CN113586090B - 一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，包括注浆机构和预埋件机构，注浆机构与预埋件机构的相互配合来完成顶管周围触变泥浆的置换，依次从上而下对单个注浆孔注浆，来减少置换后触变泥浆的残留；注浆机构包括密合板，预埋件机构包括对接壳，密合板与对接壳的对接锁止，提高了注浆管与注浆软管之间连接的稳定性；对接壳上开设有半球形凹槽，密合板上固定有铰接球，铰接球与支撑架之间连接有支撑弹簧，半球形凹槽、铰接球、支撑弹簧起到导向的作用，大大提高了偏转后对接的便利性。

Description

一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置

技术领域

本发明涉及地铁施工领域，特别是涉及一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置。

背景技术

随着现代城市的发展，建筑物越来越密集，明挖施工困难，因此地铁隧道施工中常采用土压平衡顶管技术，将预制的矩形管节作为顶进传力和开挖空间支护，在顶管过程中，向管节上预留的注浆孔注入触变泥浆来达到减摩的效果，触变泥浆还起到填充管外侧超挖、塌落等原因造成的空隙的效果，在顶进施工完成后，采用稳定性好的浆液置换触变泥浆，主要是为了减少地面沉降，在置换完成后对注浆孔进行封堵。

常见的置换触变泥浆方式，通过向管节上所有的注浆孔注入水泥砂浆，来将触变泥浆从管节上的排浆孔压出，这种置换方式存在隐患问题，相邻注浆孔之间同时注入水泥砂浆，而排浆孔位于管节的下方，这会导致相邻注浆孔之间的触变泥浆置换后残留较多，触变泥浆混合在置换后的水泥砂浆中，触变泥浆一经触动会变为流体状态，大量残留触变泥浆会使通过置换来减少地面的沉降的效果弱化，并且在触变泥浆流失后，会使塌陷、裂缝、漏水等问题的风险概率增大，便需要重新钻孔补浆，不仅耗费人力物力，补浆的过程也麻烦复杂。

依次对顶管管壁上的注浆孔进行触变泥浆的置换是减少置换残留的有益方法，使用注浆机从上而下依次对注浆孔进行注浆，选择一个注浆孔注浆，相邻的注浆孔排浆，并将其余的注浆孔封堵；注浆机较为沉重，通常是安置在顶管中间所设置的导轨内行进，但是注浆孔是均匀分布在顶管上的，这使得依次对注浆孔注浆时，对孔过程较为困难。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，该装置是安置在顶管中间所设置的导轨内，依次对顶管上的注浆孔注入水泥砂浆，来置换注浆孔外的触变泥浆，可以实现便利精准的对孔。

其解决的技术方案是，一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，包括注浆机构和预埋件机构，所述的注浆机构包括安置于外界顶管的导轨上的注浆机，注浆机的出浆口上连接有注浆软管，注浆软管的端部连接有密合板，密合板上固定有竖直的一级外筒，密合板上开设有将一级外筒内部与注浆软管连通的通孔，一级外筒上有置于一级外筒内的二级外筒，一级外筒密封滑动套设于二级外筒上，二级外筒置于一级外筒的上端，一级外筒的内壁上开设有L型导槽， L型导槽包括横槽与竖槽，横槽置于竖槽的上端并与竖槽连通，L型导槽内滑动配合有固定连接于二级外筒上的锁止滑块，锁止滑块置于横槽内；一级外筒与二级外筒之间连接有竖直设置的压缩弹簧，二级外筒上密封转动连接有同轴的三级外筒，三级外筒与二级外筒之间连接有沿三级外筒圆周方向设置的复位弹簧，三级外筒上圆周均布有长度沿竖直方向设置的多个第一齿条；

所述的预埋件机构包括安置于外界顶管的预埋孔内的注浆管，注浆管上螺纹连接有对接壳，对接壳上开设有将注浆外筒内部与外界连通的竖直的第二通孔，对接壳上开设有与多个第一齿条一一对应的竖直的限位槽，限位槽开设在第二通孔的侧壁上，对接壳上竖向滑动连接有与多个第一齿条一一对应的竖直的第二齿条，对接壳上转动连接有置于限位槽内并与第二齿条相啮合的齿轮，齿轮与第一齿条相匹配，当三级外筒上移至第二通孔内时，第一齿条竖向滑动匹配在限位槽内并与齿轮相啮合；第二齿条上连接有开合机构，多个开合机构相互组合并将第二通孔封堵，当第二齿条下移时，开合机构解除对第二通孔的封堵；第二齿条的下端沿二级外筒的径向弹性滑动连接有推杆，推杆下方有开设于二级外筒外壁上并与推杆匹配的转动槽，转动槽的路径沿二级外筒的轴线螺旋向下，第二齿条下移时，推杆下移并弹入转动槽内，推杆在转动槽内的滑动时，带动二级外筒沿二级外筒的轴线转动。

