[发明专利]顶管施工设备及施工方法

权利要求书

1.一种管道顶进设备，放置于始发井内，其特征在于，所述管道顶进设备包括，

一底座；

一固定后板，其垂直固定于所述底座上，所述固定后板紧贴始发井侧壁；所述固定后板上环向设有若干圈安装孔，用于安装导向杆，相邻两圈所述安装孔分别一一对应，每圈安装孔呈圆环状分布；

一导轨，其设置在所述底座上，所述导轨用于架设待顶进的管道；

至少一推进机构，其一端为固定端，另一端为伸缩端，所述推进机构的固定端连接于所述固定后板的中部；在所述推进机构的推动下，待顶进的管道沿着所述导轨朝向顶进方向移动；其中所述推进机构的伸缩端垂直连接一推力分散板；所述推力分散板呈米字型，当所述推进机构推动管道时，所述推力分散板的8个外侧端相抵于待顶进的管道侧端，以将所述推进机构的推力传导至待顶进的管道上，使得待顶进的管道被顶进前行；

一导向机构，其包括分别可拆卸安装于任意两圈所述安装孔的两圈所述导向杆，两圈所述导向杆之间的距离恰好与待顶进的管道的侧壁厚度匹配，使得两圈所述导向杆之间形成一恰好容纳待顶进的管道的侧壁的容纳空间；通过将两圈导向杆选择性的安装在距离不同的两圈安装孔上，以卡设导向不同尺寸的待顶进的管道，对不同尺寸的管道进行定位；所述导向杆与所述推力分散板的8个外侧端错开设置，以避免影响彼此的使用；

所述导轨的底部沿其长度方向间隔具有若干用于容纳第一滚轮的第一凹槽，每个所述第一凹槽可转动设置有至少一第一滚轮，且所述第一滚轮的顶部略凸出于所述第一凹槽的上端面，使得架设于所述导轨上的管道可随着所述第一滚轮的滚动前行。

2.根据权利要求1所述的管道顶进设备，其特征在于，进一步包括：

一第一压力感应装置，其感应待顶进前方的土块的压力；

一第二压力感应装置，其感应所述推进机构的伸缩端向前推进所产生的压力；

一控制单元，其分别与所述第一压力感应装置、所述第二压力感应装置通信连接，接收所述第一压力感应装置、所述第二压力感应装置传递的压力信号P1、P2，并将P1和P2进行比较；若二者的差值不在预设误差范围内，所述控制单元控制所述推进机构停止顶进，并且调节所述推进机构的伸缩端伸长或回缩，直至P1和P2的差值在预设范围内，才允许所述推进机构继续向前顶进。

3.根据权利要求2所述的管道顶进设备，其特征在于，还包括：

一夹持机构，其包括分别位于所述底座两侧的一对伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端均连接一弧形夹板，且均朝向待顶进的管道，以将管道夹设在中间；所述弧形夹板的弧度与管道表面的弧度一致，所述弧形夹板靠近管道的内侧具有若干第二凹槽，每个所述第二凹槽内可转动设置有一第二滚轮，且所述第二滚轮的顶部略凸出于所述第二凹槽的上端面；

且每个所述弧形夹板靠近管道的内侧间隔设置若干第三压力感应装置，用于实时监测管道与所述弧形夹板之间的压力；

其中所述第三压力感应装置通讯连接于所述控制单元，当位于管道两侧的两个弧形夹板上的两个所述第三压力感应装置的压力差值超过预设值，则控制两个所述伸缩机构的伸缩端伸长或者回缩，以推动调节管道，直至两个所述第三压力感应装置的压力差值到达预设值。

4.根据权利要求3所述的管道顶进设备，其特征在于，所述伸缩机构为液压杆。

5.根据权利要求4所述的管道顶进设备，其特征在于，所述推进机构为千斤顶。

6.根据权利要求5所述的管道顶进设备，其特征在于，所述第一压力感应装置为土压力计；所述第二压力感应装置、第三压力感应装置为压力传感器。

7.根据权利要求6所述的管道顶进设备，其特征在于，所述导向杆为长度可调节。

8.一种采用权利要求7所述的管道顶进设备的管道顶进施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、准备工作

工作井、接收井施工；

平整场地至预设标高；

2）、将上述管道顶进设备放置于所述工作井内，其中，所述千斤顶的数量为偶数个，且整个顶进过程，所有所述千斤顶动作同步一致；

吊放第一管节至所述管道顶进设备的所述导轨上，利用所述千斤顶顶进，使得所述第一管节沿着所述导轨前行，至第一管节顶进结束；回缩所述千斤顶的伸缩端，在顶进过程中，利用所述导向机构以及所述夹持机构对第一管节进行导向，避免其管道轴线偏差；并且在顶进过程中，利用所述第一压力感应装置实时监控前方待顶进前方的土块的压力P1，利用所述第二压力感应装置实时感应所述推进机构的伸缩端向前推进所产生的压力P2；所述控制单元将P1和P2进行比较；若二者的差值不在预设误差范围内，所述控制单元控制所述千斤顶停止顶进，并且调节所述千斤顶的伸缩端，直至P1和P2的差值在预设范围内，才允许所述千斤顶继续向前顶进；

吊放第二管节，顶进，至第二管节顶进结束；重复，直至完成所有管节的顶进。