一种硬质地层机械顶管的顶进结构的制作方法

1.本实用新型属于机械顶管领域，尤其涉及一种硬质地层机械顶管的顶进结构。


背景技术：

2.雨污水管道作为地下工程的一部分，是解决城市内涝灾害、雨水径流污染、水资源短缺等问题的主要手段。随着城市化建设需要、旧城区的改造及公用事业的大力发展，管道的直径增大、施工长度越来越长，同时城市环境及地质环境的多异性及复杂性使施工难度增加。顶管法施工由于其可减少土方工程量，对地面建构筑物环境的影响小，是目前最常用且高效的一种方法。
3.目前应用于地下管道建设的顶管法包括机械顶管、人工顶管两种。人工顶管在埋深较浅、地下水位较深、施工距离较短时具有经济、便捷的优势，但在长距离、深埋、地质环境复杂、降水困难的管道工程中需投入较大的人力，且效率低下、安全性较低。机械顶管适用于各种地质环境应用广泛，且在穿越公路、河流、铁道、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等深埋管道施工中安全可控，同时不受季节因素的影响，施工效率高。
4.机械顶管是通过在工作井中安装轨道、千斤顶等设备，顶管机切削前方土体并在千斤顶作用下，将顶管机以及预制管材按照设计轴线顶推至接收井中，从而将具有一定功能的管道埋设于地下。但在硬质地层中，初顶进时由于卵石或岩石层对刀盘切削的反作用力，使顶管机或管道(前三节与顶管机固接管道)出现不规则的振动，造成机头偏离设计轴线，影响施工效率且为后续顶进过程中纠偏增加难度。而目前施工现场采用的加固方法需要增加人工投入，一定程度上影响施工效率且不安全，同时其减振效果有限。
5.因此，对于硬质地层机械顶管需要一种新的顶进结构。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种硬质地层机械顶管的顶进结构，通过本实用新型顶进结构设置，能够安全、有效的降低顶管机和/huo管道振动，确保顶管施工的质量及效率。
7.本实用新型目的通过下述技术方案来实现：
8.一种硬质地层机械顶管的顶进结构，所述顶进结构包括：顶管机、管道、钢轨、工字钢支撑梁、钢横梁、滑动块、滑槽和钢索和千斤顶；各钢横梁平行铺设于顶管工作井底板之上，两条工字钢支撑梁平行铺设于各钢横梁之上；两条钢横梁的外侧翼缘分别安装有滑槽，若干滑动块卡接于钢横梁的外侧翼缘的滑槽内；所述钢轨设置于所述工字钢支撑梁的上方，顶管机及管道设置于所述钢轨的上方，且所述千斤顶设置于顶管机及管道的末端，用于完成顶管机及管道的顶进；且所述顶管机和/或管道经钢索活动固定于两工字钢支撑梁外侧滑槽内的滑动块之上，实现所述顶管机和/或管道与钢轨间的相对位置固定。
9.根据一个优选的实施方式，两工字钢支撑梁经钢角撑与钢横梁连接固定。
10.根据一个优选的实施方式，所述滑槽分布在工字钢支撑梁外侧上下翼缘，上下翼
缘各有两道滑槽。
11.根据一个优选的实施方式，各滑槽由两根的长条钢板焊接在翼缘上构成，且滑槽端部设有矩形挡块封堵。
12.根据一个优选的实施方式，所述滑槽外侧每间隔30cm焊接有一块三角钢板，完成长条钢板与工字钢支撑梁之间的加固。
13.根据一个优选的实施方式，所述滑动块包括箱型钢块、钢索扣件和钢滚珠；所述箱型钢块为双箱单室，且两侧带有外伸翼缘，翼缘端部带有半圆形凹槽，所述钢滚珠安装于所述半圆形凹槽内；所述箱型钢块两侧的外伸翼缘卡接于滑槽内并在钢滚珠作用下移动；所述钢索扣件固定于箱型钢块表部。
14.根据一个优选的实施方式，所述钢索经钢索扣件固定于所述箱型钢块之上。
15.根据一个优选的实施方式，所述钢索扣件经螺栓定于所述箱型钢块表部。
16.根据一个优选的实施方式，所述钢索由两根钢绞线缠绕而成，各钢绞线端部为环状，所述钢绞线套接于所述钢索扣件之上。
17.根据一个优选的实施方式，钢索端部由钢片完成两钢绞线的固定。
18.前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
