一種頂管管幕施工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道的底座，軌道上固定鉆具、驅動設備及頂靠設備，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具由鉆桿和鉆頭連接構成，鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次貫穿出土欄、頂推盤與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管方位的夾拾設備；頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件固定在軌道上。本實用新型的有益效果為：本實用新型結構簡單，移動靈活、操作簡便，適應各種地層的管幕、管棚施工，導向、監(jiān)測系統(tǒng)的存在使管幕、管棚施工精度高，解決了國內鎖扣管幕施工的難題，實用性強。
【專利說明】一種頂管管幕施工裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及隧道超前支護施工中的管幕、管棚施工設備【技術領域】，具體而言，涉及一種頂管管幕施工裝置。

【背景技術】
[0002]隨著人們對環(huán)境的重視，目前的非開挖施工技術得到了迅速發(fā)展，在非開挖技術中，一種是直接在施工形成地下結構，典型的如盾構法；一種是采用支護技術，然后構筑地下結構物，在隧道超前支護施工中，超前支護多采用管棚、管幕、注漿、垂直旋噴樁、水平旋噴樁、玻璃纖維錨桿等方法，在隧道開挖前對地層進行超前支護或加固，管棚是單根鋼管的施工，管棚鋼管之間不咬合，該支護方法通常用于不需要太大承載力的較好地層中，對需要大承載力的施工則不適合，管幕是以單根鋼管為基礎，各鋼管之間用鎖扣連接在一起形成一個整體，在鎖扣內注入水泥漿或止水劑，管幕鋼管內注入商用混凝土、砂漿或水泥漿等，這樣在隧道開挖線外形成一個封閉的止水帷幕，當前管幕施工主要有拉管法、夯管法、泥水平衡頂管法和人工出土頂管法，這些施工方法都對地層擾動大，容易造成地表沉降，夯管法施工精度低，泥水平衡頂管法和人工出土頂管法造價高，工作效率低，拉管法無法完成帶鎖扣的管幕施工，施工后的安全系數(shù)低，實用性差。
實用新型內容
[0003]為解決現(xiàn)有技術中管幕施工設備存在的工作效率低，拉管法無法完成帶鎖扣的管幕施工，施工后的安全系數(shù)低，實用性差等缺陷，本實用新型的目的在于提供一種用于解決隧道超前支護施工中管幕鋼管鋪設難題的頂管管幕施工裝置。
[0004]為達到上述目的，本實用新型實施例中提供了一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道的底座，軌道上固定鉆具、驅動設備及頂靠設備，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具由鉆桿和鉆頭連接構成，鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次貫穿出土欄、頂推盤與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管方位的夾拾設備；頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件固定在軌道上。
[0005]本技術方案中，本實用新型結構簡單，操作方便，導向設備用于控制管幕鋼管的方向，防止管幕鋼管偏離設計軌道，同時管幕鋼管偏離設計軌道后可通過導向設備進行調整，同時本實用新型對頂推盤和出土欄進行改進，驅動設備為鉆具提供動力，出土欄用于將隧道內的土由出土欄內排出，便于鉆孔和頂管管幕施工，鉆銷可以使用水、風從該出土欄向外排出，也可以使用螺旋鉆桿將鉆銷從該出土欄排出，操作便利，另外夾拾設備用于調整鋼管的偏移角度和旋轉鋼管，同時也可以在將兩根鋼管連接時，保持鋼管端部對齊，調整鋼管的方位，實用性強。
