本發(fā)明涉及地下空間施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管幕施工多軸動(dòng)力頭及具有該動(dòng)力頭的管排頂進(jìn)管幕機(jī)。

背景技術(shù)：

管幕施工技術(shù)在城市建筑密集、地面交通繁忙路段，超淺埋及超大斷面的隧道工程中有著極為明顯的優(yōu)越性。其以單管頂進(jìn)為基礎(chǔ)，管間通過(guò)鎖扣咬合，多根鋼管平行咬合，密布在隧道周圍形成穩(wěn)定的帷幕結(jié)構(gòu)，從而在該帷幕結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)筑大跨度大斷面地下開挖工程。

隨著對(duì)施工工效和鋼管頂進(jìn)精度的要求日趨嚴(yán)格，對(duì)管幕施工方法提出了更為嚴(yán)苛的要求。

目前的管幕施工設(shè)備均用于單管頂進(jìn)，無(wú)法適用于管排頂進(jìn)。而且，現(xiàn)有管幕鋼管的入孔定位主要通過(guò)機(jī)架的平移，而對(duì)于非直線型管幕結(jié)構(gòu)，相鄰鋼管具有一定高度差異且差異亦會(huì)發(fā)生變化，因此單純利用機(jī)架平移無(wú)法實(shí)現(xiàn)管排各鋼管的姿態(tài)定位，進(jìn)而無(wú)法完成圓形、半圓形、馬蹄形等管幕結(jié)構(gòu)的施工，大大限制了管排管幕施工方法的適用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對(duì)上述技術(shù)問題，提供了一種管幕施工多軸動(dòng)力頭及具有該動(dòng)力頭的管排頂進(jìn)管幕機(jī)，其能夠?qū)崿F(xiàn)管排頂進(jìn)和鉆進(jìn)，有效提升管幕施工效率，另外，還可通過(guò)姿態(tài)調(diào)整單元實(shí)現(xiàn)管排各鋼管的定位精度，進(jìn)而提高管排管幕施工方法的適用性。

本發(fā)明的技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種管幕施工多軸動(dòng)力頭，其包括姿態(tài)調(diào)整單元，連接構(gòu)件，控制單元，工作單元及出土單元；所述姿態(tài)調(diào)整單元包括旋轉(zhuǎn)殼體及殼體驅(qū)動(dòng)裝置，殼體驅(qū)動(dòng)裝置一端連接在殼體上；所述連接構(gòu)件設(shè)置在姿態(tài)調(diào)整單元上，所述出土單元設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體的前端；所述工作單元至少包括兩個(gè)，其平行設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體的內(nèi)部；所述控制單元與工作單元連接，控制管幕施工多軸動(dòng)力頭的動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述工作單元的數(shù)量與管排內(nèi)的鋼管數(shù)量相等。

進(jìn)一步地，所述工作單元包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、旋轉(zhuǎn)輸出軸及調(diào)整油缸，所述減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，其驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出軸旋轉(zhuǎn)；所述調(diào)整油缸的一端連接在減速機(jī)上，其另一端固定在旋轉(zhuǎn)殼體的內(nèi)側(cè)。

進(jìn)一步地，所述連接構(gòu)件為圓柱形，其外置于旋轉(zhuǎn)殼體的端頭處。

本申請(qǐng)還提供了一種螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)，包括機(jī)架，管排管幕鉆機(jī)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述管排管幕鉆機(jī)安裝在機(jī)架上，其端部與螺旋鉆桿連接；所述管排管幕鉆機(jī)包括上面所述的管幕施工多軸動(dòng)力頭，一對(duì)頂推盤及頂推油缸；一對(duì)頂推盤設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體的兩端，頂推油缸設(shè)置在一對(duì)頂推盤之間并位于旋轉(zhuǎn)殼體的兩側(cè)；頂推油缸的后側(cè)設(shè)置有沿機(jī)架上的導(dǎo)軌滑移的頂推油缸支架。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為鉆進(jìn)即時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其包括糾偏鉆桿，鉆進(jìn)方位顯示光源及監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述糾偏鉆桿貫穿于管排的中心位置，所述鉆進(jìn)方位顯示光源置于所述糾偏鉆桿的前端，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備位于管排的外端。