19.本实用新型的有益效果：
20.通过本实用新型硬质地层机械顶管的顶进结构，在硬质地层机械顶管初顶进时对顶管机和/或管道(前三节与顶管机固接管道)进行加固，能够避免由于卵石或岩石层对刀盘切削的反作用力引起的剧烈振动现象，保证管道顶进的质量、减小轴线偏差。
21.同时，在顶管导轨结构中应用滑槽、滑动块体系加固技术，能实现加固体系与顶管机或管道结构的自动整体移动其减振效果明显，同时能避免人工手动推进减少用工量，提高安全性，提高施工效率，节约工期及成本。
附图说明
22.图1是本实用新型顶进结构的结构示意图；
23.图2是本实用新型顶进结构中滑槽的结构示意图；
24.图3是本实用新型顶进结构中滑动块的结构示意图；
25.图4是本实用新型顶进结构中钢索的结构示意图；
26.其中，1-顶管机，2-管道，3-钢轨，4-工字钢支撑梁，5-钢角撑，6-钢横梁，7-滑动块，71-箱形钢块，72-钢索扣件，73-螺栓，74-半圆形凹槽，75-钢滚珠，76.螺栓孔，8.滑槽，81-长条钢板，82-三角钢板，83-矩形挡块，9-钢索，91-钢绞线，92-钢片，10-顶管井侧壁。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应
用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.另外，本实用新型要指出的是，本实用新型中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本实用新型涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
31.实施例1：
32.参考图1至图4所示，图中示出了一种硬质地层机械顶管的顶进结构，所述顶进结构包括：顶管机1、管道2、钢轨3、工字钢支撑梁4、钢横梁6、滑动块7、滑槽8和钢索9和千斤顶。
33.优选地，各钢横梁6平行铺设于顶管工作井底板之上，两条工字钢支撑梁4平行铺设于各钢横梁6之上。
34.进一步地，两工字钢支撑梁4经钢角撑5与钢横梁6连接固定。所述钢角撑5分别与工字钢支撑梁4和钢横梁6焊接相连。
35.优选地，两条钢横梁6的外侧翼缘分别安装有滑槽8，若干滑动块7卡接于钢横梁6的外侧翼缘的滑槽8内。
36.进一步地，所述滑槽8分布在工字钢支撑梁外侧上下翼缘，上下翼缘各有两道滑槽8。
37.优选地，各滑槽8由两根的长条钢板81焊接在翼缘上构成，且滑槽8端部设有矩形挡块83封堵。
38.进一步地，所述滑槽8外侧每间隔30cm焊接有一块三角钢板82，完成长条钢板81与工字钢支撑梁之间的加固。
39.优选地，钢轨3设置于所述工字钢支撑梁4的上方，顶管机1及管道2设置于所述钢轨3的上方，且所述千斤顶设置于顶管机1及管道2的末端，用于完成顶管机1及管道2的顶
进。
40.且所述顶管机1和/或管道2经钢索9活动固定于两工字钢支撑梁4外侧滑槽8内的滑动块7之上，实现所述顶管机1和/或管道2与钢轨3间的相对位置固定。
41.优选地，所述滑动块7包括箱型钢块71、钢索扣件72和钢滚珠75。
42.其中，箱型钢块71为双箱单室，且两侧带有外伸翼缘，翼缘端部带有半圆形凹槽74，所述钢滚珠75安装于所述半圆形凹槽74内。
43.箱型钢块71两侧的外伸翼缘卡接于滑槽8内并在钢滚珠75作用下移动。所述钢索扣件72固定于箱型钢块71表部。
44.优选地，所述钢索9经钢索扣件72固定于所述箱型钢块71之上。进一步地，所述钢索扣件72经螺栓73定于所述箱型钢块71表部。
45.优选地，所述钢索9由两根钢绞线91缠绕而成，各钢绞线91端部为环状，所述钢绞线91套接于所述钢索9扣件72之上；钢索9端部由钢片92完成两钢绞线91的固定。
46.通过本实用新型硬质地层机械顶管的顶进结构和/或顶进方法，在硬质地层机械顶管初顶进时对顶管机1和/或管道2(前三节与顶管机固接管道)进行加固，能够避免由于卵石或岩石层对刀盘切削的反作用力引起的剧烈振动现象，保证管道2顶进的质量、减小轴线偏差。
