一种矩形顶管机的制作方法

本发明涉及轨道交通设备领域，具体涉及用于管幕施工的顶管机领域。

背景技术：

1、管幕施工是非开挖工艺的一种，是利用小口径圆形顶管机建造大断面地下空间的施工技术。管幕工法是以顶管机顶进管幕为基础，即在多根单管顶进完成后，向管节内填充混凝土。其中，各单管节间的锁扣与管外之间的间隙也需进行注浆，从而形成密封止水的管幕，最终暗挖形成大断面地下空间。

2、中国专利cn203271753u公开了一种行星刀盘组合式矩形掘进机，其包括有壳体、主驱动装置、行星驱动装置、大刀盘、四个行星小刀盘和螺旋输送机，其中，壳体的截面为矩形，其内部设有隔仓板，隔仓板前部为泥土仓，主驱动装置和行星驱动装置固定于隔仓板上，大刀盘设于泥土仓的中心，其后端与主驱动装置连接，大刀盘的正面设有多个大刀盘切削刀，四个行星小刀盘设置于泥土仓中，其位于大刀盘的后方且分别处于大刀盘切削不到的四个边角上，行星小刀盘的后端与行星驱动装置连接且其正面设置有多个小刀盘切削刀，螺旋输送机设于壳体内部。

3、虽然cn203271753u的矩形掘进机能够适应矩形隧道的施工，但是由于使用了四个行星刀盘还是无法做到100％切削土体的效果。并且，由于顶管施工工艺的限制，在两端头井一定范围内必须要进行土体加固，以达到始发和接收安全性，但是加固会使在顶进过程设置在管节外围的锁扣极易产生变形并且渗入泥土从而损坏止水效果。

4、进一步来说，由于管幕的工艺要求，需要每一条管幕沿着上一条管幕的轴线进行施工，以确保管幕之间的锁扣可以承插。并且，在已完成的上条管幕旁施工相邻的下条管幕时，顶管顶进中会出现左右受力不均情况，导致顶管施工中控制轴线很困难。再进一步来说，相邻管幕之间的上下锁扣之间也存在有泥土，如果泥土不能及时清理导致残留在相邻管幕之间会导致在填充混凝土时效果变差，从而影响整体承重。

技术实现思路

1、为克服目前现有的矩形掘进设备无法适用于轨道交通的管幕施工，本发明提供了一种矩形顶管机，该顶管机结合轨道交通管幕施工的特点，达到100％切削土体的效果，减少盲区稳定掌子面的土压平衡，并减少顶进的顶力，从而提高施工效果、结构受力更好、利用率更大、节约成本。

2、本申请实施例提供了一种矩形顶管机，包括：

3、壳体，所述壳体为矩形；

4、矩形刀头，所述矩形刀头设置在所述壳体前端，所述矩形刀头包括：

5、大刀盘，所述大刀盘可旋转地设置在所述矩形刀头中心用以切削土体；

6、角刀盘，所述角刀盘设置在所述矩形刀头的角部位置，所述角刀盘上设置有铲刀，所述角刀盘沿顶管机的工作方向伸缩用以铲起及破碎所述大刀盘周围的土体。

7、进一步，所述的矩形顶管机，所述壳体上可拆卸地设置有锁扣保护刀，所述锁扣保护刀的形状和位置与待顶进管节上的雌锁扣的形状和位置相对应，所述锁扣保护刀包括：

8、铲刀部，所述铲刀部在顶管机工作时破碎坚硬土体；

9、保护部，所述保护部保护所述雌锁扣在顶管机工作时内部不进入土体。

10、进一步，所述的矩形顶管机，所述壳体上可拆卸地设置有导向轨道，所述导向轨道的形状和位置与待顶进管节上的雄锁扣的形状和位置相对应，所述导向轨道与施工完毕的管节上的雌锁扣承插用以控制顶管机的工作轴线。

11、进一步，所述的矩形顶管机，所述壳体上可拆卸地设置有刮土装置，所述刮土装置设置在所述壳体与管幕的上下锁扣之间的位置，所述刮土装置包括：

12、中央刮土刀，所述中央刮土刀破碎所述上下锁扣之间的土体；

13、钢丝刷，所述钢丝刷用以清理所述上下锁扣之间的泥土。

14、进一步，所述的矩形顶管机，所述角刀盘还设置有高压注水孔用以防止结泥饼。

15、进一步，所述的矩形顶管机，所述角刀盘采用液压方式伸缩。

16、进一步，所述的矩形顶管机，所述铲刀为合金钢，所述铲刀的表面有锥形凸起用以破碎土体。

17、进一步，所述的矩形顶管机，所述铲刀部通过螺杆与所述壳体连接。

18、进一步，所述的矩形顶管机，所述钢丝刷设置为三道。

19、进一步，所述的矩形顶管机，所述螺杆为10.8级高强度螺杆。

20、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

21、1.由于设置了伸缩的角刀盘，实现了全面的切削土体的效果；

22、2.由于设置了锁扣保护刀，实现了顶管机在顶进过程中保护管节锁扣并防止泥土混入锁扣的作用；

23、3.由于设置了导向轨道，解决了顶管机的工作轴线控制，克服了顶管在顶进中会出现左右受力不均情况；

24、4.由于设置了刮土装置，解决了管节的上下锁扣之间泥土清理的问题，提升管幕施工浇筑时的质量。

技术特征：

1.一种矩形顶管机，包括：

2.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述壳体上可拆卸地设置有锁扣保护刀，所述锁扣保护刀的形状和位置与待顶进管节上的雌锁扣的形状和位置相对应，所述锁扣保护刀包括：

3.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述壳体上可拆卸地设置有导向轨道，所述导向轨道的形状和位置与待顶进管节上的雄锁扣的形状和位置相对应，所述导向轨道与施工完毕的管节上的雌锁扣承插用以控制顶管机的工作轴线。

4.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述壳体上可拆卸地设置有刮土装置，所述刮土装置设置在所述壳体与管幕的上下锁扣之间的位置，所述刮土装置包括：

5.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述角刀盘还设置有高压注水孔用以防止结泥饼。

6.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述角刀盘采用液压方式伸缩。

7.根据权利要求1所述的矩形顶管机，其特征在于，所述铲刀为合金钢，所述铲刀的表面有锥形凸起用以破碎土体。

8.根据权利要求2所述的矩形顶管机，其特征在于，所述铲刀部通过螺杆与所述壳体连接。

9.根据权利要求4所述的矩形顶管机，其特征在于，所述钢丝刷设置为三道。

10.根据权利要求8所述的矩形顶管机，其特征在于，所述螺杆为10.8级高强度螺杆。

技术总结本发明公开了一种矩形顶管机，包括：壳体，所述壳体为矩形；矩形刀头，所述矩形刀头设置在所述壳体前端，所述矩形刀头包括：大刀盘，所述大刀盘可旋转地设置在所述矩形刀头中心用以切削土体；角刀盘，所述角刀盘设置在所述矩形刀头的角部位置，所述角刀盘上设置有铲刀，所述角刀盘沿顶管机的工作方向伸缩用以铲起及破碎所述大刀盘周围的土体。本发明的结合轨道交通管幕施工的特点，达到100％切削土体的效果，减少盲区稳定掌子面的土压平衡，并减少顶进的顶力，从而提高施工效果、结构受力更好、利用率更大、节约成本。技术研发人员：吉茂杰,朱雁飞,朱科峰,潘伟强,诸颖,卞国强,杨勇,周鹏受保护的技术使用者：上海申通地铁集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23