CN111828032A - 一种顶管施工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种顶管施工装置，涉及地下管道施工技术领域，包括始发顶管和盾构刀，所述盾构刀和始发顶管之间设有挡板，所述挡板与始发顶管焊接，盾构刀与挡板转动连接，挡板上圆周阵列分布喷水孔，喷水孔内设有喷头，喷头与分水管连接，分水管通过第一水管与供水桶连通，所供水桶内设有沿供水桶轴线滑动的活塞板，盾构刀中心与转轴一端固定连接，转轴另一端与电机的输出轴固定连接，转轴与连接块通过键销连接，连接块与活塞板圆杆端面活动连接，通过电机驱动盾构刀工作，同时驱动连接块转动，带动供水桶内的活塞板运动，实现洒水，使得洒水和盾构刀转动的速度关联，节约水资源，同时避免注水过多影响土层结构强度，导致地表面坍塌。

Description

一种顶管施工装置
技术领域
本发明属于管道加工设备技术领域，具体涉及一种顶管施工装置。
背景技术
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。
在进行顶管施工时，为了提高碎土效率，在施工时会注水湿润土壤，同时通过水泵抽出挖掘时产生的泥土和水，但是注水量不便于控制，如果注水过多会影响内部土壤结构，会引发土层崩塌的风险，从而导致地面塌陷，如果注水过少，会影响土层湿润程度，降低挖掘效率，同时也影响泥土清理，因此，我们提出一种顶管施工装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种顶管施工装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种顶管施工装置，包括始发顶管和盾构刀，所述盾构刀和始发顶管之间设有挡板，所述挡板与始发顶管焊接，所述盾构刀与挡板转动连接，所述挡板上圆周阵列分布喷水孔，所述喷水孔内设有喷头，所述喷头与分水管连接，所述分水管通过第一水管与供水桶连通，所述供水桶内设有沿供水桶轴线滑动的活塞板，所述供水桶与始发顶管内壁固定连接；
所述盾构刀中心与转轴一端固定连接，所述转轴另一端与电机的输出轴固定连接，所述电机固定安装在固定座上，所述转轴与连接块通过键销连接，所述连接块与活塞板圆杆端面活动连接。
作为本发明进一步的方案，所述连接块由两个凸轮镜面对称组合而成。
作为本发明进一步的方案，所诉活塞板圆杆端面设有矩形槽。
作为本发明进一步的方案，所述活塞板圆杆上设有弹簧，所述弹簧介于供水桶端面和圆杆端面中间。
作为本发明进一步的方案，所述挡板中心正下方开设有卸土孔，所述卸土孔靠近始发顶管内侧内部与传输管连通。
作为本发明进一步的方案，所述盾构刀上圆周分布多个碎土刀，所述碎土刀呈弧形。
作为本发明进一步的方案，所述供水桶靠近电机端套接有第二水管，所述第二水管与蓄水箱连接，所述蓄水箱固定安装在固定座上所述第二水管与供水桶连接处设有第二单向阀，所述第二单向阀的流通方向由蓄水箱至供水桶端。
作为本发明进一步的方案，所述第一单向阀与供水桶连接处设有第一单向阀，所述第一单向阀流通方向由供水桶至喷头端。
本发明的有益效果：本发明提供一种顶管施工装置，设计合理，结构简单可靠，通过将供水桶内的活塞块与安装在转轴上的凸轮连接块关联驱动，使得盾构刀工作与供水桶供水进行联动，节约了水资源，同时避免水注入太多，影响内部土层结构，造成地面坍塌，保证了施工的质量和安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明的是始发管内部结构示意图；
图4是本发明的另一视角结构示意图；
图中：支架-1、气缸-2、卡箍-3、顶铁-4、始发顶管-5、工字钢-6、轨道-7、挡板-8、卸土孔-9、喷水孔-10、盾构刀-11、供水桶-12、第一水管-13、第一单向阀-14、第二水管-15、第二单向阀-16、活塞板-17、连接块-18、转轴-19、固定座-20、电机-21、喷头-22、分水管-23、传输管-24、储水箱-25、弹簧-27、轴承-28。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种顶管施工装置，包括始发顶管5和盾构刀11，所述盾构刀11和始发顶管5之间设有挡板8，所述挡板8与始发顶管5焊接，所述盾构刀11与挡板8转动连接，所述挡板8上圆周阵列分布喷水孔10，所述喷水孔10内设有喷头22，所述喷头22与分水管23连接，所述分水管23通过第一水管13与供水桶12连通，所述供水桶12内设有沿供水桶12轴线滑动的活塞板17，且供水桶12与始发顶管5内壁焊接固定；
所述盾构刀11中心与转轴19一端固定连接，所述转轴19另一端与电机21的输出轴固定连接，所述转轴19与连接块18通过键销连接，所述连接块18与活塞板17圆杆端面活动连接。
在进行顶管施工时，将始发顶管5另一端与推进机构连接，如图1所示，始发顶管5放置在轨道7上并沿轨道7滑动，轨道7下侧垫有工字钢6用于支撑，始发顶管5的左端设有顶铁4，通过顶铁4推动始发顶管5移动进行挖掘；顶铁4的设有多组气缸2，气缸2通过卡箍3固定在支架1上，即通过气缸2的伸缩来控制顶铁4的前行，即气缸2对顶铁4提供一定的推力，当始发顶管5推进一定距离后，气缸2缩回并带动顶铁4回撤，在顶铁4和始发顶管5之间放置顶管，控制气缸2伸出顶进始发顶管5，重复此过程，以完成整个顶管施工，以上均为现有技术，在此不在赘述。
