CN111895177B - 一种顶管机及其中继间 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种顶管机及其中继间，中继间包括前壳体和后壳体，前壳体与后壳体均设有沿径向伸缩的抵接靴。当抵接靴伸出时，抵接靴插入管片，前壳体与后壳体分别与管片相固连，方便前壳体与后壳体择一地顶推管片，方便顶推主体实现顶推功能；当抵接靴回缩时，抵接靴脱离管片，前壳体与后壳体分别与管片脱离接触，为从管片内拖出顶推主体提供条件，避免顶推主体阻碍拖出内壳体及其附件所构成的主机，保证主机无损回退；顶推主体的拖出为回收顶推主体提供可能，避免资源浪费，有利于降低施工成本。

Description

一种顶管机及其中继间

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种顶管机及其中继间。

背景技术

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，借助顶管机洞外推进装置或中继间所产生的顶力，通过克服管片与周围地层的摩擦力，将管片逐段推入开挖的隧道中，普遍应用于高速公路、城际管廊及山岭隧道的建设中。由于施工场地的限制，顶管施工存在无法设置接收井或接收井的设置成本过高的问题，这使具备可回退功能的顶管机得到了广泛的应用。

具备可回退功能的顶管机通常包括外壳体和内壳体，当顶管机掘进至目标位置时，借助回拖设备从外壳体内拖回内壳体，而外壳体留于隧道内，内壳体带动刀盘及附属部件退回至工作井。顶管机长距离掘进时，通常需采用中继间接力顶进。传统的中继间通过承插口结构与管节配合，管片的管径依据开挖的隧道设定，实际施工时，中继间的内径与管片的内径通常不一致，当中继间的管径大于或小于管片的管径时，中继间与相邻管片之间存在径向台阶面，径向台阶面极易阻碍内壳体顺利回退，严重时可能阻碍内壳体完全无法回退。另外，由于中继间外径与管节外径一致，现有中继间通常直接停留在隧道内，无法随内壳体回退，造成资源浪费，影响施工成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种顶管机及其中继间，前壳体和后壳体均设有沿径向伸缩的抵接靴，抵接靴的伸缩为顶推主体脱离管片提供条件，避免顶推主体阻碍内壳体及其附件所构成的主机回退，同时也使顶推主体可实现回退，避免资源浪费，有效降低施工成本。

本发明所提供的顶管机的中继间，包括顶推主体，顶推主体包括前壳体和后壳体，前壳体与后壳体均设有沿径向伸缩的抵接靴；当抵接靴伸出时，抵接靴插入管片使前壳体与后壳体分别与管片相固连；当抵接靴回缩时，抵接靴脱离管片使前壳体与后壳体分别与管片脱离接触。

优选的，顶推主体还包括与抵接靴相连并用于驱动抵接靴伸缩的伸缩驱动件。

优选的，还包括拖回装置及连接于拖回装置与顶推主体之间以使拖回装置拉动顶推主体实现回退的连接装置。

优选的，顶推主体还包括设于前壳体与后壳体之间的顶推油缸。

优选的，前壳体与后壳体的外周均设有耐磨垫。

优选的，抵接靴的横截面与管片所设的卡接槽横截面相吻合。

优选的，前壳体与后壳体均设有用于容纳抵接靴并引导抵接靴伸缩的容纳槽。

优选的，前壳体与后壳体均设有若干抵接靴，全部抵接靴与全部伸缩驱动件一一对应相连，全部伸缩驱动件与控制器相连，控制器用于根据输入的插入指令控制全部伸缩驱动件同步伸出以使全部抵接靴同步插入管片，还用于根据输入的脱出指令控制全部伸缩驱动件同步回缩以使全部抵接靴同步脱离管片。

优选的，还包括主机，主机通过连接装置与顶推装置相连，拖回装置与控制器相连，控制器根据输入的回退指令启动拖回装置同步拖出顶推主体与主机。

本发明所提供的顶管机，包括上述任一项所述的中继间。

相对于背景技术，本发明所提供的顶管机的中继间包括前壳体和后壳体，前壳体与后壳体均设有沿径向伸缩的抵接靴。当抵接靴伸出时，抵接靴插入管片，前壳体与后壳体分别与管片相固连，方便前壳体与后壳体择一地顶推管片，方便顶推主体实现顶推功能；当抵接靴回缩时，抵接靴脱离管片，前壳体与后壳体分别与管片脱离接触，为从管片内拖出顶推主体提供条件，避免顶推主体阻碍拖出内壳体及其附件所构成的主机，保证主机能够顺利回退；顶推主体的拖出为回收顶推主体提供可能，避免资源浪费，有利于降低施工成本。因此，本发明所提供的顶管机的中继间能够在实现顶推功能的前提下保证主机顺利回退并同时有效降低施工成本。

本发明所提供的包含上述中继间的顶管机具有相同的有益效果。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供的顶管机的中继间的轴向剖面图；

