一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构的制作方法

本发明属于地下管道施工，具体是一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构。

背景技术：

1、顶管技术是一项非开挖掘进式管道施工技术。其施工优点在于不影响周围环境，不破坏地面建筑及设施，极大地减少了对周围环境的扰动和破坏，包括树木、绿地、道路和其他公共设施，这是开挖埋管无法比拟的。而顶管施工技术的原理为：在垂直地面预设工作井，将顶管机置于工作井内，顶管机切削土体，然后用高压大推力的液压千斤顶，顶推水泥或者钢制管道使其紧跟顶管机顶入地下前进，形成管廊通道，顶管机和管道依次向前推进，直到抵达目标井；由于顶管机工作中管道与土层之间存在较高的滑动摩擦，导致推进阻力较大，对管道的磨损更加严重，目前解决方案为：在顶管机前端和管道外壁与土壤接触的地方注入润滑泥浆或泡沫，以降低两者之间的摩擦力，又如专利号为cn101992937b的发明专利，其主要在螺旋输送机的筒体一周设有环形注浆通道，进行环形注浆，实现注浆减摩效果；虽然在一定程度上有效减小管道顶管施工摩擦力，但注浆方式单一，无法根据管道施工环境实时调整注浆参数，从而导致注浆效果不理想或过度注浆。

2、因此，有必要提供一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其包括：推进系统，通过机架架设在井筒中，所述推进系统中配备高压液压缸，用于提供高强度推应力；所述推进系统的一侧设置有掘进机构，所述掘进机构包括切削刀盘以及主轴筒，所述切削刀盘转动连接在所述主轴筒的内部一侧，所述主轴筒内固定有动力机构，所述动力机构的旋转输出轴通过减速齿轮箱与所述切削刀盘相连接，所述推进系统与掘进机构之间布置有管道组件，所述管道组件由多节预制管道组合装配；所述推进系统中的主轴筒上设置有注浆机构，所述注浆机构通过管路与外设注浆泵相连接，用于向掘进区域管道组件圆周外围注入润滑浆液；

2、所述掘进机构的主轴筒内配备有进排泥组件，用于将切削刀盘前端切削土壤内部输送，所述推进系统上设有土壤分析模块，所述土壤分析模块结合非开挖埋管区域的地表土壤沉积继承性对进排泥组件中的土壤取送分析，从而获取掘进区域内土壤特征数据；

3、所述注浆机构基于上述获取的掘进区域内土壤特征数据，索引调用出适用于该掘进区域内土壤特性的润滑浆液参照数据，并控制润滑浆液调配比例；

4、同时，所述注浆机构基于非开挖埋管区域的地层结构、掘进机构动作特征并结合润滑浆液特性采用特定注浆方式进行注浆作业。

5、进一步，作为优选，所述掘进机构上设有响应于所述切削刀盘的电磁波探测器、压力传感器、扭矩传感器以及振动传感器，并依次获取掘进区域地层结构和障碍物分布特征数据、掘进压力特征数据、切削刀盘扭矩特征数据以及环境振动分布特征数据；所述土壤特征数据包括土壤构成特性数据以及物理特性数据。

6、进一步，作为优选，所述注浆机构包括：

7、外管筒，同轴设置在所述主轴筒的中部，所述主轴筒被设置为两段式结构，且两节主轴筒之间通过多个圆周分布的丝杠相连接固定；

8、内导料仓，同轴固定在所述主轴筒内，所述内导料仓呈环形结构，且所述管路接通在内导料仓的一侧；

9、导通道，为周向设置的多个，各所述导通道均垂直连通在内导料仓上；

10、压力仓，固定在所述外管筒中，所述压力仓的一侧密封转动设置有环形座，各所述导通道的一端均连接固定在所述环形座上；

11、注浆喷头，为圆周设置的多个，所述外管筒的外侧壁上开设有安装槽，所述注浆喷头分布在所述安装槽内，且所述注浆喷头的一端通过转管与所述压力仓相接通。

12、进一步，作为优选，所述外管筒与主轴筒相转动连接，所述外管筒内同轴固定有环架，所述环架上等距均匀设置有多个截缸，各所述截缸均垂直嵌入固定在所述环架的内壁，所述掘进机构中切削刀盘的一侧同轴套设有传动导环，所述传动导环的外壁设有多个与所述截缸相对应的挡沿，所述挡沿的截面呈弧形结构；

13、所述截缸的内部均通过弹簧滑动设置有柱塞，所述柱塞的下端固定有子配块，所述子配块随柱塞沿截缸轴线滑动，并与所述挡沿相接触，所述截缸的端部均连接有液压管。

14、进一步，作为优选，所述外管筒的圆周侧壁上均匀设置有多个与所述注浆喷头相对应的轴承座，所述轴承座内转动连接有联轴，所述联轴的一端固定有载板，所述注浆喷头安装在载板上，相邻所述载板之间连接有传动杆；

