CN204002822U - 一种顶管管幕施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道的底座，轨道上固定钻具、驱动设备及顶靠设备，钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具由钻杆和钻头连接构成，钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备，且钻杆上远离钻头的一端依次贯穿出土栏、顶推盘与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管方位的夹拾设备；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件固定在轨道上。本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，移动灵活、操作简便，适应各种地层的管幕、管棚施工，导向、监测系统的存在使管幕、管棚施工精度高，解决了国内锁扣管幕施工的难题，实用性强。

Description

一种顶管管幕施工装置

技术领域

本实用新型涉及隧道超前支护施工中的管幕、管棚施工设备技术领域，具体而言，涉及一种顶管管幕施工装置。

背景技术

随着人们对环境的重视，目前的非开挖施工技术得到了迅速发展，在非开挖技术中，一种是直接在施工形成地下结构，典型的如盾构法；一种是采用支护技术，然后构筑地下结构物，在隧道超前支护施工中，超前支护多采用管棚、管幕、注浆、垂直旋喷桩、水平旋喷桩、玻璃纤维锚杆等方法，在隧道开挖前对地层进行超前支护或加固，管棚是单根钢管的施工，管棚钢管之间不咬合，该支护方法通常用于不需要太大承载力的较好地层中，对需要大承载力的施工则不适合，管幕是以单根钢管为基础，各钢管之间用锁扣连接在一起形成一个整体，在锁扣内注入水泥浆或止水剂，管幕钢管内注入商用混凝土、砂浆或水泥浆等，这样在隧道开挖线外形成一个封闭的止水帷幕，当前管幕施工主要有拉管法、夯管法、泥水平衡顶管法和人工出土顶管法，这些施工方法都对地层扰动大，容易造成地表沉降，夯管法施工精度低，泥水平衡顶管法和人工出土顶管法造价高，工作效率低，拉管法无法完成带锁扣的管幕施工，施工后的安全系数低，实用性差。

实用新型内容

为解决现有技术中管幕施工设备存在的工作效率低，拉管法无法完成带锁扣的管幕施工，施工后的安全系数低，实用性差等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于解决隧道超前支护施工中管幕钢管铺设难题的顶管管幕施工装置。

为达到上述目的，本实用新型实施例中提供了一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道的底座，轨道上固定钻具、驱动设备及顶靠设备，钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具由钻杆和钻头连接构成，钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备，且钻杆上远离钻头的一端依次贯穿出土栏、顶推盘与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管方位的夹拾设备；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件固定在轨道上。

本技术方案中，本实用新型结构简单，操作方便，导向设备用于控制管幕钢管的方向，防止管幕钢管偏离设计轨道，同时管幕钢管偏离设计轨道后可通过导向设备进行调整，同时本实用新型对顶推盘和出土栏进行改进，驱动设备为钻具提供动力，出土栏用于将隧道内的土由出土栏内排出，便于钻孔和顶管管幕施工，钻销可以使用水、风从该出土栏向外排出，也可以使用螺旋钻杆将钻销从该出土栏排出，操作便利，另外夹拾设备用于调整钢管的偏移角度和旋转钢管，同时也可以在将两根钢管连接时，保持钢管端部对齐，调整钢管的方位，实用性强。

进一步的，出土栏内部呈镂空结构，且出土栏远离顶推盘的一侧与钢管的端部连接，出土栏上与钢管连接处安装用于固定钢管的定位销。本技术方案中，出土栏与钢管的端部相连接，定位销用于托住钢管，防止钢管与出土栏分离，具体使用时，钻杆穿接在钢管内，由钻杆钻出的钻销由钢管内排出至出土栏，由于出土栏为镂空结构，因此，钻销排出更加方便，克服了现有技术中排土不方便的缺陷，实用性强。

进一步的，顶推盘中部开有用于穿接钻杆的通孔，顶推盘上远离出土栏的一侧连接顶推油缸和调整油缸，顶推油缸与顶靠设备连接，调整油缸与驱动设备连接，钻杆、顶推油缸和调整油缸的轴心位于同一平面；顶推盘内设置加强筋。本技术方案中，对顶推盘的结构作进一步的限定，改进了现有技术中的结构，进一步限定了钻杆、顶推油缸、旋转动力头的中心主轴和调整油缸的轴心位于同一平面，这种结构便于操作，没有能量损失，且调节平衡，实用性强，另外加强筋的存在，保证了顶推盘的强度，顶推盘不容易损坏，强度高。

