[实用新型]格栅式方断面非开挖顶管掘进设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非露天挖掘隧洞的掘进设备，特别是一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备。

背景技术

随着我国铁路建设的飞速发展，下行横穿铁路线的非露天开挖的隧洞工程越来越多，对于这些分散的小型(直径0.8-3.0米涵洞)工程长期以来都是采用轨束梁、工字钢、军便梁加固线路后进行顶进施工，按正常情况每个工点施工至少需要分别五次封锁线路，施工期间列车须限速25-45公里/小时运行，尤其是线路上进行人工挖便梁支墩孔桩，直接破坏路基的稳定，影响铁路运输秩序和安全生产。

对于长度较大的隧洞工程也有采用旋转刀盘掘进机的施工方法，但施工期间更换刀盘复杂、困难，特别是顶推与刀盘旋转经常不同步会导致刀盘旋转时间超长，易形成空洞，导致冒顶塌方；如遇突来障碍或土体变化，刀盘不能旋转切割，甚至损坏刀盘；掘进过程中易产生偏差需经常进行纠偏，纠偏后管子会与土体产生缝隙，导致土体易下沉；刀盘直径比管体大，会产生缝隙，长时间顶推管子会导致土体沉降。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种非露天挖掘隧洞并可防止隧洞地表变形、施工安全可靠的格栅式方断面非开挖顶管掘进设备；适用于非露天开挖掘进穿越铁路、公路、古建筑物、植被保护层或小河流的隧洞。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种格栅式方断面非开挖顶管掘进设备，包括顶管油缸及其液压站、方断面砼管、吊车、外顶铁、方形护套、方断面顶管加力装置、方断面导向砼管、方断面格栅顶冲工作头或前冲式方断面顶冲工作头以及安置在方断面格栅顶冲工作头或前冲式方断面顶冲工作头下面的导轨。

所述方断面格栅顶冲工作头由焊接为一体的方断面顶冲头外框、方断面顶冲头内框和格栅组成，方断面格栅顶冲工作头垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等；方断面顶冲头外框垂直于轴线的一个端面设有刀口，格栅与方断面顶冲头外框带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框的端头焊接为一体；方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面设有平口接头；方断面格栅顶冲工作头的底部设有能通过所述导轨的长方形通透窗口。

所述前冲式方断面顶冲工作头由焊接为一体的前冲式方断面顶冲头外框、方断面顶冲头内框和格栅组成前冲式方断面顶冲工作头垂直轴线的断面尺寸与所述方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等；前冲式方断面顶冲头外框与轴线夹角为α＝40°-70°的一个端面设有刀口，格栅与前冲式方断面顶冲头外框带刀口端的内侧及方断面顶冲头内框的端头焊接为一体；前冲式方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面设有平口接头。

所述方断面砼管和方断面导向砼管为中空方柱体，方断面砼管和方断面导向砼管的端面设有平口接头；在两根方断面砼管的接头处设有方形护套。

所述方断面顶管加力装置由方断面油缸顶铁、安装在方断面油缸顶铁外圈内侧周边的加力油缸和方断面活塞杆顶铁组成；所述方断面活塞杆顶铁的一端紧固装有套入方断面油缸顶铁外圈的方断面套管，方断面套管的内圈与方断面油缸顶铁的外圈滑动配合，加力油缸的活塞杆端头顶住方断面活塞杆顶铁；方断面活塞杆顶铁和方断面油缸顶铁的外径与所述方断面砼管外径相等，方断面活塞杆顶铁和方断面油缸顶铁的端面设有与方断面砼管端面相配合的平口接头。

所述外顶铁垂直轴线的断面尺寸与方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等，外顶铁端面的平口接头与方断面砼管端面相配合，外顶铁包括方断面外顶铁或马蹄形外顶铁；方断面外顶铁或马蹄形外顶铁的宽度相等并小于顶管油缸及加力油缸的行程。

所述方断面活塞杆顶铁、方断面油缸顶铁、方断面外顶铁或方断面砼管端面的平口接头包括一端带密封环的方锥形接头和另一端带方形护套的接头，方形护套垂直轴线的断面尺寸与方断面砼管垂直轴线的断面尺寸相等，方形护套的内面与带密封环的方锥形接头配合套接。

所述方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面所设的平口接头是由方断面顶冲头外框的内面与方断面砼管带密封环的方锥形接头配合套接。

所述前冲式方断面顶冲头外框垂直于轴线的另一个端面所设的平口接头是由前冲式方断面顶冲头外框的内面与方断面砼管带密封环的方锥形接头配合套接。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型适用于非露天开挖掘进穿越铁路、公路、古建筑物、植被保护层或小河流的隧洞，隧洞的直径为0.8-4.0米；掘进穿越铁路的隧洞时，不需要采用轨束梁、工字钢、军便梁加固铁路线路后进行顶进施工，避免因进行人工挖便梁支墩孔桩，直接破坏路基的稳定，影响铁路运输秩序和安全生产。