制所述水泵和所述泥浆泵的进排量控制土仓区的土压平衡的过程中，通过所述土压传感器测量及反馈土仓内的土压，通过所述水压传感器测量及反馈泥水仓内的水压，所述无极变速电机根据反馈的土压和水压来控制所述水泵和所述泥浆泵的进排量。