进一步的，驱动设备包括旋转动力头和旋转马达，旋转动力头通过变速齿轮与旋转马达连接，且钻杆与旋转动力头的中心主轴连接，旋转动力头一侧通过调整油缸与顶推盘连接，且旋转动力头底部通过连接件固定在轨道上。本技术方案中，对驱动设备作进一步的限定，钻杆与旋转动力头的中心主轴连接，从而实现了钻杆的旋转，驱动设备用于提供动力，实用性强。

进一步的，夹拾设备包括至少四个夹拾油缸、两个环向油缸、两个水平位移油缸、以及相互嵌套且留有嵌套缝隙的内环和外环，夹拾油缸均匀安装在内环上，且夹拾油缸的活塞杆处于内外内，活塞杆的端部连接牙板；环向油缸一端固定在外环上，其另一端通过连接柱固定在内环上；水平位移油缸一端通过连接件固定在轨道上，其另一端固定在外环上；外环内侧壁开有滑槽，外环和内环之间安装连接杆，连接杆一端固定在内环上，连接杆的另一端卡接在滑槽内。

本技术方案中，夹拾设备用于调整管幕钢管的方位，当管幕钢管角度在顶进过程中发生偏移时，可以通过调整夹拾油缸来调整管幕钢管的角度；环向油缸用于旋转管幕钢管的角度，从而使钢管旋转，主要应用于顶进中管幕钢管发生旋转和两钢管在连接时使用，另外水平位移油缸主要用于调整夹拾设备的水平位移，通过水平位移油缸可以推动夹拾设备在轨道上前后移动；具体使用时，夹拾油缸的活塞杆运动时，夹住或放开钢管，这样通过夹拾油缸、环向油缸、水平位移油缸同时运动，保证了管幕钢管即能旋转又能在上下、左右方向调整管幕钢管位置，水平移动油缸一端固定在轨道上，另一端固定在环上，这样夹拾系统就能前后移动，当需要完成两根钢管连接时，把夹拾设备移动至二根管幕钢管的接缝中间时，夹拾油缸加紧两根管幕钢管的端部，再焊接管幕钢管就能保证管幕钢管焊接的同轴性，实用性强，操作简单。

进一步的，导向设备包括同轴且直径不同的三个调节件、用于支撑调节件的凸台，调节件依次连接并套接在钻杆上，凸台固定在钢管下方的内壁上。本技术方案中，三个调节件分别为调节件a、调节件b和调节件c，三个调节件的直径不同，调节件a、调节件c和调节件b的直径依次增大，使用调节件a时，调节件a在凸台上转动则表示没有偏心，调节件b在凸台上转动时，证明该管幕钢管为向下偏心，调节件c在凸台上转动时，证明该管幕钢管为向上偏心，凸台材质为铁质，凸台焊接在管幕钢管前端内壁的正下方，实用性强。

进一步的，顶靠设备包括通过卡瓦与轨道连接的支座、至少一个垫板、通过丝杠与底座端部连接的靠背，支座的一侧与顶推油缸连接，支座的另一侧通过垫板顶住靠背，垫板之间通过公母套连接，且每个垫板的底部均勾在轨道上；靠背内设置加强筋。本技术方案中，对顶靠设备作进一步的限定，顶靠设备作为顶推油缸以及整个系统的后盾，顶靠设备的固定性对于整个设备是至关重要的，因此靠背内设置有加强筋，同时靠背可以承受巨大的力量，实用性强，操作简单，便于实施，安全系数高。

进一步的，连接件包括滚轴、滚轮和卡座，滚轴穿接在滚轮内，顶推盘/旋转动力头/水平位移油缸分别通过卡座与轨道连接，通过调整滚轮的直径使钻杆、顶推油缸、旋转动力头的中心主轴和调整油缸的轴心位于同一平面，且通过滚轴和滚轮的配合可在轨道上滑动。本技术方案中，对连接件作进一步的限定，连接件可以在轨道上滑动，卡座为U型卡槽，例如顶推盘底部通过滚轴和滚轮的配合在轨道上滑动，另外卡座用于将轨道和顶推盘、或者旋转动力头或者水平位移油缸连接，实用性强，操作简单，自动化强。

优选的，该施工装置还包括动力站，动力站包括油箱、电动机、油泵、联轴节、以及冷却器，冷却器和油泵分别通过油管与油箱连接，电动机通过联轴节与油泵连接，且油泵通过油管为施工装置提供液压动力。