[0006]進一步的，出土欄內部呈鏤空結構，且出土欄遠離頂推盤的一側與鋼管的端部連接，出土欄上與鋼管連接處安裝用于固定鋼管的定位銷。本技術方案中，出土欄與鋼管的端部相連接，定位銷用于托住鋼管，防止鋼管與出土欄分離，具體使用時，鉆桿穿接在鋼管內，由鉆桿鉆出的鉆銷由鋼管內排出至出土欄，由于出土欄為鏤空結構，因此，鉆銷排出更加方便，克服了現(xiàn)有技術中排土不方便的缺陷，實用性強。
[0007]進一步的，頂推盤中部開有用于穿接鉆桿的通孔，頂推盤上遠離出土欄的一側連接頂推油缸和調整油缸，頂推油缸與頂靠設備連接，調整油缸與驅動設備連接，鉆桿、頂推油缸和調整油缸的軸心位于同一平面；頂推盤內設置加強筋。本技術方案中，對頂推盤的結構作進一步的限定，改進了現(xiàn)有技術中的結構，進一步限定了鉆桿、頂推油缸、旋轉動力頭的中心主軸和調整油缸的軸心位于同一平面，這種結構便于操作，沒有能量損失，且調節(jié)平衡，實用性強，另外加強筋的存在，保證了頂推盤的強度，頂推盤不容易損壞，強度高。
[0008]進一步的,驅動設備包括旋轉動力頭和旋轉馬達,旋轉動力頭通過變速齒輪與旋轉馬達連接，且鉆桿與旋轉動力頭的中心主軸連接，旋轉動力頭一側通過調整油缸與頂推盤連接，且旋轉動力頭底部通過連接件固定在軌道上。本技術方案中，對驅動設備作進一步的限定，鉆桿與旋轉動力頭的中心主軸連接，從而實現(xiàn)了鉆桿的旋轉，驅動設備用于提供動力，實用性強。
[0009]進一步的，夾拾設備包括至少四個夾拾油缸、兩個環(huán)向油缸、兩個水平位移油缸、以及相互嵌套且留有嵌套縫隙的內環(huán)和外環(huán)，夾拾油缸均勻安裝在內環(huán)上，且夾拾油缸的活塞桿處于內外內，活塞桿的端部連接牙板；環(huán)向油缸一端固定在外環(huán)上，其另一端通過連接柱固定在內環(huán)上；水平位移油缸一端通過連接件固定在軌道上，其另一端固定在外環(huán)上；外環(huán)內側壁開有滑槽，外環(huán)和內環(huán)之間安裝連接桿，連接桿一端固定在內環(huán)上，連接桿的另一端卡接在滑槽內。
[0010]本技術方案中，夾拾設備用于調整管幕鋼管的方位，當管幕鋼管角度在頂進過程中發(fā)生偏移時，可以通過調整夾拾油缸來調整管幕鋼管的角度；環(huán)向油缸用于旋轉管幕鋼管的角度，從而使鋼管旋轉，主要應用于頂進中管幕鋼管發(fā)生旋轉和兩鋼管在連接時使用，另外水平位移油缸主要用于調整夾拾設備的水平位移，通過水平位移油缸可以推動夾拾設備在軌道上前后移動；具體使用時，夾拾油缸的活塞桿運動時，夾住或放開鋼管，這樣通過夾拾油缸、環(huán)向油缸、水平位移油缸同時運動，保證了管幕鋼管即能旋轉又能在上下、左右方向調整管幕鋼管位置，水平移動油缸一端固定在軌道上，另一端固定在環(huán)上，這樣夾拾系統(tǒng)就能前后移動，當需要完成兩根鋼管連接時，把夾拾設備移動至二根管幕鋼管的接縫中間時，夾拾油缸加緊兩根管幕鋼管的端部，再焊接管幕鋼管就能保證管幕鋼管焊接的同軸性，實用性強，操作簡單。
[0011]進一步的，導向設備包括同軸且直徑不同的三個調節(jié)件、用于支撐調節(jié)件的凸臺，調節(jié)件依次連接并套接在鉆桿上，凸臺固定在鋼管下方的內壁上。本技術方案中，三個調節(jié)件分別為調節(jié)件a、調節(jié)件b和調節(jié)件C，三個調節(jié)件的直徑不同，調節(jié)件a、調節(jié)件c和調節(jié)件b的直徑依次增大，使用調節(jié)件a時，調節(jié)件a在凸臺上轉動則表示沒有偏心，調節(jié)件b在凸臺上轉動時，證明該管幕鋼管為向下偏心，調節(jié)件c在凸臺上轉動時，證明該管幕鋼管為向上偏心，凸臺材質為鐵質，凸臺焊接在管幕鋼管前端內壁的正下方，實用性強。