如图2所示，在推进过程中，启动电机21转动，电机21带动转轴19转动，转轴19带动盾构刀11转动，盾构刀11在始发顶管5推进的过程中，进行碎土开凿，同时转轴19转动还带动连接块18转动，连接块18带动活塞板17往复直线运动，活塞板17向第一单向阀14侧运动时，将供水桶12内的水挤压至第一水管13内，当活塞板17向转轴19侧运动时，供水桶12内形成负压，从接水箱内抽水至供水桶12内，即活塞板17运动不断的将供水桶12内的水挤压通第一水管13传输至分水管23内，再传输至喷头22内，并通过喷头22喷出，进而冲洗湿润土层，提高挖掘效率，同时连接块18转动与盾构刀11转动同步，当盾构刀11停止工作时，即喷头22停止洒水，避免水资源浪费，同时避免水注入太多，影响内部土层结构，造成地面坍塌，盾构刀11与挡板8接触处设有轴承28，减少零部件之间的磨损。
优选的，连接块18由两个凸轮镜面对称设置而成，连接块18与活塞板17活动连接，如图3所示，连接块18的侧面与活塞板17的端面通过面接触，连接块18转动时，周而复始的对活塞板17圆杆端面形成挤压，即实现活塞板17的往复直线运动。
优选的，在活塞板17圆杆端面设有矩形槽，所述连接块18置于矩形槽内，即在矩形槽内转动，防止连接块18脱出。
优选的，圆杆上设有弹簧27，弹簧27介于供水桶12端面和圆杆端面中间，弹簧27起到活塞板17的复位作用，即在弹簧27的弹力作用下，活塞板17在脱离连接块18的驱动时，向转轴19侧运动。
优选的，第一单向阀14与供水桶12连接处设有第一单向阀14，第一单向阀14流通方向由供水桶12至喷头22端，供水桶12靠近电机21端套接有第二水管15，第二水管15与储水箱25连接，第二水管15与供水桶12连接处设有第二单向阀16，第二单向阀16的流通方向由储水箱25至供水桶12端，如图2所示，第一单向阀14和第二单向阀16的设置是的供水桶12内形成真空，同时防止水发生逆流的现象。
优选的，盾构刀11上圆周分布多个碎土刀，碎土刀呈弧形，且在挡板8中心正下方开设有卸土孔9，卸土孔9靠近始发顶管5内侧内部与传输管24连通；如图4所示，当盾构刀11工作时，即逆时针转动时，盾构刀11的碎土刀进行挖土，在盾构刀11转动的同时将碎土和水带至卸土孔9内，卸土孔9与传输管24连通，传输管24外侧连接水泵，将泥土抽出，便于泥土沙砾的清理。
本发明的工作原理是：电机21转动带动盾构刀11和连接块18同步转动，在连接块18转动时凸轮部分对活塞板17进行挤压，活塞板17在弹簧27的弹力作用下进行复位，从而实现活塞板17的往复运动，即不断完成抽水和挤水，水通过第一水管13穿输至喷头22内，进行喷洒湿润盾构刀11接触的涂层，同时起到冲洗盾构刀11刀片的作用，提高了挖掘效率，同时活塞板17与盾构刀11同步工作，当盾构刀11工作时活塞板17进行抽水和供水动作，当盾构刀11停止工作时，活塞板17也停止供水，节约了水资源，同时避免水注入太多，影响内部土层结构，造成地面坍塌，保证了施工的质量和安全。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系为为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，从任意一处来说，都应将实施例看作是指导性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种顶管施工装置，包括始发顶管(5)和盾构刀(11)，其特征在于，所述盾构刀(11)和始发顶管(5)之间设有挡板(8)，所述挡板(8)与始发顶管(5)焊接，所述盾构刀(11)与挡板(8)转动连接，所述挡板(8)上圆周阵列分布喷水孔(10)，所述喷水孔(10)内设有喷头(22)，所述喷头(22)与分水管(23)连接，所述分水管(23)通过第一水管(13)与供水桶(12)连通，所述供水桶(12)内设有沿供水桶(12)轴线滑动的活塞板(17)，所述供水桶(12)与始发顶管(5)内壁固定连接；
所述盾构刀(11)中心与转轴(19)一端固定连接，所述转轴(19)另一端与电机(21)的输出轴固定连接，所述电机(21)固定安装在固定座(20)上，所述转轴(19)与连接块(18)通过键销连接，所述连接块(18)与活塞板(17)圆杆端面活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述连接块(18)由两个凸轮镜面对称组合而成。
3.根据权利要求1所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所诉活塞板(17)圆杆端面设有矩形槽。
4.根据权利要求1所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述活塞板(17)圆杆上设有弹簧(27)，所述弹簧(27)介于供水桶(12)端面和圆杆端面中间。
5.根据权利要求1所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述挡板(8)中心正下方开设有卸土孔(9)，所述卸土孔(9)靠近始发顶管(5)内侧内部与传输管(24)连通。
6.根据权利要求1所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述盾构刀(11)上圆周分布多个碎土刀，所述碎土刀呈弧形。
7.根据权利要求4所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述供水桶(12)靠近电机(21)端套接有第二水管(15)，所述第二水管(15)与蓄水箱(25)连接，所述蓄水箱(25)固定安装在固定座(20)上所述第二水管(15)与供水桶(12)连接处设有第二单向阀(16)，所述第二单向阀(16)的流通方向由蓄水箱(25)至供水桶(12)端。
8.根据权利要求4所述的一种顶管施工装置，其特征在于，所述第一单向阀(14)与供水桶(12)连接处设有第一单向阀(14)，所述第一单向阀(14)流通方向由供水桶(12)至喷头(22)端。
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