CN2594465Y - 加泥式土压平衡顶管机 - Google Patents

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王世高
戴燕超
李宗琪
王灏
冯学范
郑方龙
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Beijing Municipal Construction Co Ltd
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Abstract

一种加泥式土压平衡顶管机，前节壳体与后节壳体连接，切削刀盘置于前节壳体头部，纠偏油缸连接在切削刀盘后部，螺旋输土机构纵向置于壳体内，在切削刀盘前端和外圆侧面分别设置加泥口，加泥口分别经双通道加泥管路与双层回转中心接头连通；在壳体中段外圆上有注浆孔；在纠偏油缸后油缸座与后节壳体中环板之间夹装有可调插板；螺旋输土机构前部由球面支承支撑在前节壳体底部，螺旋输土机构后部有轴式铰链支承悬吊在后节壳体顶部。可保证开挖面土体的稳定、防止刀盘损坏、纠偏能力强，螺旋输土机构能够适应全方位角度变化。适用于粘性、砂粘、砂性、砂卵干性或含水地层条件下施工。

Description

加泥式土压平衡顶管机
技术领域
本实用新型涉及一种地下隧道(管线)工程机械化顶管设备。
背景技术
城市地下隧道(管线)工程机械化施工有顶管法及盾构法两种。综合技术和经济的多方面比较，盾构法主要适合于大直径隧道工程施工，而直径3m以下中小型隧道和管线则以顶管法施工为主。目前，机械化顶管机由前节壳体与后节壳体连接，切削刀盘置于前节壳体头部，纠偏油缸连接在切削刀盘后部，螺旋输土机构纵向置于壳体内。壳体外周无注浆口，在刀盘上只有一种泥浆的加泥口，不能根据土质不同情况进行泥浆护壁，开挖面土体不稳定。纠偏油缸后油缸座固定连接在后节壳体中环板上，若在掘进前方发生异常情况，刀盘发生堵转或卡死时，不能前后调整，导致长时间维修处理，耽误工期。螺旋输土机构固定在前节壳体与后节壳体之间，容易产生纠偏抗力，不能进行全方位角度变化、顺利输土。
技术内容
本实用新型的目的是提供一种加泥式土压平衡顶管机，要解决顶管机设备在恶劣的含水砂卵石土层中施工，保证开挖面土体的稳定、防止刀盘损坏、螺旋输土机构能够适应全方位角度变化的问题。
本实用新型加泥式土压平衡顶管机的技术方案：机壳分为前节壳体、后节壳体，切削刀盘置于前节壳体头部，纠偏油缸连接在切削刀盘后部，螺旋输土机构纵向置于机壳内，其特征在于：
(a)、在切削刀盘前端和外圆侧面分别设置加泥口，加泥口分别经双通道加泥管路与双层回转中心接头连通；
(b)、在壳体中段外圆上有注浆孔；
(c)、在纠偏油缸后油缸座与后节壳体中环板之间夹装有可调插板；
(d)、螺旋输土机构前部由球面支承支撑在前节壳体底部，螺旋输土机构后部有轴式铰链支承悬吊在后节壳体顶部。
上述(a)中，在切削刀盘前端有一至五个加泥口。
上述(b)中，在壳体中段外圆上分布有一至六个注浆孔。
上述(c)中，纠偏油缸环向均布有四组。
上述(d)中，球面支承的球体套在螺旋输土机构外壁上，球面支撑体用螺栓连接在前节壳体底部。球面支撑体上有密封胶圈及润滑油嘴。
轴式铰链支承一端铰接在后节壳体顶部上，另一端铰接在螺旋输土机构外壁上。上述在上轴孔和下轴孔上有润滑油嘴。
有益效果：加泥式土压平衡顶管机设置了两种、多个加泥口，两种加泥口分别与双通道加泥管路和双层中心回转接头连接，用于向掘进开挖面的不同部位分别加注不同用途的浆液。多孔位加泥，使切削刀盘切下的泥砂、卵砾经过改良后能顺利排出，保持开挖面土体稳定，有效地控制地面沉降。
在壳体外圆上装有六个注浆孔，注浆孔与注浆管道连通。在掘进过程中，可向壳体四周加注护壁泥浆，进行成孔护壁，并防止减阻泥浆在砂卵石地层中的渗失。
在掘进前方发生异常情况使刀盘发生堵转或卡死时，调整可调插板位置，改变纠偏油缸支点，使前节壳体回退，减小切削刀盘前方土压，摆脱卡死现象，使刀盘再次运转，避免耽误工期，实现长距离顶进。
螺旋输土机构与壳体为前球后铰式连接，可调整轴向位置，提高施工效率。当进行纠偏时，螺旋输土机构可随纠偏的进行而动作。球面支承和轴式铰链支承，避免螺旋输土机构在前节壳体与后节壳体之间产生纠偏抗力，使纠偏动作顺利进行。本实用新型可适用于粘性、砂粘、砂性、砂卵(最大粒径120mm)的干性或含水地层条件下施工。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是纠偏油缸和可调插板位置示意图；
图4图3的B-B剖面图；
图5是图3的俯视图；
图6是前球面支承的结构示意图；
图7是轴式铰链支承的结构示意图。
图中：1-前节壳体、2、21、22、23、24-加泥口A、3-加泥口B、4-纠偏油缸、5-注浆孔、6-后节壳体、7-轴式铰链支承、8-球面支承、9-螺旋输土机构、10-切削刀盘、11-双层中心回转接头、12-纠偏油缸后座、13-球面体、14-球体、15-球面法兰、16-下轴、17-框架、18-吊杆、19-上轴、20-可调插板、21-后节壳体中环板。
具体实施方式
如图1、2所示，加泥式土压平衡顶管机的机壳分为前节壳体1、后节壳体6，切削刀盘10置于前节壳体1头部，切削刀盘采用中心支承幅条式刀盘结构，选择液压驱动方式，采用恒功率变量液压技术，刀盘转速和扭矩可随阻力变化自行调整，改善刀具在非均匀砾石层中的受力状况，并解决了在合理的总功率范围内，根据不同的需要，获得较大的扭矩或较高的刀盘转速的问题。在切削刀盘前端设置四个加泥口A(2、21、22、23、24)，在外圆侧面设置加泥口B，加泥口A、B分别与双通道加泥管路连通，分别经双层中心回转接头11与两路不同配比的泥浆管道连接；泥浆通过安装在主轴后端的双层中心回转接头11进入主轴中心的双层加泥通道，从加泥口A、B喷出，用于加注土体改良泥浆。
在壳体中段外圆上有六个注浆孔5，用于加注护壁泥浆。
如图3、4、5所示，纠偏油缸4连接在切削刀盘后部，在纠偏油缸后油缸座12与后节壳体中环板21之间夹装有可调插板20。纠偏油缸环向均布有四组，由控制阀件、管路、行程传感器等连接液压泵站。纠偏油缸可实现单独、编组、全伸、全缩四种全方位动作。利用纠偏油缸的支点调整，可带动前节壳体沿轴向变位，防止地下水渗入，快速处理掘进故障。
变频电机驱动的螺旋输土机构9将刀盘削下的泥土从密封舱输送到工具管尾部。螺旋输土机构前部由球面支承8支撑在前节壳体1底部，螺旋输土机构后部有轴式铰链支承7悬吊在后节壳体顶部。
如图6所示，球面支承8实施例：球面体13作为一个固定支承面焊接在前节壳体上，球体14焊在螺旋输土机构外壁上，球面法兰15与用螺栓连接，形成一个球体副，可进行全方位角度变化，在球面内装有密封胶圈及润滑油嘴。
如图7所示，轴式铰链支承7实施例：下轴16用螺栓对称固定在螺旋输土机构桶壁的轴线位置上，支架17的下孔与下轴16连接其上孔与吊杆18的轴连接，吊杆的孔与上轴19及支架17连接并焊接到后节壳体上，形成两轴分离的轴式铰链支承，并在各轴孔上装有润滑油嘴。使螺旋输土机构在水平和垂直方向转动并可随纠偏动作进行前后位移。
主要技术、性能指标：直径2620 mm；砼管规格：21503000mm；最大顶进速度：6cm/min；最大顶力：12000kn；总功率：220kw。该顶管机还设有激光靶跟踪、倾角仪测斜的动态方位误差监控系统。