[0012]進一步的，頂靠設備包括通過卡瓦與軌道連接的支座、至少一個墊板、通過絲杠與底座端部連接的靠背，支座的一側與頂推油缸連接，支座的另一側通過墊板頂住靠背，墊板之間通過公母套連接，且每個墊板的底部均勾在軌道上；靠背內設置加強筋。本技術方案中，對頂靠設備作進一步的限定，頂靠設備作為頂推油缸以及整個系統(tǒng)的后盾，頂靠設備的固定性對于整個設備是至關重要的，因此靠背內設置有加強筋，同時靠背可以承受巨大的力量，實用性強，操作簡單，便于實施，安全系數(shù)高。
[0013]進一步的，連接件包括滾軸、滾輪和卡座，滾軸穿接在滾輪內，頂推盤/旋轉動力頭/水平位移油缸分別通過卡座與軌道連接，通過調整滾輪的直徑使鉆桿、頂推油缸、旋轉動力頭的中心主軸和調整油缸的軸心位于同一平面，且通過滾軸和滾輪的配合可在軌道上滑動。本技術方案中，對連接件作進一步的限定，連接件可以在軌道上滑動，卡座為U型卡槽，例如頂推盤底部通過滾軸和滾輪的配合在軌道上滑動，另外卡座用于將軌道和頂推盤、或者旋轉動力頭或者水平位移油缸連接，實用性強，操作簡單，自動化強。
[0014]優(yōu)選的，該施工裝置還包括動力站,動力站包括油箱、電動機、油泵、聯(lián)軸節(jié)、以及冷卻器，冷卻器和油泵分別通過油管與油箱連接，電動機通過聯(lián)軸節(jié)與油泵連接，且油泵通過油管為施工裝置提供液壓動力。
[0015]本技術方案中，動力站為系統(tǒng)的油缸設備提供液壓動力，例如系統(tǒng)中涉及到的頂推油缸、旋轉馬達、夾拾油缸、環(huán)向油缸、水平位移油缸、調整油缸等需要液壓傳動的設備，鉆桿的旋轉、鋼管的頂進、各種液壓油缸的移動都是由動力站提供動力實現(xiàn)的。
[0016]優(yōu)選的，該施工裝置還包括監(jiān)測設備，監(jiān)測設備包括兩個激光和用于采集激光的測量組件，激光通過固定板安裝在鉆桿內靠近導向設備的一端，其中一個激光位于鉆桿中心，另一個激光遠離鉆桿中心；測量組件為攝像機/經緯測量儀。本技術方案中，通過監(jiān)測設備可以進一步對鉆桿和鋼管的頂管方向進行檢測，對現(xiàn)有設備進行改進，可以實時監(jiān)測鉆桿的方向，通過觀察測量組件上激光的位置，判斷鉆桿的方向，并及時調整鉆桿的方向和鋼管的頂進方向，測量組件可以為攝像機或經緯測量儀，只要可以接收激光信號即可。使用攝像機時，攝像機安裝在旋轉動力頭主軸中，但不與旋轉動力頭主軸一起旋轉，二束激光(激光a和激光b)安裝在鉆桿的前端，激光a在鉆桿的幾何中心，激光b遠離鉆桿的幾何中心，當微型攝像機不方便安裝在旋轉動力頭主軸中時，用經緯測量儀代替微型攝像機的功能，經緯測量儀可隨意安放在能對準測量激光的位置。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018](I)對地層擾動小:因鉆頭直徑不大于管幕鋼管直徑，在管幕鋼管頂進過程中，管幕鋼管對管幕周圍地層有擠密作用，且成孔與管幕鋼管頂進同步進行，不會造成塌孔，即不會造成任何地表沉降。
[0019](2)適用于各種地層:粉土、粉沙和粒徑能從管幕鋼管與鉆桿的縫隙中排出的地層，可直接選用各種鉆頭施工；對于巖石、卵石等大粒徑地層，鉆頭改用沖擊錘頭和沖擊器破碎。
[0020](3)精度高:因施工方法中有導向設備、監(jiān)測設備，可隨時測量管幕鋼管的走向和調整管幕鋼管的方位。
[0021](4)止水帷幕:管幕鋼管之間有鎖扣，通過對管幕鋼管和鎖扣的注漿，使管幕鋼管形成一整體，起到止水和防流沙的效果。
[0022](5)根據(jù)地質情況可用水、風等媒介將鉆銷帶出孔外，也可以用螺旋鉆桿將鉆銷帶出孔外，保證施工現(xiàn)場的文明施工和施工的順暢進行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的主視圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的內部結構示意圖；