進(jìn)一步地，所述頂推盤與傳動(dòng)馬達(dá)連接，傳動(dòng)馬達(dá)與傳動(dòng)鏈條連接，頂推盤由傳動(dòng)馬達(dá)及傳動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)滑移，動(dòng)馬達(dá)及傳動(dòng)鏈條的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了管排管幕鉆機(jī)的快速回拖，以及螺旋鉆桿回退及拆卸的統(tǒng)籌施工，保證了施工快速高效進(jìn)行。

本發(fā)明本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明提供的提供了一種管幕施工多軸動(dòng)力頭及具有該動(dòng)力頭的管排頂進(jìn)管幕機(jī)，其結(jié)構(gòu)合理，其具體有益效果如下：

（1）實(shí)現(xiàn)管排頂進(jìn)和鉆進(jìn)，有效提升管幕施工效率；

（2）管幕施工多軸動(dòng)力頭設(shè)置姿態(tài)調(diào)整單元，實(shí)現(xiàn)管排旋轉(zhuǎn)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管排各鋼管的姿態(tài)精確定位，提高了管排管幕施工方法的適用性，使其適用于不同斷面形狀的管幕結(jié)構(gòu)施工；

（3）本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，操作靈活，具有可操控性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明本發(fā)明，其中：

圖1是管幕施工多軸動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是管幕施工多軸動(dòng)力頭的左視圖；

圖3是螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)的俯視圖；

圖5是本發(fā)明之監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布局圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下：

1.姿態(tài)調(diào)整單元；1-1.旋轉(zhuǎn)殼體；1-2.殼體驅(qū)動(dòng)裝置；2.連接構(gòu)件；3.控制單元；4.工作單元；4-1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)；4-2.減速機(jī)；4-3.旋轉(zhuǎn)輸出軸；4-4.調(diào)整油缸；5.出土裝置；6.機(jī)架；7.管排管幕鉆機(jī)；7-1.管幕施工多軸動(dòng)力頭；7-2.頂推盤；7-3.頂推油缸；7-4.頂推油缸支架；7-5.傳動(dòng)馬達(dá)；7-6.傳動(dòng)鏈條；8.糾偏鉆桿；9.鉆進(jìn)方位顯示光源；10.監(jiān)測(cè)設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明的一種管幕施工多軸動(dòng)力頭及具有該動(dòng)力頭的管排頂進(jìn)管幕機(jī)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在此記載的實(shí)施例為本發(fā)明的特定的具體實(shí)施方式，用于說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書和說(shuō)明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對(duì)在此記載的實(shí)施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本說(shuō)明書的附圖為示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)施例的各部件的結(jié)構(gòu)，相同的參考標(biāo)記用于表示相同的部分。

一種管幕施工多軸動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。其包括姿態(tài)調(diào)整單元1，連接構(gòu)件2，控制單元3，工作單元4及出土單元5。

所述姿態(tài)調(diào)整單元1包括旋轉(zhuǎn)殼體1-1及殼體驅(qū)動(dòng)裝置1-2，如圖2所示，殼體驅(qū)動(dòng)裝置1-2一端連接在殼體上；所述連接構(gòu)件2設(shè)置在姿態(tài)調(diào)整單元1上，所述出土單元5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體1-1的前端；所述工作單元4至少包括兩個(gè)，其平行設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體1-1的內(nèi)部；所述控制單元3與工作單元4連接，控制管幕施工多軸動(dòng)力頭的動(dòng)作。

本申請(qǐng)中，所述工作單元4的數(shù)量與管排內(nèi)的鋼管數(shù)量相等。如果管排內(nèi)鋼管的數(shù)量為五件，則管幕施工多軸動(dòng)力頭上設(shè)置的工作單元4的數(shù)量也為五件。

如圖1所示，所述工作單元4包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)4-1、減速機(jī)4-2、旋轉(zhuǎn)輸出軸4-3及調(diào)整油缸4-4，所述減速機(jī)4-2與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4-1相連，其驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出軸4-3旋轉(zhuǎn)；所述調(diào)整油缸4-4的一端連接在減速機(jī)4-2上，其另一端固定在旋轉(zhuǎn)殼體1-1的內(nèi)側(cè)。

