CN210370655U - 一种顶管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶管机，其包括：外壳，所述外壳内壁可分割连接有胸板，所述胸板第一侧可拆卸连接有切削装置，所述切削装置连接有驱动装置，所述驱动装置位于胸板的第二侧。基于此，本实用新型所提供的顶管机，在进行地铁出入口隧洞成型过程中，顶管机无法通过接收端结构侧墙所预留孔洞时，可以利用切削装置及驱动装置的可拆卸性能，以及胸板与外壳的可分割性能，直接将驱动装置、切削装置及胸板拆卸下来，从而留下外壳作为隧洞初期支护结构使用，令顶管机无需穿过接收端结构侧墙即可完成隧洞结构施工。

Description

一种顶管机

技术领域

本实用新型涉及顶管机技术领域，尤其涉及的是一种顶管机。

背景技术

顶管施工技术已成为城市地下管节非明挖施工的主要手段，在给排水、污水治理、通信、电力管节等领域得到了广泛的运用；随着城市综合管廊建设，很多架空线改地下电缆；经常出现高压电缆穿越道路的情况；另外限于城市密集的建筑物，很多地方不具备开挖施工条件，因此顶管施工技术应用越来越多。

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节埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管节与周围土壤的摩擦力，将管节按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管节完成顶入土层之后，再下第二节管节继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管节间、中继间等推力，把顶管机或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管节紧随顶管机或掘进机后，埋设在两坑之间。

顶管施工法是先在工作井内设置支座和安装主千斤顶，所需铺设的管节紧跟在顶管机后，在主千斤顶推力的作用下顶管机向土层内掘进，掘出的泥土由土泵或螺旋输送机排出或以泥浆的形式通过泥浆泵经管节排出；推进一节管节后，主千斤顶缩回，吊装上另一节管节，继续顶进。如此往复，直至整个隧洞结构铺设完毕。整个隧洞结构铺设完毕后，顶管机从接收井吊至地面。

顶管施工技术解决了管节埋设施工对城市建筑物的破坏和道路交通堵塞等诸多问题，在稳定土层和环境保护方面凸显了巨大的优势，这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多或地下管线复杂的城市非常重要。

但现有的顶管施工技术在遇到一些特殊情况时无法按照既有模式工作，以地铁出入口隧洞(地铁站入口至地铁车站站厅之间的隧洞)为例，如图1所示，图1中标号JK表示顶管机外壳，标号WH表示地铁车站围护结构，标号CQ表示接收端结构侧墙，从图中可以看出，接收端结构侧墙CQ所预留孔洞的尺寸是小于顶管机外壳JK的，也就是说，顶管机并不能按照常规方式整个穿过接收端结构侧墙CQ然后运走；因此，在这种情况下，顶管施工技术是无法正常使用的。

可见，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种顶管机，旨在进行地铁出入口隧洞成型过程中，顶管机无法通过接收端结构侧墙所预留孔洞时，可以利用切削装置及驱动装置的可拆卸性能，以及胸板与外壳的可分割性能，直接将驱动装置、切削装置及胸板拆卸下来，从而留下外壳作为隧洞初期支护结构使用，令顶管机无需穿过接收端结构侧墙即可完成隧洞结构施工。

本实用新型的技术方案如下：

一种顶管机，所述顶管机包括：外壳，所述外壳内壁可分割连接有胸板，所述胸板第一侧可拆卸连接有切削装置，所述切削装置连接有驱动装置，所述驱动装置位于胸板的第二侧。

在进一步地优选方案中，所述外壳的内壁上设置有若干个预制肋板，相邻预制肋板之间预留有混凝土填充空间。

在进一步地优选方案中，所述切削装置包括：至少一个主刀盘，所述主刀盘上可拆卸连接有主切削刀，所述主切削刀连接有主转轴，所述主转轴贯穿所述胸板设置。

在进一步地优选方案中，所述胸板背离主刀盘一侧可拆卸连接有第一固定板，所述第一固定板上可拆卸连接有多个主电机，多个所述主电机用于为主刀盘提供动力。

一种顶管接收方法，其包括步骤：

顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳到达第一指定位置，此时，顶管机的主切削刀位于目标空间内；

将胸板第二侧的驱动装置拆卸下来；

将胸板与外壳进行分割，直至胸板与外壳完全脱离；

将留置在未成型隧洞内的外壳作为隧洞初期支护结构使用，并在所述外壳的内壁进行衬砌，形成隧洞。

在进一步地优选方案中，所述顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳到达第一指定位置的步骤还包括：在顶管机顶进过程中，持续向所述外壳的外缘注入泥浆并打入黄泥。

