[发明专利]一种市政顶管结构及其施工方法

权利要求书

1.一种市政顶管结构，其特征在于：它包括圆筒、圆环A、刀座A、刀头、圆环B、刀座B、轴A、固定板A、齿圈A、齿圈B、齿圈C、齿圈D、齿轮C、齿轮D、齿轮E、环板A、动力装置、轴B、齿轮F、环板B、液压柱A、钻头、十字万向节、液压柱B、滑套、限位块、压力弹簧、螺旋提升设备，其中圆筒内安装有圆形固定板A，固定板A中心处的轴槽A中旋转配合有轴A，轴A被安装在圆筒内的动力装置驱动旋转；轴A两端分别安装有环板A和圆环B；与圆筒一端旋转配合的圆环A通过周向均匀分布的六个刀座A与中心处的圆环B固连；每个刀座A上均安装有两排径向均匀分布的刀头；固定板A的板面上旋转配合有同中心轴线的齿圈A、齿圈B、齿圈C和齿圈D，齿圈A被动力装置驱动旋转；

齿圈A的外圆柱齿面和齿圈B的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮C啮合，齿圈B的外圆柱齿面和齿圈C的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮D啮合，齿圈C的外圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面同时与安装在固定板A上的三个齿轮E啮合；固定板A上旋转旋转且轴向滑动配合有六组轴B，每组具有三个径向均匀分布且与齿圈B、齿圈C和齿圈D一一对应的轴B；齿圈B的内圆柱齿面、齿圈C的内圆柱齿面和齿圈D的内圆柱齿面分别与同圆六个轴B上安装的齿轮F啮合；每个轴B末端均通过可自主复位的十字万向节安装有钻头，钻头与相应刀座A上的活动孔配合；

与六组轴B旋转配合的环板B被周向均匀地安装于圆筒内且轴向伸缩的若干液压柱A驱动；固定板A上周向均匀安装有两个径向伸缩的液压柱B，液压柱B位于齿圈A内；每个液压柱B末端均通过连接杆安装有滑套，每个滑套两端内均径向滑动有限位块；滑套内安装有对相应两个限位块进行复位的压力弹簧；远离轴A的限位块与齿圈A内壁上周向均匀分布的六个限位槽A配合，靠近轴A的限位块与环板A外柱面上周向均匀分布的六个限位槽B配合；固定板A底部的排渣槽处安装有清理泥沙的螺旋提升装置；

上述圆环B中部安装有外凸的刀座B，刀座B上安装有两排均匀分布的刀头。

2.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述轴B周向旋转且轴向滑动于固定板A上的轴槽B内，每个轴槽B处均安装有与相应轴B、十字万向节和钻头配合的轴套。

3.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述圆筒外柱面上安装的环套C旋转于圆环A内壁上的环槽A内；轴A上安装有环套A，环套A旋转于轴槽A内壁上的环槽B中；轴B与环板B上的轴槽C旋转配合，安装在轴B上的环套B旋转于相应轴槽C内壁上的环槽C内；环板B通过若干液压柱A与安装于圆筒内的固定板C连接；动力装置安装在固定板C上，动力装置的输出轴穿过环板B与安装于圆筒内的固定板B上的轴槽E旋转配合；轴B与固定板B上的轴槽D旋转配合；螺旋提升装置穿过固定板B和固定板C上的排渣槽。

4.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述十字万向节中相互交叉的两个万向节叉与十字轴之间安装有对两个万向节叉相对摆动复位的涡卷弹簧；涡卷弹簧一端与相应万向节叉连接，另一端与十字轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述齿圈A上安装有梯形导环A，梯形导环A旋转于环板A上的环形梯形导槽A内；齿圈B上安装有梯形导环B，梯形导环B旋转于环板A上的环形梯形导槽B内；齿圈C上安装有梯形导环C，梯形导环C旋转于环板A上的环形梯形导槽C内；齿圈D上安装有梯形导环D，梯形导环D旋转于环板A上的环形梯形导槽D内；每个限位块上均对称安装有两个导向块，两个导向块分别滑动于相应滑套内壁上的两个导向槽内。

6.根据权利要求1所述的一种市政顶管结构，其特征在于：上述环板A板面上安装有同中心轴线的圆环C，与限位块配合的六个限位槽B周向均匀地开设在圆环C的外柱面上；液压柱B通过固定座安装在固定板A上；环板A上安装有三个周向均匀分布的齿轮B，三个齿轮B与齿圈A的内圆柱齿面啮合；动力装置的输出轴上安装有与三个齿轮B啮合的齿轮A。

7.权利要求6所述的一种市政顶管结构的施工方法为：①，将齿圈A与固定板A的相对旋转锁定，启动动力装置带动安装在刀座A和刀座B上的刀头对岩层进行钻削掘进；②，将圆环C与固定板A的相对旋转锁定，同时启动动力装置和若干液压柱A带动全部钻头向岩层工作面进给钻孔；③，回缩钻头并将齿圈A与固定板A的相对旋转锁定，动力装置带动刀座A和刀座B上的刀头进行掘进；④，停止动力装置运行，保证钻头位于相邻两个刀座A之间并启动驱动钻头进给进入岩层上的钻孔中；

⑤，启动动力装置带动刀座A往复地对插入钻孔的钻头柄部进行敲击，钻头对其所在的钻孔进行破碎扩孔；⑥，停止动力装置运行，并回缩钻头；⑦，启动动力装置带动刀座A和刀座B上的刀头对岩层工作面继续进行钻削掘进。