优选的，所述的开合机构包括沿第二通孔径向设置的开合板，开合板呈扇形，多个开合板组合成一个完整的圆盘并将第二通孔封堵，开合板沿第二通孔的径向滑动连接在对接壳上，开合板与对接壳之间连接有沿第二通孔的径向设置的限位弹簧，第二齿条的上端与对应的开合板之间连接有固定绳，当第二齿条下移时，拉动开合板朝远离第二通孔轴线的方向滑动，多个开合板之间相互远离，使封堵的第二通孔打开。

优选的，所述的密合板上固定有置于一级外筒内并与一级外筒同轴的一级内筒，二级外筒沿竖向密封滑动套设在一级内筒上；所述的压缩弹簧置于一级内筒与一级外筒之间并位于二级外筒的下方。

优选的，所述的对接壳上开设有开口朝下的半球形凹槽，半球形凹槽的中心位于第二通孔的轴线上，第二通孔的下端与半球形凹槽连通，限位槽的下端贯穿对接壳并与半球形凹槽连通，第二齿条沿竖向滑动配合在限位槽内。

优选的，所述的对接壳上开设有多个开口朝下的锁止卡槽，多个锁止卡槽沿一级外筒的圆周方向均匀分布，密合板上开设有与多个锁止卡槽一一对应的锁止让位槽，锁止让位槽内弹性铰接有与锁止卡槽相匹配的锁止杆，当锁止杆上移进入锁止卡槽内时，锁止杆与锁止卡槽卡接。

优选的，所述的锁止杆上铰接有倾斜朝下的连接杆，连接杆的下端沿竖向弹性滑动连接在密合板上，连接杆的下端固定有竖直的解锁杆，解锁杆沿竖向滑动贯穿密合板。

优选的，所述的注浆机上转动连接有竖直的升降丝杠，升降丝杠上螺旋传动有竖直滑动连接在注浆机上的升降架，升降架上转动连接有横向的蜗杆，升降架上转动连接有与蜗杆相匹配的蜗轮，蜗轮的侧壁上固定连接有臂架伸缩机构，注浆机上有控制模块，臂架伸缩机构与控制模块电连接，注浆软管环绕在臂架伸缩机构上，密合板安装在臂架伸缩机构上。

优选的，所述的密合板的下端固定有铰接球，铰接球的球心位于一级外筒的轴线上，铰接球上开设有竖直的并与一级外筒同轴的第三通孔，第三通孔的上端与第一通孔的下端连通，注浆软管密封连接在第三通孔的下端；所述的臂架伸缩机构上连接有支撑架，铰接球铰接在支撑架上，铰接球与支撑架之间连接有多个支撑弹簧，多个支撑弹簧沿一级外筒的圆周方向均匀分布在铰接球上；当臂架伸缩机构倾斜时，铰接球在支撑弹簧的作用下不会发生偏转，当受到外力并克服支撑弹簧的弹力后，铰接球发生偏转。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1.首先对顶管上最上方的位于中间的一个注浆孔进行注浆，将相邻的注浆孔作为排浆孔，其余剩下的注浆孔封堵，从上到下重复上述方式依次注浆，从而减少触变泥浆的置换残留。

2.在依次注浆过程中，臂架伸缩机构偏转后，通过半球形凹槽、铰接球、支撑弹簧之间的配合导向作用，使得偏转后的密合板与对接壳实现便利精准的对接，降低了置换过程的复杂程度，进而提高了触变泥浆依次置换方法的可行性。

3.锁止杆与锁止卡槽的锁止作用，使密合板与对接壳之间相互锁止，不能产生相对移动，提高了注浆过程中注浆软管与注浆管之间连接的稳定性。

4.开合板的自动封堵，实现了对水泥砂浆注浆完成后的保浆效果，也提高了置换过程中的施工效率；升降丝杠、升降架使得该装置可以适应不同尺寸的顶管。

5.密封环与一级内壳将该装置的内部机构与泥浆分隔开，防止泥浆进入内部机构后难以清洗，从而提高了内部机构的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的立体结构图。