所述連接構(gòu)件2為圓柱形，其外置于旋轉(zhuǎn)殼體1-1的端頭處。連接構(gòu)件2的設(shè)置主要是用于管幕施工多軸動(dòng)力頭的整體固定。

在上面所述的技術(shù)方案中，可以根據(jù)管排鋼管數(shù)目，確定所述管幕施工多軸動(dòng)力頭的工作單元4數(shù)量，并將各個(gè)工作單元4水平平行置于姿態(tài)調(diào)整單元1中，形成統(tǒng)一整體，并應(yīng)用于螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)上，用于管排各鋼管的姿態(tài)調(diào)整和管排鉆進(jìn)。

本申請(qǐng)還提供了一種螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)，其結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，其包括機(jī)架6，管排管幕鉆機(jī)7及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述管排管幕鉆機(jī)7安裝在機(jī)架6上，其端部與螺旋鉆桿連接。

所述管排管幕鉆機(jī)7包括上面所述的管幕施工多軸動(dòng)力頭7-1，一對(duì)頂推盤7-2及頂推油缸7-3；一對(duì)頂推盤7-2設(shè)置在旋轉(zhuǎn)殼體1-1的兩端，頂推油缸7-3設(shè)置在一對(duì)頂推盤7-2之間并位于旋轉(zhuǎn)殼體1-1的兩側(cè)；頂推油缸7-3的后側(cè)設(shè)置有沿機(jī)架6上的導(dǎo)軌滑移的頂推油缸支架7-4，如圖4所示。

所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為鉆進(jìn)即時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，如圖5所示，其包括糾偏鉆桿8，鉆進(jìn)方位顯示光源9及監(jiān)測(cè)設(shè)備10；所述糾偏鉆桿8貫穿于管排的中心位置，所述鉆進(jìn)方位顯示光源9置于所述糾偏鉆桿8的前端，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備10位于管排的外端。

所述頂推盤7-2與傳動(dòng)馬達(dá)7-5連接，傳動(dòng)馬達(dá)7-5與傳動(dòng)鏈條7-6連接，頂推盤7-2由傳動(dòng)馬達(dá)7-5及傳動(dòng)鏈條7-6驅(qū)動(dòng)滑移。動(dòng)馬達(dá)7-5及傳動(dòng)鏈條7-6的設(shè)置實(shí)現(xiàn)管排管幕鉆機(jī)的快速回拖，以及螺旋鉆桿回退及拆卸的統(tǒng)籌施工，保證了施工快速高效進(jìn)行。

本申請(qǐng)中，管排管幕鉆機(jī)7通過(guò)頂推盤7-2與管幕多軸動(dòng)力頭的連接構(gòu)件2進(jìn)行扣合，并置于螺旋出土管排頂進(jìn)管幕機(jī)的機(jī)架6上。

管排定位時(shí)，通過(guò)機(jī)架6的上下左右移動(dòng)進(jìn)行管排鋼管的粗定位，然后通過(guò)管幕施工多軸動(dòng)力頭7-1內(nèi)位置傳感器反饋的管排測(cè)量角度和設(shè)計(jì)角度，確定動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)方向；并通過(guò)姿態(tài)調(diào)整單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與設(shè)計(jì)角度相符時(shí)，控制單元3給予語(yǔ)音信號(hào)，此時(shí)管排定位完成。

管排頂進(jìn)時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)軌跡偏移需要糾偏時(shí)，可配合糾偏方法，充分利用管排各鋼管內(nèi)螺旋鉆具的獨(dú)立性，結(jié)合調(diào)整油缸4-4形成不同的管排頂進(jìn)方式，并最終達(dá)到糾偏的效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了管排的頂進(jìn)及管排的姿態(tài)定位和姿態(tài)調(diào)整，增加了管排管幕施工方法的適用性，可廣泛應(yīng)用于圓形、馬蹄形、門字形等管幕結(jié)構(gòu)的施工。另外，該設(shè)備使用靈活，可以根據(jù)施工需求，進(jìn)行管排各鋼管頂進(jìn)方式的切換，達(dá)到糾偏目的，且本發(fā)明施工設(shè)備簡(jiǎn)單，施工精度高；而且減少工序，節(jié)省時(shí)間，提高工效，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。