47.同时，在顶管导轨结构中应用滑槽、滑动块体系加固技术，能实现加固体系与顶管机或管道结构的自动整体移动其减振效果明显，同时能避免人工手动推进减少用工量，提高安全性，提高施工效率，节约工期及成本。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种硬质地层机械顶管的顶进结构，其特征在于，所述顶进结构包括：顶管机(1)、管道(2)、钢轨(3)、工字钢支撑梁(4)、钢横梁(6)、滑动块(7)、滑槽(8)和钢索(9)和千斤顶；各钢横梁(6)平行铺设于顶管工作井底板之上，两条工字钢支撑梁(4)平行铺设于各钢横梁(6)之上；两条钢横梁(6)的外侧翼缘分别安装有滑槽(8)，若干滑动块(7)卡接于钢横梁(6)的外侧翼缘的滑槽(8)内；所述钢轨(3)设置于所述工字钢支撑梁(4)的上方，顶管机(1)及管道(2)设置于所述钢轨(3)的上方，且所述千斤顶设置于顶管机(1)及管道(2)的末端，用于完成顶管机(1)及管道(2)的顶进；且所述顶管机(1)和/或管道(2)经钢索(9)活动固定于两工字钢支撑梁(4)外侧滑槽(8)内的滑动块(7)之上，实现所述顶管机(1)和/或管道(2)与钢轨(3)间的相对位置固定。2.如权利要求1所述的顶进结构，其特征在于，两工字钢支撑梁(4)经钢角撑(5)与钢横梁(6)连接固定。3.如权利要求1所述的顶进结构，其特征在于，所述滑槽(8)分布在工字钢支撑梁(4)外侧上下翼缘，上下翼缘各有两道滑槽(8)。4.如权利要求3所述的顶进结构，其特征在于，各滑槽(8)由两根的长条钢板(81)焊接在翼缘上构成，且滑槽(8)端部设有矩形挡块(83)封堵。5.如权利要求4所述的顶进结构，其特征在于，所述滑槽(8)外侧每间隔30cm焊接有一块三角钢板(82)，完成长条钢板(81)与工字钢支撑梁(4)之间的加固。6.如权利要求1所述的顶进结构，其特征在于，所述滑动块(7)包括箱型钢块(71)、钢索扣件(72)和钢滚珠(75)；所述箱型钢块(71)为双箱单室，且两侧带有外伸翼缘，翼缘端部带有半圆形凹槽(74)，所述钢滚珠(75)安装于所述半圆形凹槽(74)内；所述箱型钢块(71)两侧的外伸翼缘卡接于滑槽(8)内并在钢滚珠(75)作用下移动；所述钢索扣件(72)固定于箱型钢块(71)表部。7.如权利要求6所述的顶进结构，其特征在于，所述钢索(9)经钢索扣件(72)固定于所述箱型钢块(71)之上。8.如权利要求7所述的顶进结构，其特征在于，所述钢索扣件(72)经螺栓(73)固定于所述箱型钢块(71)表部。9.如权利要求7所述的顶进结构，其特征在于，所述钢索(9)由两根钢绞线(91)缠绕而成，各钢绞线(91)端部为环状，所述钢绞线(91)套接于所述钢索扣件(72)之上。10.如权利要求9所述的顶进结构，其特征在于，钢索(9)端部由钢片(92)完成两钢绞线(91)的固定。

技术总结
本实用新型公开了一种硬质地层机械顶管的顶进结构，所述顶进结构包括：顶管机、管道、钢轨、工字钢支撑梁、钢横梁、滑动块、滑槽和钢索和千斤顶；各钢横梁平行铺设于顶管工作井底板之上，两条工字钢支撑梁平行铺设于各钢横梁之上；两条钢横梁的外侧翼缘分别安装有滑槽，若干滑动块卡接于钢横梁的外侧翼缘的滑槽内；所述钢轨设置于所述工字钢支撑梁的上方，顶管机及管道设置于所述钢轨的上方，且所述千斤顶设置于顶管机及管道的末端，用于完成顶管机及管道的顶进；且所述顶管机和/或管道经钢索活动固定于两工字钢支撑梁外侧滑槽内的滑动块之上，实现所述顶管机和/或管道与钢轨间的相对位置固定。对位置固定。对位置固定。


技术研发人员：岳杰 彭德坤 王中全 李坤 杨根明 冯建华 华天波
受保护的技术使用者：中国五冶集团有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/20