15、所述外管筒的侧壁上设置有伸缩驱动部，所述伸缩驱动部的一端与其中一个所述载板相连接。

16、进一步，作为优选，所述伸缩驱动部采用气动脉冲缸或电动伸缩缸。

17、进一步，作为优选，所述注浆喷头工作中呈集中喷射或扩散喷射，并在两种不同喷射状态之间自由切换。

18、进一步，作为优选，所述注浆机构的特定注浆方式包括：连续螺旋注浆、间歇注浆、动态扇形注浆以及直线平行注浆。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明中采用的注浆机构能够充分利用掘进区域内土壤特征数据，针对性调配出适用于该区域土壤特性的润滑浆液，从而在结合掘进机构动作特征，获取注浆机构最佳的特定注浆方式，从而通过针对性的注浆方式，大大提高减摩效果，降低顶管机的推进阻力，提高掘进效率。

技术特征：

1.一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：其包括：推进系统（1），通过机架架设在井筒中，所述推进系统（1）中配备高压液压缸，用于提供高强度推应力；所述推进系统（1）的一侧设置有掘进机构，所述掘进机构包括切削刀盘（21）以及主轴筒（2），所述切削刀盘（21）转动连接在所述主轴筒（2）的内部一侧，所述主轴筒（2）内固定有动力机构（22），所述动力机构（22）的旋转输出轴通过减速齿轮箱与所述切削刀盘（21）相连接，所述推进系统（1）与掘进机构之间布置有管道组件（3），所述管道组件（3）由多节预制管道组合装配；所述推进系统（1）中的主轴筒（2）上设置有注浆机构（4），所述注浆机构（4）通过管路（43）与外设注浆泵相连接，用于向掘进区域管道组件（3）圆周外围注入润滑浆液；

2.根据权利要求1所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述掘进机构上设有响应于所述切削刀盘（21）的电磁波探测器、压力传感器、扭矩传感器以及振动传感器，并依次获取掘进区域地层结构和障碍物分布特征数据、掘进压力特征数据、切削刀盘（21）扭矩特征数据以及环境振动分布特征数据；所述土壤特征数据包括土壤构成特性数据以及物理特性数据。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述注浆机构（4）包括：

4.根据权利要求3所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述外管筒（41）与主轴筒（2）相转动连接，所述外管筒（41）内同轴固定有环架（5），所述环架（5）上等距均匀设置有多个截缸（51），各所述截缸（51）均垂直嵌入固定在所述环架（5）的内壁，所述掘进机构中所述切削刀盘（21）的一侧同轴套设有传动导环（52），所述传动导环（52）的外壁设有多个与所述截缸（51）相对应的挡沿（53），所述挡沿（53）的截面呈弧形结构；

5.根据权利要求3所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述外管筒（41）的圆周侧壁上均匀设置有多个与所述注浆喷头（46）相对应的轴承座（6），所述轴承座（6）内转动连接有联轴（61），所述联轴（61）的一端固定有载板（62），所述注浆喷头（46）安装在载板（62）上，相邻所述载板（62）之间连接有传动杆（63）；

6.根据权利要求5所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述伸缩驱动部采用气动脉冲缸或电动伸缩缸。

7.根据权利要求5所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述注浆喷头（46）工作中呈集中喷射或扩散喷射，并在两种不同喷射状态之间自由切换。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，其特征在于：所述注浆机构（4）的特定注浆方式包括：连续螺旋注浆、间歇注浆、动态扇形注浆以及直线平行注浆。

技术总结本发明公开了一种螺旋出土顶管机用注浆减摩机构，属于地下管道施工技术领域，其包括：推进系统，通过机架架设在井筒中，推进系统中配备高压液压缸，用于提供高强度推应力；推进系统的一侧设置有掘进机构，掘进机构包括切削刀盘以及主轴筒，切削刀盘转动连接在主轴筒的内部一侧，主轴筒内固定有动力机构，动力机构的旋转输出轴通过减速齿轮箱与切削刀盘相连接；本发明中采用的注浆机构能够充分利用掘进区域内土壤特征数据，针对性调配出适用于该区域土壤特性的润滑浆液，从而在结合掘进机构动作特征，获取注浆机构最佳的特定注浆方式，从而通过针对性的注浆方式，大大提高减摩效果，降低顶管机的推进阻力，提高掘进效率。技术研发人员：王高纪,潘晨,刘静受保护的技术使用者：江苏宣宣重工机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10