在进一步地优选方案中，所述顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳到达第一指定位置的步骤具体包括：

顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳到达第二指定位置，此时，顶管机的切割刀与目标空间之间的距离大于0；

在目标空间一侧的建筑物的预设位置开设钢环安装槽，并将洞门钢环嵌入至所述钢环安装槽；

填充浆料至洞门钢环与所述建筑物之间的缝隙，形成第一止水结构；

顶管机朝预设方向继续顶进，直至顶管机的外壳达到第一指定位置，此时，顶管机的外壳与所述洞门钢环抵接。

在进一步地优选方案中，所述顶管机朝预设方向继续顶进，直至顶管机的外壳达到第一指定位置的步骤之后还包括：

清理顶管机所带出的渣土，并封堵所述外壳与所述洞门钢环之间的缝隙，形成第二止水结构。

在进一步地优选方案中，所述清理顶管机所带出的渣土，并封堵所述外壳与所述洞门钢环之间的缝隙，形成第二止水结构的步骤之后还包括：使用钢板将顶管机与洞门钢环进行焊接。

在进一步地优选方案中，所述使用钢板将顶管机与洞门钢环进行焊接的步骤之后还包括：

向所述外壳的外缘注入水泥浆，直至所注入的泥浆全部被置换，所注入的水泥浆固化后将形成第三止水结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的顶管机包括：外壳，所述外壳内壁可分割连接有胸板，所述胸板第一侧可拆卸连接有切削装置，所述切削装置连接有驱动装置，所述驱动装置位于胸板的第二侧。基于此，本实用新型所提供的顶管机，在进行地铁出入口隧洞成型过程中，顶管机无法通过接收端结构侧墙所预留孔洞时，可以利用切削装置及驱动装置的可拆卸性能，以及胸板与外壳的可分割性能，直接将驱动装置、切削装置及胸板拆卸下来，从而留下外壳作为隧洞初期支护结构使用，令顶管机无需穿过接收端结构侧墙即可完成隧洞结构施工。

附图说明

图1是现有技术中顶管机被接收端结构侧墙阻挡无法进入地铁车站站厅的状态示意图。

图2是本实用新型中顶管机的外壳在到达第一指定位置时的位置示意图。

图3是本实用新型中顶管机的外壳在到达第一指定位置时与洞内钢环的位置关系示意图。

图4是本实用新型中顶管机较佳实施例的结构示意图。

图5是本实用新型中顶管机所用切削装置与胸板的连接关系示意图。

图6是本实用新型中顶管机所用驱动装置与胸板的连接关系示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种顶管机，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种顶管机，顶管机的顶进以及部分隧洞结构(除顶管机所占用长度之外的隧洞结构)的铺设与现有技术原理相同，本实用新型对此不再赘述。

与现有技术截然不同的是，本实用新型中的顶管机包括：外壳100、胸板200、切削装置300及驱动装置400，如图2及图3所示，所述外壳100与胸板200可分割连接(至少包含以下连接方式：一体成型但可通过切割工具进行分离、分别成型后可拆卸连接、分别成型后通过焊接等方式固定连接但可通过切割工具进行分离等等)。所述切削装置300与胸板200可拆卸连接，且位于胸板200的第一侧；所述驱动装置400与胸板200可拆卸连接，且位于胸板200的第二侧。

所述外壳100作用之一是保护内部设备；作用之二是在其本身到达某特定位置后无法继续前进的情况下，被留置在未成型的隧洞内，以便作为隧洞初期支护结构使用(也就是说，外壳100在必要时将被顶管机舍弃在隧洞内，代替隧洞初期支护结构，从而使得顶管机不必继续前进)。

所述驱动装置400及切削装置300皆与胸板200可拆卸连接，使得在顶管机无法继续前进，外壳100被留置作为隧洞初期支护结构使用的情况下，可进行顶管机内部零部件的回收，一方面为隧洞的成型去除多余物体，另一方面将回收的零部件重新组装成新的顶管机，重复利用。

作为本实用新型的优选实施例，所述外壳100的内壁上设置有若干个预制肋板500，如图3所示，相邻预制肋板500之间预留有混凝土填充空间。预制肋板500的作用至少有以下两个：1、加强外壳100的强度，提高顶管机的使用可靠性；2、在外壳100被留置作为隧洞初期支护结构使用时，代替原本衬砌过程中所使用的钢筋，保证成型后隧洞的使用寿命。