图3为本发明的注浆机构的立体结构图。

图4为本发明的图3中A的局部放大图。

图5为本发明的注浆机构的部分立体结构剖视图。

图6为本发明的一级外筒的立体结构图。

图7为本发明的二级外筒的第一立体结构图。

图8为本发明的二级外筒的第二立体结构图。

图9为本发明的三级外筒的立体结构图。

图10为本发明的预埋件机构的立体结构剖视图。

图11为本发明的图10中B的局部放大图。

图12为本发明的对接壳部位的立体结构图。

图13为本发明的锁止让位槽部位的立体结构剖视图。

附图标注：1-注浆机、2-注浆软管、3-密合板、4-一级外筒、5-二级外筒、6-L型导槽、7-锁止滑块、8-压缩弹簧、9-三级外筒、10-三级滑块、101-滑动槽、102-复位弹簧、11-第一齿条、12-对接壳、13-第二通孔、14-限位槽、15-第二齿条、16-齿轮、17-开合板、18-限位弹簧、19-第一滑轮、20-第二滑轮、21-固定绳、22-推杆、23-转动槽、24-一级内筒、501-弹簧让位槽、241-圆环形滑动槽、25-半球形凹槽、26-锁止卡槽、27-锁止让位槽、28-锁止杆、29-连接杆、30-解锁杆、31-升降丝杠、32-升降架、33-臂架伸缩机构、34-铰接球、35-支撑架、36-支撑弹簧、37-密封环。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例1，一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，包括注浆机构和预埋件机构，所述的注浆机构包括安置于外界顶管的导轨上的注浆机1，注浆机1上连接有注浆软管2，注浆软管2的一端与注浆机1的出浆口密封连接，注浆软管2的另一端连接有密合板3，密合板3呈方形，密合板3上固定有竖直的一级外筒4，密合板3上开设有竖直的第一通孔，第一通孔与一级外筒4同轴，第一通孔将一级外筒4的内部与注浆软管2连通；一级外筒4上有置于一级外筒4内的二级外筒5，一级外筒4密封滑动套设于二级外筒5上，二级外筒5置于一级外筒4的上端，一级外筒4的内壁上开设有多个L形导槽6，多个L形导槽6沿一级外筒4的圆周方向均匀分布，L形导槽6包括横槽与竖槽，横槽的路径沿一级外筒4的圆周方向设置，横槽置于竖槽的上端，横槽的一端与竖槽的上端连通，L形导槽6内滑动配合有锁止滑块7，锁止滑块7置于横槽内，锁止滑块7沿一级外筒4的径向设置，锁止滑块7靠近一级外筒4轴线的一端与二级外筒5的下端固定连接；一级外筒4与二级外筒5之间连接有竖直设置的压缩弹簧8，当二级外筒5向下移动时，二级外筒5受到压缩弹簧8向上的弹力；二级外筒5上转动连接有同轴的三级外筒9，三级外筒9置于二级外筒5的上端，二级外筒5的内壁上开设有沿二级外筒5圆周方向设置的滑动槽101，滑动槽101内滑动配合有三级滑块10，三级滑块10与三级外筒9的下端固定连接，三级外筒9与二级外筒5之间连接有复位弹簧102，复位弹簧102沿三级外筒9的圆周方向设置，三级外筒9的侧壁上固定连接有多个第一齿条11，第一齿条11的长度沿竖直方向设置，多个第一齿条11沿三级外筒9的圆周方向均匀分布在三级外筒9的侧壁上；