本技术方案中，动力站为系统的油缸设备提供液压动力，例如系统中涉及到的顶推油缸、旋转马达、夹拾油缸、环向油缸、水平位移油缸、调整油缸等需要液压传动的设备，钻杆的旋转、钢管的顶进、各种液压油缸的移动都是由动力站提供动力实现的。

优选的，该施工装置还包括监测设备，监测设备包括两个激光和用于采集激光的测量组件，激光通过固定板安装在钻杆内靠近导向设备的一端，其中一个激光位于钻杆中心，另一个激光远离钻杆中心；测量组件为摄像机/经纬测量仪。本技术方案中，通过监测设备可以进一步对钻杆和钢管的顶管方向进行检测，对现有设备进行改进，可以实时监测钻杆的方向，通过观察测量组件上激光的位置，判断钻杆的方向，并及时调整钻杆的方向和钢管的顶进方向，测量组件可以为摄像机或经纬测量仪，只要可以接收激光信号即可。使用摄像机时，摄像机安装在旋转动力头主轴中，但不与旋转动力头主轴一起旋转，二束激光(激光a和激光b)安装在钻杆的前端，激光a在钻杆的几何中心，激光b远离钻杆的几何中心，当微型摄像机不方便安装在旋转动力头主轴中时，用经纬测量仪代替微型摄像机的功能，经纬测量仪可随意安放在能对准测量激光的位置。

本实用新型的有益效果为：

(1)对地层扰动小：因钻头直径不大于管幕钢管直径，在管幕钢管顶进过程中，管幕钢管对管幕周围地层有挤密作用，且成孔与管幕钢管顶进同步进行，不会造成塌孔，即不会造成任何地表沉降。

(2)适用于各种地层：粉土、粉沙和粒径能从管幕钢管与钻杆的缝隙中排出的地层，可直接选用各种钻头施工；对于岩石、卵石等大粒径地层，钻头改用冲击锤头和冲击器破碎。

(3)精度高：因施工方法中有导向设备、监测设备，可随时测量管幕钢管的走向和调整管幕钢管的方位。

(4)止水帷幕：管幕钢管之间有锁扣，通过对管幕钢管和锁扣的注浆，使管幕钢管形成一整体，起到止水和防流沙的效果。

(5)根据地质情况可用水、风等媒介将钻销带出孔外，也可以用螺旋钻杆将钻销带出孔外，保证施工现场的文明施工和施工的顺畅进行。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的主视图；

图2为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的内部结构示意图；

图3为图2中A的放大图；

图4本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置中导向设备的调节件的结构示意图；

图5为图2中B的放大图；

图6为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的夹拾设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的截面图；

图8为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的顶推盘的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的动力站的结构示意图；

图10为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的使用状态参考图一；

图11为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的使用状态参考图二；

图12为本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置的使用状态参考图三。

图中，

1、底座；1-1、轨道；2、连接件；2-1、滚轴；2-2、滚轮；2-3、卡座；3、钻具；3-1、钻杆；3-2、钻头；4、驱动设备；4-1、旋转动力头；4-2、旋转马达；5、顶靠设备；5-1、卡瓦；5-2、支座；5-3、垫板；5-4、丝杠；5-5、靠背；6、导向设备；6-1、调节件；6-2、凸台；6-3、调节件a；6-4、调节件b；6-5、调节件c；7、出土栏；7-1、定位销；8、顶推盘；8-1、通孔；9、夹拾设备；9-1、夹拾油缸；9-2、环向油缸；9-3、水平位移油缸；9-4、内环；9-5、外环；9-6、活塞杆；9-7、牙板；9-8、连接柱；9-9、连接杆；10、顶推油缸；11、调整油缸；12、加强筋；13、监测设备；13-1、激光；13-2、测量组件；13-3、固定板；13-4、激光a；13-5、激光b；14、动力站；14-1、油箱；14-2、电动机；14-3、油泵；14-4、联轴节；14-5、冷却器；14-6、油管。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1，如图1-7所示，本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道1-1的底座1，轨道上固定钻具3、驱动设备4及顶靠设备5，钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具由钻杆3-1和钻头3-2连接构成，钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备6，且钻杆上远离钻头的一端依次贯穿出土栏7、顶推盘8与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管位移的夹拾设备9；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件2固定在轨道上。

导向设备用于控制钻头的方向，防止钻头偏移，同时钻头偏移后可通过导向设备进行调整，同时本实用新型对顶推盘和出土栏进行改进，驱动设备为钻具提供动力，出土栏用于将隧道内的土由出土栏内排出，便于钻孔和顶管管幕施工，该出土栏可以使用水向外排土也可以使用风将土排出，操作便利，另外夹拾设备用于调整钢管的偏移角度，同时也可以在将两根钢管连接时，保持钢管端部对齐，调整钢管的方向，实用性强。

