一种矩形顶管机的制作方法

本发明涉及掘进技术领域，尤其涉及一种矩形顶管机。

背景技术：

随着国内地下工程的发展，目前地铁出入口人行通道和街道地下人行通道越来越多的采用盾构顶管机进行施工。由于矩形断面比圆形断面的有效使用面积大20％左右，盾构顶管机采用矩形断面的矩形顶管机使得隧道利用空间更加合理，且经济，但矩形顶管机相比圆形顶管机更难控制姿态，其在掘进过程中极易偏离预定轨迹，因此，对矩形顶管机进行快速有效的纠偏是矩形顶管机技术广泛应用的关键。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可实现矩形顶管机纠偏调向功能，保证顶管机按预定路线掘进的矩形顶管机。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种矩形顶管机，包括中盾、尾盾及用于推动盾体掘进的推进组件，还包括用于保证中盾能够相对尾盾水平和垂直摆动的四组铰接组件，所述四组铰接组件分设于所述盾体矩形截面的四边，每组所述铰接组件通过各自独立的驱动机构进行驱动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述铰接组件包括铰接油缸、铰接轴、关节轴承及两铰接座，两所述铰接座分设于所述中盾和尾盾上，所述铰接油缸的两端通过铰接轴铰接于对应一侧的铰接座上，所述关节轴承套设于所述铰接轴上。

所述铰接座为u形铰接座，所述关节轴承设于所述u形铰接座的开口内侧。

所述中盾能够相对尾盾垂直摆动±1°，所述中盾能够相对尾盾水平摆动±0.6°。

每组所述铰接组件的铰接油缸至少为两个，多个所述铰接油缸沿盾体矩形截面的一边间隔布置。

每组所述铰接组件的其中一铰接油缸设置有第一行程传感器。

矩形顶管机还包括用于向盾体注入泥浆调整掘进角度的注浆孔，所述中盾底部的左右两侧至少设置一个注浆孔。

所述推进组件为三组，三组所述推进组件分设于矩形顶管机管片的两侧边及底边，每组所述推进组件通过各自独立的驱动机构进行驱动。

所述推进组件包括多个推进油缸，每组所述推进组件的其中一推进油缸设置有第二行程传感器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在中盾与尾盾之间设置四组铰接组件，四组铰接组件设于盾体矩形截面的四边，且通过各自独立的驱动机构进行驱动，分别控制各铰接组件的伸缩量，使得中盾能够相对尾盾水平和垂直摆动，实现了矩形顶管机的纠偏调向功能。

本发明进一步在中盾底部的左右两侧设置有注浆孔，通过向两侧或一侧的注浆孔注入膨润土泥浆使得顶管机朝不同方向抬起，进而控制矩形顶管机的姿态调整，实现纠偏调向；本发明的每组推进组件进一步通过各自独立的驱动机构进行驱动，以分别控制每组推进组件的伸缩量，实现了矩形顶管机的姿态调整及纠偏调向，且每组推进组件设置一行程传感器，推进组件可根据行程传感器的检测信号实时调整伸缩量，保证顶管机按预定路线掘进。本发明采用铰接组件、泥浆注入注浆孔、推进组件三种方式进行调向纠偏，三种方法可单独使用也可协调工作，其进一步提高了矩形顶管机的纠偏能力，保证了矩形顶管机按照预定路线掘进。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明铰接组件的位置关系示意图。