所述的预埋件机构包括安置于外界顶管的预埋孔内的注浆管，注浆管的下端伸出预埋孔，注浆外筒的下端螺纹连接有对接壳12，对接壳12呈方体状，对接壳12上开设有与三级外筒9同轴的第二通孔13，第二通孔13将注浆外筒的内部与外界连通；对接壳12上开设有与多个第一齿条11一一对应的竖直的限位槽14，限位槽14开设在第二通孔13内，限位槽14靠近第二通孔13轴线的一端与第二通孔13连通；对接壳12上滑动连接有与多个第一齿条11一一对应的第二齿条15，第二齿条15的长度沿竖直方向设置，第二齿条15沿竖向滑动配合在限位槽14内；对接壳12上经沿限位槽14宽度方向设置的轴转动连接有齿轮16，齿轮16置于限位槽14内并与第二齿条15相啮合，齿轮16与第一齿条11相匹配；所述的三级外筒9的上端套固有密封环37，密封环37的直径与第二通孔13的直径相匹配；第一齿条11的宽度与限位槽14的宽度相同，当三级外筒9上移至第二通孔13内时，密封环37在对接壳12上沿竖向密封滑动接触，三级外筒9带动第一齿条11沿竖向滑动至限位槽14内，第一齿条11与齿轮16相啮合并带动齿轮16转动；第二齿条15上连接有开合机构，开合机构包括沿第二通孔13径向设置的开合板17，开合板17呈扇形，多个开合板17组合成一个完整的圆盘并将第二通孔13封堵；对接壳12上开设有与多个开合板17一一对应的开合板让位槽，开合板让位槽沿第二通孔13的径向设置，开合板17沿第二通孔13的径向滑动连接在开合板让位槽内，开合板让位槽的宽度大于限位槽14的宽度，开合板让位槽置于限位槽14上方，开合板让位槽的下端与限位槽14的下端连通；对接壳12上固定连接有置于开合板让位槽内的固定块，固定块与开合板17之间连接有沿第二通孔13的径向设置的限位弹簧18，限位弹簧18置于开合板让位槽内；对接壳12上经沿限位槽14宽度方向设置的轴转动连接有第一滑轮19，第一滑轮19置于限位槽14内，第一滑轮19的上部伸出限位槽14并置于开合板让位槽内；对接壳12上经沿限位槽14宽度方向设置的轴转动连接有第二滑轮20，第二滑轮20置于限位槽14内，第二滑轮20相对于第一滑轮19更接近第二通孔13，第二滑轮20位于第一滑轮19的下方，第二滑轮20位于第二齿条15的上方；第二齿条15的上端与对应的开合板17之间连接有固定绳21，固定绳21环绕第一滑轮19与第二滑轮20，固定绳21沿第二通孔13的径向滑动贯穿固定块；当第二齿条15下移时，第二齿条15拉动开合板17朝远离第二通孔13轴线的方向滑动，多个开合板17之间相互远离，使封堵的第二通孔13打开；第二齿条15的下端固定连接有支撑体，支撑体上开设有沿二级外筒5的径向设置的支撑体滑槽，支撑体上有滑动连接在支撑体滑槽内的推杆22，推杆22沿二级外筒5的径向滑动，推杆22靠近二级外筒5的一端呈球状；推杆22与支撑体之间连接有置于支撑体滑槽内的推杆弹簧，推杆弹簧沿二级外筒5的径向设置；推杆22的下方有开设于二级外筒5外壁上的并与推杆22匹配的转动槽23，转动槽23的路径沿二级外筒5的轴线螺旋向下，推杆22与转动槽23的上端相对应，二级外筒5的上端倒圆角设置；当第二齿条15下移时，推杆22呈球状的端部与二级外筒5的上端挤压接触，推杆22朝远离二级外筒5的方向滑动，推杆弹簧压缩，当推杆22下移至转动槽23上端时，推杆弹簧将推杆22弹入转动槽23内，当推杆22在转动槽23内的滑动时，推杆22带动二级外筒5沿二级外筒5的轴线转动。

实施例2，在实施例1的基础上，所述的密合板3上固定连接有与一级外筒4同轴的一级内筒24，一级内筒24置于一级外筒4内；二级外筒5的下壁上开设有与二级外筒5同轴的圆环形滑动槽241，一级内筒24的上端密封滑动匹配在圆环形滑动槽241内；所述的压缩弹簧8套设在一级内筒24上，压缩弹簧8置于一级内筒24与一级外筒4之间，二级外筒5的下壁上开设有弹簧让位槽501，弹簧让位槽501的路径呈圆形，压缩弹簧8的上部置于弹簧让位槽501内，压缩弹簧8的上端与二级外筒5固定连接，压缩弹簧8的下端与一级外筒4固定连接。