具体使用时，钻头与导向设备连接，在具体使用时根据地层情况及施工方法，可采用各种钻头。

实施例2，如图1-9所示，本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道的底座，轨道上固定钻具、驱动设备、以及顶靠设备，钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具包括相连接的钻杆和钻头，钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备，且钻杆上远离钻头的一端依次穿过出土栏、顶推盘与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管位移的夹拾设备；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件固定在轨道上。

如图5所示，进一步的，出土栏内部呈镂空结构，且出土栏远离顶推盘的一侧与钢管的端部连接，出土栏上与钢管连接处安装用于固定钢管的定位销7-1。出土栏为镂空结构，因此，排土更加方便，克服了现有技术中排土不方便的缺陷，实用性强

如图8所示，进一步的，顶推盘中部开有用于穿接钻杆的通孔8-1，顶推盘上远离出土栏的一侧连接顶推油缸10和调整油缸11，顶推油缸与顶靠设备连接，调整油缸与驱动设备连接，钻杆、顶推油缸和调整油缸的轴心位于同一平面；顶推盘内穿接加强筋。

如图2所示，进一步的，驱动设备包括旋转动力头4-1和旋转马达4-2，旋转动力头通过变速齿轮与旋转马达4-2连接，且钻杆与旋转动力头的中心主轴连接，旋转动力头一侧通过调整油缸与顶推盘连接，且旋转动力头底部通过连接件固定在轨道上。

如图6所示，进一步的，夹拾设备包括至少四个夹拾油缸9-1、两个环向油缸9-2、两个水平位移油缸9-3、以及相互嵌套且留有嵌套缝隙的内环9-4和外环9-5，夹拾油缸均匀安装在内环上，且夹拾油缸的活塞杆9-6处于内外内，活塞杆的端部连接牙板9-7；环向油缸一端固定在外环上，其另一端通过连接柱9-8固定在内环上；水平位移油缸一端通过连接件固定在轨道上，其另一端固定在外环上；外环内侧壁开有滑槽，外环和内环之间安装连接杆9-9，连接杆一端固定在内环上，连接杆的另一端卡接在滑槽内。

具体使用时，夹拾油缸的活塞杆运动时，夹住或放开钢管，这样通过夹拾油缸、环向油缸、水平位移油缸同时运动，保证了管幕钢管即能旋转又能在上下、左右方向调整管幕钢管位置，水平移动油缸一端固定在轨道上，另一端固定在环上，这样夹拾系统就能前后移动，当需要完成两根钢管连接时，把夹拾设备移动至二根管幕钢管的接缝中间时，夹拾油缸加紧两根管幕钢管的端部，再焊接管幕钢管就能保证管幕钢管焊接的同轴性，实用性强，操作简单。

在顶进前几节管幕钢管时，因大直径厚壁管幕钢管不容易通过导向设备调整方向，可用夹拾设备进行调整，当管幕钢管前端往下偏时，用夹拾设备的夹拾油缸往下压管幕钢管，缓慢顶进，使管幕钢管前端慢慢抬头，达到调向的目的，当管幕钢管前端往上偏时，用夹拾系统的夹拾油缸往上压管幕钢管，缓慢顶进，使管幕钢管前端慢慢回到设计位置，达到调向的目的，同理，左右偏离设计位置时，也可以用可用夹拾设备的夹拾油缸进行调整，使其回到管幕顶进的设计轨道上来。

如图2所示，进一步的，顶靠设备包括通过卡瓦5-1与轨道连接的支座5-2、至少一个垫板5-3、通过丝杠5-4与底座端部连接的靠背5-5，支座的一侧与顶推油缸连接，支座的另一侧通过垫板顶住靠背，垫板之间通过公母套连接，且每个垫板的底部均勾在轨道上；靠背内穿接加强筋12。

如图6所示，进一步的，连接件包括滚轴2-1、滚轮2-2和卡座2-3，滚轴穿接在滚轮内，顶推盘/旋转动力头/水平位移油缸分别通过卡座与轨道连接，通过调整滚轮的直径使钻杆、顶推油缸、旋转动力头的中心主轴和调整油缸的轴心位于同一平面，且通过滚轴和滚轮的配合可在轨道上滑动。