[0025]圖3為圖2中A的放大圖；
[0026]圖4本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置中導向設備的調節(jié)件的結構示意圖；
[0027]圖5為圖2中B的放大圖；
[0028]圖6為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的夾拾設備的結構示意圖；
[0029]圖7為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的截面圖；
[0030]圖8為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的頂推盤的結構示意圖；
[0031]圖9為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的動力站的結構示意圖；
[0032]圖10為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的使用狀態(tài)參考圖一；
[0033]圖11為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的使用狀態(tài)參考圖二 ；
[0034]圖12為本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置的使用狀態(tài)參考圖三。
[0035]圖中，
[0036]1、底座；1_1、軌道；2、連接件；2_1、滾軸；2_2、滾輪；2_3、卡座；3、鉆具；3_1、鉆桿；3-2、鉆頭；4、驅動設備；4-1、旋轉動力頭；4-2、旋轉馬達；5、頂靠設備；5_1、卡瓦；5_2、支座；5-3、墊板；5-4、絲杠；5-5、靠背；6、導向設備；6_1、調節(jié)件；6_2、凸臺；6_3、調節(jié)件a ;6-4、調節(jié)件b ;6-5、調節(jié)件c ;7、出土欄；7_1、定位銷；8、頂推盤；8_1、通孔；9、夾拾設備；9-1、夾拾油缸；9-2、環(huán)向油缸；9-3、水平位移油缸；9-4、內環(huán)；9_5、外環(huán)；9_6、活塞桿；9-7、牙板；9-8、連接柱；9-9、連接桿；10、頂推油缸；11、調整油缸；12、加強筋；13、監(jiān)測設備；13-1、激光；13-2、測量組件；13-3、固定板；13_4、激光a ;13_5、激光b ;14、動力站；14-1、油箱；14-2、電動機；14-3、油泵；14_4、聯(lián)軸節(jié)；14_5、冷卻器；14_6、油管。

【具體實施方式】
[0037]下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0038]實施例1，如圖1-7所示，本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道1-1的底座1，軌道上固定鉆具3、驅動設備4及頂靠設備5，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具由鉆桿3-1和鉆頭3-2連接構成，鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備6，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次貫穿出土欄7、頂推盤8與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管位移的夾拾設備9 ;頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件2固定在軌道上。