实施例3，在实施例2的基础上，所述的对接壳12上开设有开口朝下的半球形凹槽25，半球形凹槽25的中心位于第二通孔13的轴线上，第二通孔13的下端与半球形凹槽25连通，限位槽14的下端贯穿对接壳12并与半球形凹槽25连通；对接壳12上开设有4个开口朝下的锁止卡槽26，4个锁止卡槽26沿一级外筒4的圆周方向均匀分布，4个锁止卡槽26分布在对接壳12的四角；密合板3上开设有与4个锁止卡槽26一一对应的锁止让位槽27，锁止让位槽27内有铰接在密合板3上的锁止杆28，锁止杆28与锁止卡槽26相匹配，锁止杆28的上端呈楔形；锁止杆28与密合板3之间连接有锁止杆弹簧，锁止杆弹簧置于锁止让位槽27内；当锁止杆28上移进入锁止卡槽26内时，锁止杆28的楔形端与锁止卡槽26接触，锁止卡槽26顶动锁止杆28的楔形端，使锁止杆28发生偏转，锁止杆弹簧压缩，当锁止杆28继续上移后，锁止杆28受到锁止杆弹簧的力复位，使锁止杆28与锁止卡槽26卡接，从而将密合板3与对接壳12之间相互锁止；锁止杆28上铰接有倾斜朝下的连接杆29，连接杆29的下端铰接有解锁滑块，密合板3上开设有竖直的解锁滑道，解锁滑块滑动配合在解锁滑道内，解锁滑块与密合板3之间连接有竖直的解锁弹簧，解锁弹簧的上端与解锁滑块固定连接，解锁弹簧的下端与密合板3固定连接；解锁滑块的下端固定连接有竖直的解锁杆30，解锁杆30沿竖向滑动贯穿密合板3。

实施例4，在实施例1的基础上，所述的注浆机1上转动连接有竖直的升降丝杠31，注浆机1上沿竖向滑动连接有升降架32，升降丝杠31上螺旋传动有丝杠螺母，丝杠螺母与升降架32固定连接；升降架32上转动连接有横向设置的蜗杆，蜗杆的一端固定连接有手柄，升降架32上经沿前后方向设置的轴转动连接有蜗轮，蜗轮与蜗杆相匹配；蜗轮的侧壁上固定连接有臂架伸缩机构33，例如起重机上的机械式臂架伸缩机构，注浆机1上有控制模块，臂架伸缩机构33与控制模块电连接，注浆软管2环绕在臂架伸缩机构33上，密合板3安装在臂架伸缩机构33的吊臂的上端。

实施例5，在实施例4的基础上，所述的密合板3的下端固定有铰接球34，铰接球34的球心位于一级外筒4的轴线上，铰接球34上开设有竖直的并与一级外筒4同轴的第三通孔，第三通孔的上端与第一通孔的下端连通，注浆软管2密封连接在第三通孔的下端；所述的臂架伸缩机构33上连接有支撑架35，铰接球34铰接在支撑架35上，铰接球34与支撑架35之间连接有4个支撑弹簧36，4个支撑弹簧36沿一级外筒4的圆周方向均匀分布在铰接球34上，支撑弹簧36的一端与铰接球34固定连接，支撑弹簧36的另一端与支撑架35固定连接；当蜗轮偏转使臂架伸缩机构33倾斜时，铰接球34在支撑弹簧36的作用下不会发生偏转，当受到外力并克服支撑弹簧36的弹力后，铰接球34发生偏转。

本发明具体使用时，将预埋件机构安装在顶管上的其中位于上方的一个预埋孔中，并将相邻的预埋孔打开，其余的预埋孔封堵；启动臂架伸缩机构33，使密合板3上移，密合板3带动一级外筒4上移，一级外筒4带动二级外筒5上移，二级外筒5带动三级外筒9上移，当三级外筒9进入第二通孔13后，第一齿条11滑动进入限位槽14内并于齿轮16相啮合，第一齿条11上移带动齿轮16正转，齿轮16正转并带动第二齿条15向下滑动，第二齿条15带动固定绳21下移，固定绳21拉动开合板17移动，限位弹簧18压缩；第二齿条15下移带动支撑体下移，支撑体带动推杆22下移，推杆22下移至转动槽23内，推杆22一边下移一边在转动槽23内滑动时，推杆22使二级外筒5正转，二级外筒5带动三级滑块10滑动，复位弹簧102压缩，二级外筒5带动锁止滑块7滑动；当推杆22滑动至转动槽23的下端时，锁止滑块7滑动至竖槽内，一级外筒4开始上移，压缩弹簧8压缩；当锁止滑块7滑动至竖槽的下端时，密合板3与对接壳12之间相互锁止，开合板17完全打开，开始注入置换用的水泥砂浆，当相邻打开的预埋孔中流出的触变泥浆变成水泥砂浆后便停止注浆，如此便完成了一个注浆孔附近触变泥浆的置换。