Claims (8)

1、一种加泥式土压平衡顶管机，前节壳体与后节壳体连接，切削刀盘置于前节壳体头部，纠偏油缸连接在切削刀盘后部，螺旋输土机构纵向置于壳体内，其特征在于：
(a)、在切削刀盘前端和外圆侧面分别设置加泥口，加泥口分别经双通道加泥管路与双层回转中心接头连通；
(b)、在壳体中段外圆上有注浆孔；
(c)、在纠偏油缸后油缸座与后节壳体中环板之间夹装有可调插板；
(d)、螺旋输土机构前部由球面支承支撑在前节壳体底部，螺旋输土机构后部有轴式铰链支承悬吊在后节壳体顶部。
2、根据权利要求1(a)所述的加泥式土压平衡顶管机，所述在切削刀盘前端有一至五个加泥口。
3、根据权利要求1(b)所述的加泥式土压平衡顶管机，所述在壳体中段外圆上分布有一至六个注浆孔。
4、根据权利要求1(c)所述的加泥式土压平衡顶管机，所述纠偏油缸环向均布有四组。
5、根据权利要求1(d)所述的加泥式土压平衡顶管机，所述球面支承的球体套在螺旋输土机构外壁上，球面支撑体用螺栓连接在前节壳体底部。
6、根据权利要求5所述的加泥式土压平衡顶管机，所述球面支撑体上有密封胶圈及润滑油嘴。
7、根据权利要求1(d)所述的加泥式土压平衡顶管机，所述轴式铰链支承一端铰接在后节壳体顶部上，另一端铰接在螺旋输土机构外壁上。
8、根据权利要求6所述的加泥式土压平衡顶管机，所述在上轴孔和下轴孔上有润滑油嘴。
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