[0039]導向設備用于控制鉆頭的方向，防止鉆頭偏移，同時鉆頭偏移后可通過導向設備進行調整，同時本實用新型對頂推盤和出土欄進行改進，驅動設備為鉆具提供動力，出土欄用于將隧道內的土由出土欄內排出，便于鉆孔和頂管管幕施工，該出土欄可以使用水向外排土也可以使用風將土排出，操作便利，另外夾拾設備用于調整鋼管的偏移角度，同時也可以在將兩根鋼管連接時，保持鋼管端部對齊，調整鋼管的方向，實用性強。
[0040]具體使用時，鉆頭與導向設備連接，在具體使用時根據(jù)地層情況及施工方法，可采用各種鉆頭。
[0041]實施例2，如圖1-9所示，本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道的底座，軌道上固定鉆具、驅動設備、以及頂靠設備，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具包括相連接的鉆桿和鉆頭，鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次穿過出土欄、頂推盤與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管位移的夾拾設備；頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件固定在軌道上。
[0042]如圖5所示，進一步的，出土欄內部呈鏤空結構，且出土欄遠離頂推盤的一側與鋼管的端部連接，出土欄上與鋼管連接處安裝用于固定鋼管的定位銷7-1。出土欄為鏤空結構，因此，排土更加方便，克服了現(xiàn)有技術中排土不方便的缺陷，實用性強
[0043]如圖8所示，進一步的，頂推盤中部開有用于穿接鉆桿的通孔8-1，頂推盤上遠離出土欄的一側連接頂推油缸10和調整油缸11，頂推油缸與頂靠設備連接，調整油缸與驅動設備連接，鉆桿、頂推油缸和調整油缸的軸心位于同一平面；頂推盤內穿接加強筋。
[0044]如圖2所示,進一步的,驅動設備包括旋轉動力頭4-1和旋轉馬達4-2,旋轉動力頭通過變速齒輪與旋轉馬達4-2連接，且鉆桿與旋轉動力頭的中心主軸連接，旋轉動力頭一側通過調整油缸與頂推盤連接，且旋轉動力頭底部通過連接件固定在軌道上。
[0045]如圖6所示，進一步的，夾拾設備包括至少四個夾拾油缸9-1、兩個環(huán)向油缸9-2、兩個水平位移油缸9-3、以及相互嵌套且留有嵌套縫隙的內環(huán)9-4和外環(huán)9-5，夾拾油缸均勻安裝在內環(huán)上，且夾拾油缸的活塞桿9-6處于內外內，活塞桿的端部連接牙板9-7 ;環(huán)向油缸一端固定在外環(huán)上,其另一端通過連接柱9-8固定在內環(huán)上；水平位移油缸一端通過連接件固定在軌道上，其另一端固定在外環(huán)上；外環(huán)內側壁開有滑槽，外環(huán)和內環(huán)之間安裝連接桿9-9，連接桿一端固定在內環(huán)上，連接桿的另一端卡接在滑槽內。
[0046]具體使用時，夾拾油缸的活塞桿運動時，夾住或放開鋼管，這樣通過夾拾油缸、環(huán)向油缸、水平位移油缸同時運動，保證了管幕鋼管即能旋轉又能在上下、左右方向調整管幕鋼管位置，水平移動油缸一端固定在軌道上，另一端固定在環(huán)上，這樣夾拾系統(tǒng)就能前后移動，當需要完成兩根鋼管連接時，把夾拾設備移動至二根管幕鋼管的接縫中間時，夾拾油缸加緊兩根管幕鋼管的端部，再焊接管幕鋼管就能保證管幕鋼管焊接的同軸性，實用性強，操作簡單。