在铺设普通管节的情况下，管节铺设完成之后，为了防止管节使用一定时间后变形或坍塌，将在管节内壁用钢筋混凝土修建永久性支护结构。使用本实用新型的顶管机，且将外壳100留置在隧洞内作为隧洞初期支护结构使用时，可直接将混凝土涂覆至预制肋板500之间的混凝土填充空间，并根据实际情况决定是否增加混凝土的厚度和/或另行增加钢筋(有些隧洞需要内圈钢筋及外圈钢筋，甚至于更多圈的钢筋)，由此可见，外壳100内壁的若干个预制肋板500至少可替代一圈钢筋。

所述预制肋板500的材料、排布密度及数量等参数应当足以保证成型后隧洞内支护结构的可靠性。

根据本实用新型的另一方面，如图4及图5所示，所述切削装置300包括：至少一个主刀盘312，所述主刀盘312上可拆卸连接有主切削刀311，所述主切削刀311连接有主转轴，所述主转轴贯穿所述胸板200设置。如图6所示，所述胸板200背离主刀盘312一侧可拆卸连接有第一固定板411，所述第一固定板411上可拆卸连接有多个主电机412，多个所述主电机412用于为主刀盘312提供动力。所述第一固定板411及主电机412皆属于驱动装置400。

同理，如图4及图5所示，所述切削装置300还包括：至少一个副刀盘322，所述副刀盘322上可拆卸连接有副切削刀321，所述副切削刀321连接有副转轴，所述副转轴贯穿所述胸板200设置。如图6所示，所述胸板200背离副刀盘322一侧可拆卸连接有第二固定板421，所述第二固定板421上可拆卸连接有多个副电机422，多个所述副电机422用于为副刀盘322提供动力。所述第二固定板421及副电机422亦属于驱动装置400。

在进行切削装置300拆卸的时候，可以先拆卸主转轴及主切削刀311，然后拆卸主刀盘312及第一固定板411，主电机412可以始终固定在第一固定板411上，从而进行模块化拆卸及后续的重新安装；最后按照同样的方式拆卸副转轴、副切削刀321、副刀盘322及第二固定板421，以提高工作效率。

本实用新型还提供了一种顶管接收方法，下文以所述顶管接收方法对顶管机的特征进行进一步地说明，所述顶管接收方法包括步骤(请参考图2至图6)：

顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳100到达第一指定位置，此时，顶管机的主切削刀311位于目标空间内。

目标空间是指成型后隧洞尾端连通的空间，比如地铁出入口隧洞的尾端连通的是地铁车站站厅，那么在相应顶管机的顶进过程中，地铁车站站厅就是该顶管机的目标空间。顶管机的主切削刀311位于目标空间内是指顶管机的外壳100已经与目标空间接驳，但却不会深入目标空间，由于主切削刀311通常凸出于外壳100，所以当外壳100与目标空间接驳时，主切削刀311是位于目标空间内的，且在这种情况下，主切削刀311及主刀盘312的拆卸可十分方便的在目标空间内完成。

将胸板200第二侧的驱动装置400拆卸下来，具体如上述装置实施例所述，此处不再赘述；

将胸板200与外壳100进行分割，直至胸板200与外壳100完全脱离，具体如上述装置实施例所述，此处不再赘述；

将留置在未成型隧洞内的外壳100作为隧洞初期支护结构使用，并在所述外壳100的内壁进行衬砌，形成隧洞，具体如上述装置实施例所述，此处不再赘述。

可以理解的是，本实用新型所提供的顶管接收方法不仅适用于地铁出入口隧洞的成型，类似的场景本实用新型所提供的顶管机同样适用；而且本实用新型所提供的顶管机还可像普通顶管机一样工作，即逐步顶进，直至整个顶管机进入接收井，并从接收井将顶管机吊起回收，从而在保留普通顶管机功能的基础上，能够适用于更多场景，适用于因周边环境影响或接收条件发生变化导致顶管机无法进入接收井或无法设置接收井等多种情况。

以地铁出入口隧洞的成型过程为例，由于地铁车站外侧通常设置有基坑围护结构，且顶管机通常无法直接顶穿原有围护结构，因此，顶管机的顶进通常分为多个步骤进行，具体如下所述(可以理解的是，此处虽以地铁出入口隧洞为例，但举例只为更为详细的说明本实用新型技术方案，并不代表本实用新型所提供方案只能适用于地铁出入口隧洞的成型)。