图2为图1中A-A向剖面图。

附图标记如下：

管片1、前壳体2、后壳体3、抵接靴4、伸缩驱动件5、连接装置6和顶推油缸7。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施例所提供的顶管机的中继间的轴向剖面图；图2为图1中A-A向剖面图。

本发明实施例公开了一种顶管机的中继间，尤其适应于顶推主体位于管片1内的顶管机。本发明包括至少一个顶推主体，每个顶推主体设于相邻两管片1之间，用于在长距离掘进时辅助顶管机顶推管片1。

顶推主体包括前壳体2和后壳体3，前壳体2与后壳体3同轴设置，二者外径一致。前壳体2与后壳体3均设有抵接靴4，抵接靴4能够沿径向伸缩。

当抵接靴4伸出时，抵接靴4插入管片1，前壳体2与后壳体3分别与管片1相固连，方便前壳体2与后壳体3择一地顶推管片1，使顶推主体实现顶推功能。

当抵接靴4回缩时，抵接靴4脱离管片1，前壳体2与后壳体3分别与管片1脱离接触，为从管片1内拖出顶推主体提供条件，避免顶推主体阻碍拖出内壳体及其附件所构成的主机，保证主机能够顺利回退。顶推主体的拖出为回收顶推主体提供可能，避免资源浪费，有利于降低施工成本。

综上所述，本发明所提供的顶管机的中继间能够在实现顶推功能的前提下保证主机顺利回退并同时有效降低施工成本。

顶推主体还包括与抵接靴4相连的伸缩驱动件5，伸缩驱动件5驱动抵接靴4沿径向伸缩。伸缩驱动件5优选伸缩油缸，但不限于此。

本发明还包括拖回装置和连接装置6，拖回装置用于拖回顶推主体及主机。拖回装置可以是卷扬机，但不限于此。连接装置6连接于拖回装置与顶推主体之间，使拖回装置拉动顶推主体实现回退。连接装置6可以是底部与管片1内壁相抵的钢制框架。钢制框架底部可增设滚轮，有利于减小摩擦力，延长钢制框架的使用寿命。当然，连接装置6还可以是伸缩框架，方便依据相邻两顶推主体的轴向距离调整连接装置6的长度，使连接装置6适应于两轴向距离不同的顶推主体之间，适应性较好。连接装置6还可以用于支撑其他附属部件。

顶推主体还包括设于前壳体2与后壳体3之间的顶推油缸7，顶推油缸7沿轴向伸缩，当抵接靴4插入管片1后，顶推油缸7进油，顶推油缸7沿轴向伸出，顶推油缸7推动前壳体2沿轴向向前移动，前壳体2还通过连接装置6将顶推油缸7施加的推力传递至主机，可使顶推油缸7推动主机前移。在前壳体2前移后，顶推油缸7回油，顶管机通过管片1推动顶推油缸7回缩。

具体地，顶推油缸7的活塞杆与前壳体2相连，其缸筒与后壳体3相固连。为防止前壳体2与后壳体3沿轴向倾斜，前壳体2与后壳体3之间设有若干个顶推油缸7，全部顶推油缸7沿轴向均匀分布。全部顶推油缸7可实现同步伸缩。进一步地，还可在前壳体2与后壳体3之间增设导向杆，前壳体2与后壳体3中的一者与导向杆的第一端相固连，另一者供导向杆的第二端穿过，导向杆沿轴向延伸，使导向杆引导前壳体2与后壳体3轴向相对移动。

为延长前壳体2与后壳体3的使用寿命，前壳体2与后壳体3的外周均设有耐磨垫，当前壳体2与后壳体3轴向移动时，耐磨垫沿管片1的内壁移动，减缓前壳体2与后壳体3的磨损。耐磨垫的外周面与前壳体2的外周或后壳体3的外周相吻合，具体材质可参照现有耐磨材料，在此不做具体限定。

管片1设有卡接槽，抵接靴4与卡接槽相配合。为使抵接靴4与管片1可靠配合，抵接靴4的横截面与卡接槽的横截面相吻合。管片1通常呈圆筒状，抵接靴4的横截面呈圆弧状，卡接槽的横截面也呈圆弧状，当抵接靴4的横截面与卡接槽的横截面均可依据管片1的结构进行调整。

管片1还可以有支撑壳替代，支撑壳罩于前壳体2与后壳体3的外周，支撑壳是顶推主体的一部分，顶推主体回退时，支撑壳留于隧道内，为常规的顶推主体回退提供可能。

为防止抵接靴4倾斜，前壳体2与后壳体3均设有容纳槽，容纳槽除了可容纳抵接靴4外，还可引导抵接靴4插入管片1内，避免抵接靴4在伸缩过程中大幅度摆动。

前壳体2与后壳体3均设有若干抵接靴4，全部抵接靴4沿周向均匀分布，使前壳体2与后壳体3可靠固定在管片1上。相应地，本发明包含若干伸缩驱动件5，全部抵接靴4与全部伸缩驱动件5一一对应相连。