[0047]在頂進前幾節(jié)管幕鋼管時，因大直徑厚壁管幕鋼管不容易通過導向設備調整方向，可用夾拾設備進行調整，當管幕鋼管前端往下偏時，用夾拾設備的夾拾油缸往下壓管幕鋼管，緩慢頂進，使管幕鋼管前端慢慢抬頭，達到調向的目的，當管幕鋼管前端往上偏時，用夾拾系統(tǒng)的夾拾油缸往上壓管幕鋼管，緩慢頂進，使管幕鋼管前端慢慢回到設計位置，達到調向的目的，同理，左右偏離設計位置時，也可以用可用夾拾設備的夾拾油缸進行調整，使其回到管幕頂進的設計軌道上來。
[0048]如圖2所示，進一步的，頂靠設備包括通過卡瓦5-1與軌道連接的支座5-2、至少一個墊板5-3、通過絲杠5-4與底座端部連接的靠背5-5，支座的一側與頂推油缸連接，支座的另一側通過墊板頂住靠背，墊板之間通過公母套連接，且每個墊板的底部均勾在軌道上；靠背內穿接加強筋12。
[0049]如圖6所示，進一步的，連接件包括滾軸2-1、滾輪2-2和卡座2_3，滾軸穿接在滾輪內，頂推盤/旋轉動力頭/水平位移油缸分別通過卡座與軌道連接，通過調整滾輪的直徑使鉆桿、頂推油缸、旋轉動力頭的中心主軸和調整油缸的軸心位于同一平面，且通過滾軸和滾輪的配合可在軌道上滑動。
[0050]本技術方案中，保證了旋轉動力頭的中心主軸、夾拾設備、頂推油缸的中心軸位于同一直線上。保證了系統(tǒng)運行中的系統(tǒng)的平衡性，沒有能量損失，更不會由于不平衡性造成設備磨損等。
[0051]實施例3，如圖1-9所示，本實用新型實施例所述的一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道的底座，軌道上固定鉆具、驅動設備、以及頂靠設備，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具包括相連接的鉆桿和鉆頭，鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次穿過出土欄、頂推盤與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管位移的夾拾設備；頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件固定在軌道上。
[0052]如圖3-4所示，進一步的，導向設備包括同軸且直徑不同的三個調節(jié)件6-1、用于支撐調節(jié)件的凸臺6-2，調節(jié)件依次連接并套接在鉆桿上，凸臺固定在鋼管下方的內壁上。本技術方案中，三個調節(jié)件分別為調節(jié)件a、調節(jié)件b和調節(jié)件C，三個調節(jié)件的直徑不同，調節(jié)件a6_3、調節(jié)件c6_5和調節(jié)件b6_4的直徑依次增大，使用調節(jié)件a時，調節(jié)件a在凸臺上轉動則表示沒有偏心，調節(jié)件b在凸臺上轉動時，證明該管幕鋼管為向下偏心，調節(jié)件c在凸臺上轉動時，調節(jié)件在凸臺上轉動證明該管幕鋼管為向上偏心，凸臺材質為鐵質，凸臺焊接在管幕鋼管前端內壁的正下方，實用性強。
[0053]如圖4所示，調節(jié)件可以為調節(jié)柱也可以為螺紋套。螺紋套更便于碎石或泥土由螺紋套的旋轉縫隙內溢出，實用性強。本實用新型中提到的調節(jié)件不僅限于包括調節(jié)柱或螺紋套，還可以為其他結構，只要可以起到調節(jié)鉆頭偏心的目的均可。
[0054]如圖9所示,優(yōu)選的，該施工裝置還包括動力站14,動力站包括油箱14-1、電動機14-2、油泵14-3、聯(lián)軸節(jié)14-4、以及冷卻器14_5，冷卻器和油泵分別通過油管14_6與油箱連接，電動機通過聯(lián)軸節(jié)與油泵連接，且油泵通過油管為施工裝置提供液壓動力。
[0055]如圖2和10-12所示優(yōu)選的，該施工裝置還包括監(jiān)測設備13，監(jiān)測設備包括兩個激光13-1和用于采集激光的測量組件13-2，激光通過固定板13-3安裝在鉆桿內靠近導向設備的一端，其中一個激光位于鉆桿中心，另一個激光遠離鉆桿中心；測量組件為攝像機/經緯測量儀。