完成一个注浆孔触变泥浆的置换后，向上移动解锁杆30，解锁杆30带动解锁滑块上移，解锁弹簧处于拉伸状态，解锁滑块带动连接杆29向上移动，连接杆29推动锁止杆28偏转，使密合板3与对接壳12之间的锁止状态解除，然后启动臂架伸缩机构33使密合板3下移，密合板3带动一级外筒4下移，锁止滑块7滑动与一级外筒4相对滑动，当锁止滑块7滑动至横槽时，压缩弹簧8恢复至初始状态，一级外筒4带动二级外筒5下移，二级外筒5带动三级外筒9下移，三级外筒9带动第一齿条11下移，第一齿条11带动齿轮16反转，齿轮16带动第二齿条15上移，第二齿条15带动支撑体上移，支撑体带动推杆22上移，推杆22带动二级外筒5反转复位；第二齿条15上移时，限位弹簧18释能伸长，限位弹簧18推动开合板17移动，使开合板17重新封堵第二通孔13。

对下一个注浆孔进行触变泥浆的置换，转动手柄使蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮偏转，蜗轮带动臂架伸缩机构33偏转，臂架伸缩机构33带动密合板3偏转，调整臂架伸缩机构33与下一个注浆孔的位置，使其位置对应后启动臂架伸缩机构33，带动密合板3倾斜上移，密合板3带动三级外筒9逐渐进入半球形凹槽25，当三级外筒9与半球形凹槽25顶触后，三级外筒9在半球形凹槽25的导向作用下滑动和偏转，三级外筒9带动密合板3和铰接球34同步偏转，；当三级外筒9偏转至竖直状态时，密合板3也偏转到水平状态，三级外筒9与第二通孔13对位，后续运动与上述的对接过程相同；之后从上往下依次对其余注浆孔进行触变泥浆的置换，从而完成顶管管壁周围所有触变泥浆的置换。

本发明提供了一种隧道顶管施工中触变泥浆的置换装置，该装置置换触变泥浆的方法相比较现有的触变泥浆置换方法，减少置换后的触变泥浆残留，并且还具有导向对位的功能，大大提高了注浆管与注浆软管之间连接的便利性和准确性。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，包括注浆机和预埋件机构，其特征在于，所述的注浆机（1）的出浆口上连接有注浆软管（2），注浆软管（2）的端部连接有密合板（3），密合板（3）上固定有竖直的一级外筒（4），密合板（3）上开设有将一级外筒（4）内部与注浆软管（2）连通的通孔，一级外筒（4）上有置于一级外筒（4）内的二级外筒（5），一级外筒（4）密封滑动套设于二级外筒（5）上，二级外筒（5）置于一级外筒（4）的上端，一级外筒（4）的内壁上开设有L型导槽（6）， L型导槽（6）包括横槽与竖槽，横槽置于竖槽的上端并与竖槽连通，L型导槽（6）内滑动配合有固定连接于二级外筒（5）上的锁止滑块（7），锁止滑块（7）置于横槽内；一级外筒（4）与二级外筒（5）之间连接有竖直设置的压缩弹簧（8），二级外筒（5）上密封转动连接有同轴的三级外筒（9），三级外筒（9）与二级外筒（5）之间连接有沿三级外筒（9）圆周方向设置的复位弹簧（102），三级外筒（9）上圆周均布有长度沿竖直方向设置的多个第一齿条（11）；

