[发明专利]一种智能化顶管机及其顶管施工方法

说明书

本发明涉及一种智能化顶管机及其顶管施工方法，包括圆柱外壳、切削刀盘、刀盘驱动机构、设置于圆柱外壳内用于维持水泥比例平衡的泥水系统、设置于圆柱外壳内用于调整顶管机顶进方向的纠偏系统以及设置于圆柱外壳内用于检测顶管机顶进方向与原设计线路偏差量的激光导向系统；圆柱外壳包括同轴设置的前筒和后筒，后筒前端套设于前筒后端内侧；前筒前部设置有泥水仓，切削刀盘固定于泥水仓前端；切削刀盘前端与泥水仓连通且切削刀盘切削后的泥土汇聚于泥水仓内；切削刀盘前端中部固定有中心刀，切削刀盘前端端面上设置有多组切削刀具；切削刀盘中部固定有主轴，主轴后端与位于前筒内的刀盘驱动机构固定连接；泥水系统包括进浆管和排渣管。

技术领域

本发明涉及一种智能化顶管机及其顶管施工方法，属于管道施工技术领域。

背景技术

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

顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说将是非常关键的。目前，市面上的顶管机适用的土质比较单一，同时施工精度较差，使得在施工过程中造成了诸多不便。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种智能化顶管机及其顶管施工方法，能够适用于多种复杂地质条件，同时能够通过激光导向系统，实现顶管工艺的长距离、多曲线施工。

本发明的技术方案如下：

一种智能化顶管机，包括圆柱外壳、切削刀盘、刀盘驱动机构、设置于所述圆柱外壳内用于维持水泥比例平衡的泥水系统、设置于所述圆柱外壳内用于调整顶管机顶进方向的纠偏系统以及设置于所述圆柱外壳内用于检测顶管机顶进方向与原设计线路偏差量的激光导向系统；所述圆柱外壳包括同轴设置的前筒和后筒，所述后筒前端套设于所述前筒后端内侧；所述前筒前部设置有泥水仓，所述切削刀盘固定于所述泥水仓前端；所述切削刀盘前端与所述泥水仓连通且所述切削刀盘切削后的泥土汇聚于所述泥水仓内；所述切削刀盘前端中部固定有中心刀，所述切削刀盘前端端面上设置有多组切削刀具；所述切削刀盘中部固定有主轴，所述主轴后端与位于所述前筒内的所述刀盘驱动机构固定连接；所述泥水系统包括分开设置的进浆管和排渣管；所述进浆管与所述泥水仓连通且由外部朝向所述泥水仓注水；所述排渣管与所述泥水仓连通且向外排出泥浆；所述进浆管和所述排渣管上分别设置有进浆球阀和排渣球阀。

进一步的，还包括设置于所述后筒内的控制系统；所述控制系统分别与所述纠偏系统、所述激光导向系统、所述刀盘驱动机构、所述进浆球阀以及所述排渣球阀电信号连接；所述控制系统用于控制各部件运作。

进一步的，所述激光导向系统包括固定于所述后筒上部的激光发射器以及固定于所述前筒上部的用于接收所述激光发射器的信号的标靶；所述激光发射器和所述标靶分别与所述控制系统电信号连接；控制系统控制激光发射器发出光信号，标靶能够将接收到的光信号反馈至控制系统；通过光信号偏离标靶靶心的程度，能够得知顶管机的顶进方向偏离原设计线路的程度。

进一步的，所述纠偏系统包括若干沿所述圆柱外壳长度方向均匀设置于所述圆柱外壳内的纠偏油缸；所述纠偏油缸一端与固定于所述前筒后部的第一分隔板铰接，另一端与固定于所述后筒后部的第二分隔板铰接；所述控制系统与所述纠偏油缸电信号连接；控制系统控制纠偏油缸的伸缩，进而控制前筒与后筒的角度，实现对顶管机顶进方向的调整。