[0056]本技術方案中，通過監(jiān)測設備可以進一步對鉆桿和鋼管的頂管方向進行檢測，對現(xiàn)有設備進行改進，可以實時監(jiān)測鉆桿的方向，通過觀察測量組件上激光的位置，判斷鉆桿的方向，并及時調整鉆桿的方向和鋼管的頂管方向，測量組件可以為攝像機或經緯測量儀，只要可以接收激光信號即可。使用攝像機時，攝像機安裝在旋轉動力頭主軸中，但不與旋轉動力頭主軸一起旋轉，二束激光(激光al3-4和激光bl3-5)安裝在鉆桿的前端，激光a在鉆桿的幾何中心，激光b遠離鉆桿的幾何中心，當微型攝像機不方便安裝在旋轉動力頭主軸中時，用經緯測量儀代替微型攝像機的功能，經緯測量儀可隨意安放在能對準測量激光的位置。
[0057]具體使用時，在打設第一根管幕鋼管時，首先確定鉆具、管幕鋼管與隧道軸線、坡度的參數(shù)，然后根據(jù)設計要求調整好鉆具的方位。管幕鋼管頂進后，通過監(jiān)測設備測量管幕鋼管的走向，如果管幕鋼管方向出現(xiàn)了偏移，則通過鉆機前端的導向設備、夾拾設備修正管幕鋼管的走向。
[0058]方向的測定:在鉆桿的前端安裝有二束激光，激光a在鉆桿的幾何中心，激光b遠離鉆桿的幾何中心，需要測量時，在旋轉動力頭后面架設經緯測量儀，或通過微型攝像機測量觀察激光的運動軌跡，確定鉆頭的位置和方向。
[0059]如圖10所示，當調節(jié)件a在凸臺上轉動時，鋼管頂進是直線前進，此時一個激光a成像在攝像機或經緯測量儀的靶區(qū)中心，激光b成像以激光a為圓心的圓上運動。
[0060]如圖11所示，當管幕鋼管往上偏移時，調整二個調整油缸，使調節(jié)件c在凸臺上轉動，繼續(xù)頂進，鉆頭緩慢往下偏移，激光a從下緩慢移到攝像機或經緯測量儀的靶區(qū)中心，激光b則以激光a為圓心的圓上運動，此時調整二個調整油缸，使調節(jié)件a在凸臺上轉動，激光A、B回歸到如圖10所示的位置，則此時調整結束，保持管幕鋼管繼續(xù)按設計方向頂進。
[0061]如圖12所示，當管幕鋼管往下偏移時，調整二個調整油缸，使調節(jié)件b在凸臺上轉動，繼續(xù)頂進，鉆頭緩慢往上偏移，激光a從上緩慢移到攝像機或經緯測量儀的靶區(qū)中心，另一個激光b則以激光a為圓心的圓上運動，此時調整二個調整油缸，使調節(jié)件a在凸臺上轉動，激光a、b回歸到如圖10所示的位置，則此時調整結束，保持管幕鋼管繼續(xù)按設計方向頂進。
[0062]本實用新型結構簡單，移動靈活、操作簡便，適應各種地層的管幕、管棚施工，導向、監(jiān)測系統(tǒng)的存在使管幕、管棚施工精度高，解決了國內鎖扣管幕施工的難題，實用性強。
[0063]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種頂管管幕施工裝置，包括安裝有軌道(1-1)的底座(1)，軌道上固定鉆具(3)、驅動設備(4)及頂靠設備(5)，鉆具通過驅動設備與頂靠設備連接，鉆具由鉆桿(3-1)和鉆頭(3-2)連接構成，其特征在于:鉆桿上靠近鉆頭的一端安裝導向設備(6)，且鉆桿上遠離鉆頭的一端依次貫穿出土欄(7)、頂推盤(8)與驅動設備連接，出土欄與頂推盤連接；施工裝置還包括用于夾緊鋼管并調整鋼管方位的夾拾設備(9);頂推盤、驅動設備以及夾拾設備均通過連接件(2)固定在軌道上。
2.根據(jù)權利要求1所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:出土欄內部呈鏤空結構，且出土欄遠離頂推盤的一側與鋼管的端部連接，出土欄上與鋼管連接處安裝用于固定鋼管的定位銷(7-1)。
3.根據(jù)權利要求2所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:頂推盤中部開有用于穿接鉆桿的通孔(8-1)，頂推盤上遠離出土欄的一側連接頂推油缸(10)和調整油缸(11)，頂推油缸與頂靠設備連接，調整油缸與驅動設備連接，鉆桿、頂推油缸和調整油缸的軸心位于同一平面；頂推盤內設置加強筋。
