[发明专利]一种顶管顶进实时纠偏施工装置和施工方法

权利要求书

1.一种顶管顶进实时纠偏施工装置，所述顶管包括刀头(1)和多个组装在一起的顶管管段(6)，刀头(1)上设置有刀盘(12)，其特征在于：还包括顶管套管(10)，所述顶管套管(10)设置在刀头(1)和顶管管段(6)连接处，作为连接刀头(1)和顶管管段(6)的中间装置，其内包括位置传感器(2)、金属连杆(3)、金属圆盘(4)、小型千斤顶(5)以及中间连接杆(11)，所述中间连接杆(11)前端与刀头(1)固接，后端与金属圆盘(4)一侧中部固接，金属圆盘(4)端部设置有金属连杆(3)，金属连杆(3)一端与金属圆盘(4)固接，另一端与刀盘(12)固接；所述金属圆盘(4)另一侧还铰接设置有多个小型千斤顶(5)，小型千斤顶(5)的另一端与导线(7)连接，导线(7)伸出顶管套管(10)并穿设在所述顶管管段(6)内，所述导线(7)另一端与计算机(9)通讯连接；所述顶管管段(6)伸入竖井内，并顶在竖井内的顶管千斤顶(8)上。

2.根据权利要求1所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：所述小型千斤顶(5)均匀布置在金属圆盘(4)的四个方向上，分别沿金属圆盘(4)环向的0°、90°、180°和270°设置。

3.根据权利要求2所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：所述金属连杆(3)呈辐射状位于所述小型千斤顶(5)外侧所在的金属圆盘(4)上。

4.根据权利要求3所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：所述金属圆盘(4)的直径比顶管套管(10)管径小，以免在顶管千斤顶(8)的推力下撞击到顶管套管(10)管壁。

5.根据权利要求4所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：所述顶管套管(10)与刀头(1)和顶管管段(6)连接处需进行防水防渗处理。

6.根据权利要求5所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：四根所述导线(7)平行安装在顶管管段(6)的管壁上。

7.根据权利要求6所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：所述顶管管段(6)内的导线(7)上间隔设置有支撑体，用于保持导线(7)的平行。

8.根据权利要求7所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置，其特征在于：当顶管前进方向需要河床或者预埋管道时，小型千斤顶(5)会根据其想要的转动方法来调节，即：控制每个小型千斤顶(5)的推力，通过小型千斤顶(5)将推力传递到金属圆盘(4)上，而金属连杆(3)和小型千斤顶(5)布置方向相同，金属连杆(3)连接着刀头(1)上的刀盘(12)和金属圆盘(4)；而在(1)后侧装有水平方向和竖直方向的位置传感器(2)，以用来检测顶管施工的前进方向；导线(7)是小型千斤顶(5)和计算机(9)的信号传递线，通过导线(7)的信息传递，计算机(9)可以实时监控到顶管的前进方向，通过计算机(9)处理接收到的位置信号，其可以计算刀头(1)相对于规定路径的垂直和水平偏差，然后传递转向信号并将其转换为推力作用于每个小型千斤顶(5)，从而起到实时纠偏控制的作用。

9.一种根据权利要求2-8任一项所述的一种顶管顶进实时纠偏施工装置的施工方法，其特征在于：首先将顶管套管(10)安装在刀头(1)上，通过金属连杆(3)进行金属圆盘(4)上四个方向处的连接，然后将顶管套管(10)安装在顶管管段(6)上，之后进行顶管施工；当施工过程中遇到河床和预埋管道时，通过计算机(9)得到的位置传感器(2)的位置信号并进行相关实时偏差处理，然后将相应信号通过导线(7)传递到顶管套管(10)的每个小型千斤顶(5)上，控制每个小型千斤顶(5)的推力，顶管套管(10)随后带动刀头(1)进行转动；待到整个顶管施工过程完毕，从接收井取下刀头(1)和顶管套管(10)即可。

10.一种根据权利要求9所述的施工方法的应用，其特征在于，该顶管顶进实时纠偏施工装置的方法能应用在管道直径在400mm以下的球墨铸铁管、钢管、复合材料管的施工中。