[发明专利]一种半圆顶管机及施工方法

说明书

本发明涉及一种半圆顶管机及施工方法，包括盾体，所述盾体前进端安装摆动刀盘，所述盾体内设有刀盘驱动装置，刀盘驱动装置带动摆动刀盘，所述刀盘驱动装置包括驱动机、与驱动机的输出轴相连的摇杆组，所述摆动刀盘包括若干环形阵列的刀盘主梁，所述刀盘主梁上线型阵列刀具；刀盘主梁指向摆动刀盘圆心的一端连接有中心法兰，中心法兰与刀盘驱动装置的摇杆组转动连接，被摇杆组带动往复摆动。本发明采用的半圆形顶管机及其掘进方法，能够采用土压、泥水等多模式下的短距离掘进施工；能广泛应用于城市公路隧道以及隧道内联络通道等，相对于传统圆形断面具有更高的断面利用率，且具有较好的经济性能，操作简单易行。

技术领域

本发明涉及地下掘进机生产制造技术领域，尤其是一种半圆顶管机及施工方法。

背景技术

随着地下空间的发展，顶管机作为一种地下施工设备，由其结构简单、安全高效、经济性能好等优点已经被广泛地应用于地下公路隧道、电力隧道、过街横通道、地铁站出口通道、综合管廊等工程建设中。

目前，国内外隧道施工使用的顶管机大多为圆形断面，但由于其断面利用率较低，市场上逐渐开发出现矩形、椭圆形、马蹄形等其它异形断面顶管机，通常情况下，工程费用与掘进设备切削断面呈正比例，也就是说，这些异形断面顶管机的经济成本高于圆形断面顶管机的经济成本。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的半圆顶管机及施工方法，在保证断面利用率高的同时，还能够兼顾降低经济成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种半圆顶管机，包括盾体，所述盾体前进端安装摆动刀盘，所述盾体内设有刀盘驱动装置，刀盘驱动装置带动摆动刀盘，

所述刀盘驱动装置包括驱动机、与驱动机的输出轴相连的摇杆组，

所述摆动刀盘包括若干环形阵列的刀盘主梁，所述刀盘主梁上线型阵列刀具；刀盘主梁指向摆动刀盘圆心的一端连接有中心法兰，中心法兰与刀盘驱动装置的摇杆组转动连接，被摇杆组带动往复摆动。

所述摇杆组包括垂直连接于驱动机的输出轴的曲柄、活动连接于曲柄背离驱动机输出轴一端的摇杆杆体，摇杆杆体与其中一根刀盘主梁固定相连。

所述摇杆杆体为中心法兰的组成部分，摇杆杆体上设有滑槽，曲柄背离驱动机输出轴一端落在滑槽内往复移动。

所述摇杆杆体底端的相对位置保持不变，摇杆杆体绕其底端作往复摆动。

所述刀盘主梁组成扇形的摆动刀盘，所述摇杆杆体摆动角度的范围，与摆动刀盘的扇形顶角的补角大小相同。

所述刀盘主梁背离刀具的一面上安装有连接扭腿，所述连接扭腿自刀盘主梁的中间位置延伸至中心法兰处，与中心法兰固定相连。

所述刀盘主梁处还安装有中间固定环，中间固定环与中心法兰同心设置，中间固定环的直径小于摆动刀盘的直径且大于中心法兰的直径。

所述刀盘主梁的数量为单数，以中间位置的刀盘主梁为对称中心，其他刀盘主梁在中间刀盘主梁两侧对称设置。

一种利用半圆顶管机的施工方法，包括如下步骤：

一、选择规格阶段：根据实际工况选择刀盘主梁的数量、刀盘驱动装置的类型；根据顶管机的设计直径调整螺旋输送机的数量，螺旋输送机中心单台布置，或两侧双台布置，

二、驱动施工阶段：启动刀盘驱动装置，刀盘驱动装置带动曲柄360°匀速转动；曲柄在转动过程中，其背离驱动机的一端在摇杆杆体的滑槽中往复运动，带动摇杆杆体绕自身底端左右往复摆动，曲柄每转动一圈，摇杆杆体对应往返摆动一次，对应带动摆动刀盘往返摆动开挖一次；开挖落下的渣土从螺旋输送机输出至渣土车内，由渣土车输送至隧道外。

作为上述技术方案的进一步改进：