所述的预埋件机构包括安置于外界顶管的预埋孔内的注浆管，注浆管上螺纹连接有对接壳（12），对接壳（12）上开设有将注浆外筒内部与外界连通的竖直的第二通孔（13），对接壳（12）上开设有与多个第一齿条（11）一一对应的竖直的限位槽（14），限位槽（14）开设在第二通孔（13）的侧壁上，对接壳（12）上竖向滑动连接有与多个第一齿条（11）一一对应的竖直的第二齿条（15），对接壳（12）上转动连接有置于限位槽（14）内并与第二齿条（15）相啮合的齿轮（16），齿轮（16）与第一齿条（11）相匹配，当三级外筒（9）上移至第二通孔（13）内时，第一齿条（11）竖向滑动匹配在限位槽（14）内并与齿轮（16）相啮合；第二齿条（15）上连接有开合机构，多个开合机构相互组合并将第二通孔（13）封堵，当第二齿条（15）下移时，开合机构解除对第二通孔（13）的封堵；第二齿条（15）的下端沿二级外筒（5）的径向弹性滑动连接有推杆（22），推杆（22）下方有开设于二级外筒（5）外壁上并与推杆（22）匹配的转动槽（23），转动槽（23）的路径沿二级外筒（5）的轴线螺旋向下，第二齿条（15）下移时，推杆（22）下移并弹入转动槽（23）内，推杆（22）在转动槽（23）内的滑动时，带动二级外筒（5）沿二级外筒（5）的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的开合机构包括沿第二通孔（13）径向设置的开合板（17），开合板（17）呈扇形，多个开合板（17）组合成一个完整的圆盘并将第二通孔（13）封堵，开合板（17）沿第二通孔（13）的径向滑动连接在对接壳（12）上，开合板（17）与对接壳（12）之间连接有沿第二通孔（13）的径向设置的限位弹簧（18），第二齿条（15）的上端与对应的开合板（17）之间连接有固定绳（21），当第二齿条（15）下移时，拉动开合板（17）朝远离第二通孔（13）轴线的方向滑动，多个开合板（17）之间相互远离，使封堵的第二通孔（13）打开。

3.根据权利要求1所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的密合板（3）上固定有置于一级外筒（4）内并与一级外筒（4）同轴的一级内筒（24），二级外筒（5）沿竖向密封滑动套设在一级内筒（24）上；所述的压缩弹簧（8）置于一级内筒（24）与一级外筒（4）之间并位于二级外筒（5）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的对接壳（12）上开设有开口朝下的半球形凹槽（25），半球形凹槽（25）的中心位于第二通孔（13）的轴线上，第二通孔（13）的下端与半球形凹槽（25）连通，限位槽（14）的下端贯穿对接壳（12）并与半球形凹槽（25）连通，第二齿条（15）沿竖向滑动配合在限位槽（14）内。

5.根据权利要求4所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的对接壳（12）上开设有多个开口朝下的锁止卡槽（26），多个锁止卡槽（26）沿一级外筒（4）的圆周方向均匀分布，密合板（3）上开设有与多个锁止卡槽（26）一一对应的锁止让位槽（27），锁止让位槽（27）内弹性铰接有与锁止卡槽（26）相匹配的锁止杆（28），当锁止杆（28）上移进入锁止卡槽（26）内时，锁止杆（28）与锁止卡槽（26）卡接。

6.根据权利要求5所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的锁止杆（28）上铰接有倾斜朝下的连接杆（29），连接杆（29）的下端沿竖向弹性滑动连接在密合板（3）上，连接杆（29）的下端固定有竖直的解锁杆（30），解锁杆（30）沿竖向滑动贯穿密合板（3）。

7.根据权利要求1所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的注浆机（1）上转动连接有竖直的升降丝杠（31），升降丝杠（31）上螺旋传动有竖直滑动连接在注浆机（1）上的升降架（32），升降架（32）上转动连接有横向的蜗杆，升降架（32）上转动连接有与蜗杆相匹配的蜗轮，蜗轮的侧壁上固定连接有臂架伸缩机构（33），注浆机（1）上有控制模块，臂架伸缩机构（33）与控制模块电连接，注浆软管（2）环绕在臂架伸缩机构（33）上，密合板（3）安装在臂架伸缩机构（33）上。

8.根据权利要求7所述的一种地铁顶管施工中触变泥浆置换装置，其特征在于，所述的密合板（3）的下端固定有铰接球（34），铰接球（34）的球心位于一级外筒（4）的轴线上，铰接球（34）上开设有竖直的并与一级外筒（4）同轴的第三通孔，第三通孔的上端与第一通孔的下端连通，注浆软管（2）密封连接在第三通孔的下端；所述的臂架伸缩机构（33）上连接有支撑架（35），铰接球（34）铰接在支撑架（35）上，铰接球（34）与支撑架（35）之间连接有多个支撑弹簧（36），多个支撑弹簧（36）沿一级外筒（4）的圆周方向均匀分布在铰接球（34）上；当臂架伸缩机构（33）倾斜时，铰接球（34）在支撑弹簧（36）的作用下不会发生偏转，当受到外力并克服支撑弹簧（36）的弹力后，铰接球（34）发生偏转。