全部伸缩驱动件5与控制器相连，当控制器接收到插入指令时，控制器控制全部伸缩驱动件5同步伸出，使全部抵接靴4同步插入管片1内；同理地，当控制器接收到脱出指令时，控制器控制全部伸缩驱动件5同步回缩，使全部抵接靴4同步脱离管片1；从而有效防止前壳体2或后壳体3在伸缩过程中发生倾斜，还可实现自动调整抵接靴4与管片1的连接状态，自动化程度高。

此处的插入指令可通过触发与控制器相连的插入按钮获取，同理地，脱出指令也可通过触发与控制器相连的脱出按钮获取。当然，插入指令与脱出指令的获取方式不限于此，也可由控制器依据检测件反馈的采样信号处理后生成。

进一步地，本发明还包括主机，主机包括内壳体及刀盘等，主机可通过连接装置6与顶推主体相连。拖回装置与控制器相连，当控制器接收到回退指令时，控制器启动拖回装置，拖回装置拖拽连接装置6，连接装置6拖拽相连的顶推主体与主机，使顶推主体与主机同步回退。回退指令可以是控制器依据安装于刀盘的检测件反馈的采样信号生成，也可是控制器根据与之相连的按钮所反馈的触发信号生成，在此不做具体限定。

本发明所提供的顶管机的中继间的工作原理如下：

主机掘进时，伸缩驱动件5进油，伸缩驱动件5驱动抵接靴4伸出，抵接靴4插入管片1，前壳体2与后壳体3分别与管片1相固连，顶推主体与管片1固连在一起；

主机掘进至适当距离时，顶推油缸7进油，顶推油缸7推动前壳体2前进，前壳体2通过连接装置6推动主机同步前移；接着，顶推油缸7回油，顶管机通过管片1推动后壳体前移，顶推油缸7回缩；

主机完成切削后，伸缩驱动件5回油，伸缩驱动件5带动抵接靴4回缩，抵接靴4脱离管片1，前壳体2与后壳体3分别与管片1脱离接触；

启动拖回装置，拖回装置通过连接装置6带动顶推主体与主机同步回退。

本发明所提供的顶管机，包括上述中继间，具有相同的有益效果。

以上对本发明所提供的顶管机及其中继间进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种顶管机的中继间，其特征在于，包括顶推主体，所述顶推主体包括前壳体（2）和后壳体（3），所述前壳体（2）与所述后壳体（3）均设有沿径向伸缩的抵接靴（4）；当所述抵接靴（4）伸出时，所述抵接靴（4）插入管片（1）使所述前壳体（2）与所述后壳体（3）分别与所述管片（1）相固连；当所述抵接靴（4）回缩时，所述抵接靴（4）脱离所述管片（1）使所述前壳体（2）与所述后壳体（3）分别与所述管片（1）脱离接触；所述顶推主体还包括与所述抵接靴（4）相连并用于驱动抵接靴（4）伸缩的伸缩驱动件（5）和设于所述前壳体（2）与所述后壳体（3）之间的顶推油缸（7）；还包括拖回装置及连接于所述拖回装置与所述顶推主体之间以使所述拖回装置拉动所述顶推主体实现回退的连接装置（6）。

2.根据权利要求1所述的顶管机的中继间，其特征在于，所述前壳体（2）与所述后壳体（3）的外周均设有耐磨垫。

3.根据权利要求1所述的顶管机的中继间，其特征在于，所述抵接靴（4）的横截面与所述管片（1）所设的卡接槽横截面相吻合。

4.根据权利要求1所述的顶管机的中继间，其特征在于，所述前壳体（2）与所述后壳体（3）均设有用于容纳所述抵接靴（4）并引导所述抵接靴（4）伸缩的容纳槽。

5.根据权利要求1至4任一项所述的顶管机的中继间，其特征在于，所述前壳体（2）与所述后壳体（3）均设有若干所述抵接靴（4），全部所述抵接靴（4）与全部所述伸缩驱动件（5）一一对应相连，全部所述伸缩驱动件（5）与控制器相连，所述控制器用于根据输入的插入指令控制全部所述伸缩驱动件（5）同步伸出以使全部所述抵接靴（4）同步插入所述管片（1），还用于根据输入的脱出指令控制全部所述伸缩驱动件（5）同步回缩以使全部所述抵接靴（4）同步脱离所述管片（1）。

6.根据权利要求5所述的顶管机的中继间，其特征在于，还包括主机，所述主机通过所述连接装置（6）与所述顶推装置相连，所述拖回装置与所述控制器相连，所述控制器根据输入的回退指令启动所述拖回装置同步拖出所述顶推主体与所述主机。

7.一种顶管机，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的中继间。

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