4.根據(jù)權利要求3所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:驅動設備包括旋轉動力頭(4-1)和旋轉馬達(4-2)，旋轉動力頭通過變速齒輪與旋轉馬達(4-2)連接，且鉆桿與旋轉動力頭的中心主軸連接，旋轉動力頭一側通過調整油缸與頂推盤連接，且旋轉動力頭底部通過連接件固定在軌道上。
5.根據(jù)權利要求4所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:夾拾設備包括至少四個夾拾油缸(9-1)、兩個環(huán)向油缸(9-2)、兩個水平位移油缸(9-3)、以及相互嵌套且留有嵌套縫隙的內環(huán)(9-4)和外環(huán)(9-5)，夾拾油缸均勻安裝在內環(huán)上，且夾拾油缸的活塞桿(9-6)處于內外內，活塞桿的端部連接牙板(9-7);環(huán)向油缸一端固定在外環(huán)上，其另一端通過連接柱(9-8)固定在內環(huán)上；水平位移油缸一端通過連接件固定在軌道上，其另一端固定在外環(huán)上；外環(huán)內側壁開有滑槽，外環(huán)和內環(huán)之間安裝連接桿(9-9)，連接桿一端固定在內環(huán)上，連接桿的另一端卡接在滑槽內。
6.根據(jù)權利要求1所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:導向設備包括同軸且直徑不同的三個調節(jié)柱(6-1)、用于支撐調節(jié)柱的凸臺(6-2)，調節(jié)柱依次連接并套接在鉆桿上，凸臺固定在鋼管下方的內壁上。
7.根據(jù)權利要求3所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:頂靠設備包括通過卡瓦(5-1)與軌道連接的支座(5-2)、至少一個墊板(5-3)、通過絲杠(5-4)與底座端部連接的靠背(5-5)，支座的一側與頂推油缸連接，支座的另一側通過墊板頂住靠背，墊板之間通過公母套連接，且每個墊板的底部均勾在軌道上；靠背內設置加強筋(12)。
8.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:連接件包括滾軸(2-1)、滾輪(2-2)和卡座(2-3)，滾軸穿接在滾輪內，頂推盤/旋轉動力頭/水平位移油缸分別通過卡座與軌道連接且通過滾軸和滾輪的配合可在軌道上滑動。
9.根據(jù)權利要求1所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:該施工裝置還包括動力站(14)，動力站包括油箱(14-1)、電動機(14-2)、油泵(14-3)、聯(lián)軸節(jié)(14-4)、以及冷卻器(14-5)，冷卻器和油泵分別通過油管(14-6)與油箱連接，電動機通過聯(lián)軸節(jié)與油泵連接，且油泵通過油管為施工裝置提供液壓動力。
10.根據(jù)權利要求1所述的頂管管幕施工裝置，其特征在于:該施工裝置還包括監(jiān)測設備(13)，監(jiān)測設備包括兩個激光(13-1)和用于采集激光的測量組件(13-2)，激光通過固定板(13-3)安裝在鉆桿內靠近導向設備的一端，其中一個激光位于鉆桿中心，另一個激光遠離鉆桿中心；測量組件為攝像機/經緯測量儀。
【文檔編號】E21D9/10GK204002822SQ201420420245
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】劉春華, 張斌, 賈正輝, 聶正春 申請人:劉春華, 張斌, 賈正輝, 聶正春