所述顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳100到达第一指定位置的步骤具体包括：

顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳100到达第二指定位置，此时，顶管机的切割刀与目标空间之间的距离大于0(比如顶管机的外壳100到达距离地铁车站围护结构100mm的位置时停止顶进)；

在目标空间一侧的建筑物的预设位置开设洞内钢环gh安装槽，并将洞门洞内钢环gh嵌入至所述洞内钢环gh安装槽。对于地铁出入口隧洞的成型过程而言，目标空间一侧的建筑物即指地铁车站围护结构，在开设洞内钢环gh安装槽时，可以用风镐在地铁车站站厅内对应顶管机的位置进行凿除，直至凿除到围护结构外侧钢筋，即暂时保留围护结构外侧钢筋及迎土面保护层，而后安装洞门铜环gh即可。

填充浆料至洞门洞内钢环gh与所述建筑物之间的缝隙，形成第一止水结构。由于洞门洞内钢环gh与建筑物通常无法进行无缝相接，因此，有必要在二者之间的缝隙填充浆料，避免成型后的隧洞漏水；完成洞门钢环gh与建筑物间塞缝后，将围护结构外侧钢筋烧断拆除，而后顶管机可直接顶破剩余围护结构保护层。

顶管机朝预设方向继续顶进，直至顶管机的外壳100达到第一指定位置，此时，顶管机的外壳100与所述洞门洞内钢环gh抵接。在此之前，还应根据情况，确定顶管机是否可以继续顶进，若不可以，比如地铁出入口隧洞成型时，需要通过风镐等方式在地铁车站站厅凿出足够顶管机穿过的孔洞。

进一步地，所述顶管机朝预设方向继续顶进，直至顶管机的外壳100达到第一指定位置的步骤之后还包括：清理顶管机所带出的渣土，并封堵所述外壳100与所述洞门洞内钢环gh之间的缝隙，形成第二止水结构。

较佳地是，所述清理顶管机所带出的渣土，并封堵所述外壳100与所述洞门洞内钢环gh之间的缝隙，形成第二止水结构的步骤之后还包括：使用钢板将顶管机与洞门洞内钢环gh进行焊接(优选为满焊，即全焊)。

进一步地，所述使用钢板将顶管机与洞门洞内钢环gh进行焊接的步骤之后还包括：向所述外壳100的外缘注入水泥浆，直至所注入的泥浆全部被置换，所注入的水泥浆固化后将形成第三止水结构。

至此，本实用新型在洞门洞内钢环gh与建筑物之间、外壳100与洞门洞内钢环gh之间以及外壳100与顶出孔洞之间形成三道止水结构，进行全方位的止水，提高成型后隧洞的止水效果。

根据本实用新型地另一方面，所述顶管机朝预设方向顶进，直至顶管机的外壳100到达第一指定位置的步骤还包括：在顶管机顶进过程中，持续向所述外壳100的外缘注入泥浆并打入黄泥。

由于顶管机与施工土层之间的摩擦力通常较大，因此，在顶管机顶进过程中持续向外壳100的外缘注入泥浆(将形成减阻润滑的泥浆套)，可以减小顶管机外壁所受摩擦力，提高工作效率，减少顶管机磨损，进而提高顶管机的使用寿命。打入黄泥则是为了补充顶进过程中的水土流失，堵塞渗水路径，保持土层及路面的稳定。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种顶管机，其特征在于，所述顶管机包括：外壳，所述外壳内壁可分割连接有胸板，所述胸板第一侧可拆卸连接有切削装置，所述切削装置连接有驱动装置，所述驱动装置位于胸板的第二侧。

2.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述外壳的内壁上设置有若干个预制肋板，相邻预制肋板之间预留有混凝土填充空间。

3.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，所述切削装置包括：至少一个主刀盘，所述主刀盘上可拆卸连接有主切削刀，所述主切削刀连接有主转轴，所述主转轴贯穿所述胸板设置。

4.根据权利要求3所述的顶管机，其特征在于，所述胸板背离主刀盘一侧可拆卸连接有第一固定板，所述第一固定板上可拆卸连接有多个主电机，多个所述主电机用于为主刀盘提供动力。

5.根据权利要求3所述的顶管机，其特征在于，所述切削装置还包括：至少一个副刀盘，所述副刀盘上可拆卸连接有副切削刀，所述副切削刀连接有副转轴，所述副转轴贯穿所述胸板设置。

6.根据权利要求5所述的顶管机，其特征在于，所述胸板背离副刀盘一侧可拆卸连接有第二固定板，所述第二固定板上可拆卸连接有多个副电机，多个所述副电机用于为副刀盘提供动力。

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