图3是本发明铰接组件的结构示意图。

图4是图3的a-a截面的部分剖视图。

图5是本发明推进组件的位置关系示意图。

图中各标号表示：

1、刀盘；2、前盾；3、中盾；4、铰接组件；41、铰接油缸；42、铰接轴；43、关节轴承；44、铰接座；45、第一行程传感器；5、尾盾；6、螺旋输送机；7、推进油缸；71、第二行程传感器；8、注浆孔。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1和图2示出了本发明矩形顶管机的实施例，矩形顶管机包括沿隧道长度方向依次布置的刀盘1、前盾2、中盾3及尾盾5，前盾2、中盾3及尾盾5遮罩主驱动及螺旋输送机6等部件，在刀盘1转动时，刀盘1切削的土体由螺旋输送机6排出，同时，矩形顶管机的管片顶在尾盾5的隔板上，掘进时，推进组件推进管片和顶管机一起向前运动，当掘进一节管片长度时，推进组件缩回，重新安装新的管片。本实施例中，前盾2与中盾3通过螺栓连接，中盾3与尾盾5通过铰接组件4铰接，铰接组件4为四组，四组铰接组件4分设于盾体矩形截面的四边，且每组铰接组件4通过各自独立的驱动机构进行驱动。本发明在中盾3与尾盾5之间设置四组铰接组件4，四组铰接组件4设于盾体矩形截面的四边，且通过各自独立的驱动机构进行驱动，分别控制各铰接组件4的伸缩量，使得中盾3能够相对尾盾5水平和垂直摆动，实现了矩形顶管机的纠偏调向功能。

如图3、图4所示，本实施例中，铰接组件4包括铰接油缸41、铰接轴42、关节轴承43及两铰接座44，两铰接座44分设于中盾3和尾盾5上，铰接油缸41的两端通过铰接轴42铰接于对应一侧的铰接座44上，因此，当矩形顶管机沿垂直方向调向时，铰接油缸41可沿垂直方向摆动大角度，但由于中盾3与尾盾5钢结构件间隙的限制，矩形顶管机可沿垂直方向摆动±1°；同时，关节轴承43套设于铰接轴42上，可实现水平方向摆动，由于铰接油缸41的穿设铰接轴42的轴套与铰接座44在水平方向有一定间隙，因此，矩形顶管机可在水平方向摆动±0.6°。本实施例中，铰接座44为u形铰接座，关节轴承43设于u形铰接座的开口内侧。

本实施例中，每组铰接组件4的铰接油缸41为四个，四个铰接油缸41沿盾体矩形截面的一边间隔布置，每组铰接组件4的其中一铰接油缸41设置有第一行程传感器45，每组铰接组件4可根据第一行程传感器45的检测信号实时调整伸缩量，第一行程传感器45可为油缸内置式或外置式行程传感器。如图2所示，本实施例中，铰接油缸a、b、c、d为一组，铰接油缸e、f、g、h为一组，铰接油缸i、j、k、l为一组，铰接油缸m、n、o、p为一组，铰接油缸d、h、l、p为带有第一行程传感器45的铰接油缸41，纠偏调向时，可锁定其中一组铰接组件4的铰接油缸41作为转弯轴线，即该组铰接组件4的铰接油缸41伸出量不变，将其它三组铰接组件4的铰接油缸41伸出或者缩回，从而实现矩形顶管机的纠偏调向功能。在其实施例中，可根据实际需要调整每组铰接组件4的铰接油缸41数量，如设置两个或三个铰接油缸41。

如图1所示，本实施例中，矩形顶管机还包括注浆孔8，在中盾3底部的左右两侧至少设置一个注浆孔8，通过向两侧或一侧的注浆孔8注入膨润土泥浆使得顶管机朝不同方向抬起，进而控制矩形顶管机的姿态调整，实现纠偏调向。

本实施例中，推进组件为三组，三组推进组件分设于矩形顶管机管片的两侧边及底边，用于提供矩形顶管机的掘进推力，每组所述推进组件通过各自独立的驱动机构进行驱动，以分别控制每组推进组件的伸缩量，实现了矩形顶管机的姿态调整及纠偏调向。本实施例中，推进组件包括多个推进油缸7，每组所述推进组件的其中一推进油缸7设置有第二行程传感器71，各推进油缸7可根据第二行程传感器71的检测信号实时调整伸缩量，第二行程传感器71可为油缸内置式或外置式行程传感器，如图5所示，推进油缸a、d、i、l为带有第二行程传感器71的推进油缸7。本发明采用铰接组件4、注浆孔8及推进组件三者结合调向纠偏的方式，进一步提高了矩形顶管机的纠偏能力，保证了矩形顶管机按照预定路线掘进。在其他实施例中，铰接组件4、注浆孔8及推进组件三种纠偏调向方式也可单独使用，也可两两组合协调工作。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。