本技术方案中，保证了旋转动力头的中心主轴、夹拾设备、顶推油缸的中心轴位于同一直线上。保证了系统运行中的系统的平衡性，没有能量损失，更不会由于不平衡性造成设备磨损等。

实施例3，如图1-9所示，本实用新型实施例所述的一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道的底座，轨道上固定钻具、驱动设备、以及顶靠设备，钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具包括相连接的钻杆和钻头，钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备，且钻杆上远离钻头的一端依次穿过出土栏、顶推盘与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管位移的夹拾设备；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件固定在轨道上。

如图3-4所示，进一步的，导向设备包括同轴且直径不同的三个调节件6-1、用于支撑调节件的凸台6-2，调节件依次连接并套接在钻杆上，凸台固定在钢管下方的内壁上。本技术方案中，三个调节件分别为调节件a、调节件b和调节件c，三个调节件的直径不同，调节件a6-3、调节件c6-5和调节件b6-4的直径依次增大，使用调节件a时，调节件a在凸台上转动则表示没有偏心，调节件b在凸台上转动时，证明该管幕钢管为向下偏心，调节件c在凸台上转动时，调节件在凸台上转动证明该管幕钢管为向上偏心，凸台材质为铁质，凸台焊接在管幕钢管前端内壁的正下方，实用性强。

如图4所示，调节件可以为调节柱也可以为螺纹套。螺纹套更便于碎石或泥土由螺纹套的旋转缝隙内溢出，实用性强。本实用新型中提到的调节件不仅限于包括调节柱或螺纹套，还可以为其他结构，只要可以起到调节钻头偏心的目的均可。

如图9所示，优选的，该施工装置还包括动力站14，动力站包括油箱14-1、电动机14-2、油泵14-3、联轴节14-4、以及冷却器14-5，冷却器和油泵分别通过油管14-6与油箱连接，电动机通过联轴节与油泵连接，且油泵通过油管为施工装置提供液压动力。

如图2和10-12所示优选的，该施工装置还包括监测设备13，监测设备包括两个激光13-1和用于采集激光的测量组件13-2，激光通过固定板13-3安装在钻杆内靠近导向设备的一端，其中一个激光位于钻杆中心，另一个激光远离钻杆中心；测量组件为摄像机/经纬测量仪。

本技术方案中，通过监测设备可以进一步对钻杆和钢管的顶管方向进行检测，对现有设备进行改进，可以实时监测钻杆的方向，通过观察测量组件上激光的位置，判断钻杆的方向，并及时调整钻杆的方向和钢管的顶管方向，测量组件可以为摄像机或经纬测量仪，只要可以接收激光信号即可。使用摄像机时，摄像机安装在旋转动力头主轴中，但不与旋转动力头主轴一起旋转，二束激光(激光a13-4和激光b13-5)安装在钻杆的前端，激光a在钻杆的几何中心，激光b远离钻杆的几何中心，当微型摄像机不方便安装在旋转动力头主轴中时，用经纬测量仪代替微型摄像机的功能，经纬测量仪可随意安放在能对准测量激光的位置。

具体使用时，在打设第一根管幕钢管时，首先确定钻具、管幕钢管与隧道轴线、坡度的参数，然后根据设计要求调整好钻具的方位。管幕钢管顶进后，通过监测设备测量管幕钢管的走向，如果管幕钢管方向出现了偏移，则通过钻机前端的导向设备、夹拾设备修正管幕钢管的走向。

方向的测定：在钻杆的前端安装有二束激光，激光a在钻杆的几何中心，激光b远离钻杆的几何中心，需要测量时，在旋转动力头后面架设经纬测量仪，或通过微型摄像机测量观察激光的运动轨迹，确定钻头的位置和方向。

如图10所示，当调节件a在凸台上转动时，钢管顶进是直线前进，此时一个激光a成像在摄像机或经纬测量仪的靶区中心，激光b成像以激光a为圆心的圆上运动。

如图11所示，当管幕钢管往上偏移时，调整二个调整油缸，使调节件c在凸台上转动，继续顶进，钻头缓慢往下偏移，激光a从下缓慢移到摄像机或经纬测量仪的靶区中心，激光b则以激光a为圆心的圆上运动，此时调整二个调整油缸，使调节件a在凸台上转动，激光A、B回归到如图10所示的位置，则此时调整结束，保持管幕钢管继续按设计方向顶进。

如图12所示，当管幕钢管往下偏移时，调整二个调整油缸，使调节件b在凸台上转动，继续顶进，钻头缓慢往上偏移，激光a从上缓慢移到摄像机或经纬测量仪的靶区中心，另一个激光b则以激光a为圆心的圆上运动，此时调整二个调整油缸，使调节件a在凸台上转动，激光a、b回归到如图10所示的位置，则此时调整结束，保持管幕钢管继续按设计方向顶进。

本实用新型结构简单，移动灵活、操作简便，适应各种地层的管幕、管棚施工，导向、监测系统的存在使管幕、管棚施工精度高，解决了国内锁扣管幕施工的难题，实用性强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶管管幕施工装置，包括安装有轨道（1-1）的底座（1），轨道上固定钻具（3）、驱动设备（4）及顶靠设备（5），钻具通过驱动设备与顶靠设备连接，钻具由钻杆（3-1）和钻头（3-2）连接构成，其特征在于：钻杆上靠近钻头的一端安装导向设备（6），且钻杆上远离钻头的一端依次贯穿出土栏（7）、顶推盘（8）与驱动设备连接，出土栏与顶推盘连接；施工装置还包括用于夹紧钢管并调整钢管方位的夹拾设备（9）；顶推盘、驱动设备以及夹拾设备均通过连接件（2）固定在轨道上。

2.根据权利要求1所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：出土栏内部呈镂空结构，且出土栏远离顶推盘的一侧与钢管的端部连接，出土栏上与钢管连接处安装用于固定钢管的定位销（7-1）。

3.根据权利要求2所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：顶推盘中部开有用于穿接钻杆的通孔（8-1），顶推盘上远离出土栏的一侧连接顶推油缸（10）和调整油缸（11），顶推油缸与顶靠设备连接，调整油缸与驱动设备连接，钻杆、顶推油缸和调整油缸的轴心位于同一平面；顶推盘内设置加强筋。

4.根据权利要求3所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：驱动设备包括旋转动力头（4-1）和旋转马达（4-2），旋转动力头通过变速齿轮与旋转马达（4-2）连接，且钻杆与旋转动力头的中心主轴连接，旋转动力头一侧通过调整油缸与顶推盘连接，且旋转动力头底部通过连接件固定在轨道上。

5.根据权利要求4所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：夹拾设备包括至少四个夹拾油缸（9-1）、两个环向油缸（9-2）、两个水平位移油缸（9-3）、以及相互嵌套且留有嵌套缝隙的内环（9-4）和外环（9-5），夹拾油缸均匀安装在内环上，且夹拾油缸的活塞杆（9-6）处于内外内，活塞杆的端部连接牙板（9-7）；环向油缸一端固定在外环上，其另一端通过连接柱（9-8）固定在内环上；水平位移油缸一端通过连接件固定在轨道上，其另一端固定在外环上；外环内侧壁开有滑槽，外环和内环之间安装连接杆（9-9），连接杆一端固定在内环上，连接杆的另一端卡接在滑槽内。

6.根据权利要求1所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：导向设备包括同轴且直径不同的三个调节柱（6-1）、用于支撑调节柱的凸台（6-2），调节柱依次连接并套接在钻杆上，凸台固定在钢管下方的内壁上。

7.根据权利要求3所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：顶靠设备包括通过卡瓦（5-1）与轨道连接的支座（5-2）、至少一个垫板（5-3）、通过丝杠（5-4）与底座端部连接的靠背（5-5），支座的一侧与顶推油缸连接，支座的另一侧通过垫板顶住靠背，垫板之间通过公母套连接，且每个垫板的底部均勾在轨道上；靠背内设置加强筋（12）。

8.根据权利要求1-5任一项所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：连接件包括滚轴（2-1）、滚轮（2-2）和卡座（2-3），滚轴穿接在滚轮内，顶推盘/旋转动力头/水平位移油缸分别通过卡座与轨道连接且通过滚轴和滚轮的配合可在轨道上滑动。

9.根据权利要求1所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：该施工装置还包括动力站（14），动力站包括油箱（14-1）、电动机（14-2）、油泵（14-3）、联轴节（14-4）、以及冷却器（14-5），冷却器和油泵分别通过油管（14-6）与油箱连接，电动机通过联轴节与油泵连接，且油泵通过油管为施工装置提供液压动力。

10.根据权利要求1所述的顶管管幕施工装置，其特征在于：该施工装置还包括监测设备（13），监测设备包括两个激光（13-1）和用于采集激光的测量组件（13-2），激光通过固定板（13-3）安装在钻杆内靠近导向设备的一端，其中一个激光位于钻杆中心，另一个激光远离钻杆中心；测量组件为摄像机/经纬测量仪。