一种人工顶管水磨钻快速掘进装置及方法与流程

专利2025-08-01  43


本发明涉及顶管施工,具体为一种人工顶管水磨钻快速掘进装置及方法。


背景技术:

1、在人工顶管过程中,一般是采用风镐凿除掌子面岩体或者土体,但由于风镐的工作原理,只适用于破除土层或软岩,且风镐须将掌子面的所有岩体破碎后才能出渣掘进,进而当遇到坚硬岩石地质时,人工风镐掘进异常困难,进度异常缓慢,且利用风镐掘进时会产生大量烟尘,对工人健康和环保不利,所以发明一种替代人工风镐掘进的人工顶管快速掘进方法是非常有必要的

2、如申请号为201910631647.7的岩石顶管水磨钻及钻孔方法公开了通过支架进行环状孔切割,进而掌子面,但是该装置的水磨钻安装于一组框形支架上,水磨钻在一根加长杆上滑动钻孔,在具体实施过程中,水磨钻在钻进过程中产生的震动会使支架强度变低,导致支架变形,变形后的支架再难承载水磨钻进行钻孔动作,并且钻孔过程中,水磨钻在加长杆上滑动,如果使用电驱动会导致控制变差,人工预判的能力变低,手工推动极为费力并具有一定危险,因此,需要一种高效安全的人工顶管水磨钻快速掘进装置以及相应的使用方法。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种人工顶管水磨钻快速掘进装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,包括;

3、型钢主骨架、载重钢管、电机支架、手拉葫芦和链条;

4、所述载重钢管通过滑块连接安装在型钢主骨架上,电机支架设置有两个分别安装于载重钢管两端;

5、所述手拉葫芦通过链条控制载重钢管绕与滑块的连接处旋转及竖向升降。

6、关于该方案更进一步地,所述链条设置有两组,每组链条至少包括两根,其中一根穿过手拉葫芦安装于载重钢管靠近型钢主骨架的一端,另一根链条穿过手拉葫芦安装于电机支架上。

7、关于该方案更进一步的,所述载重钢管的两端均设置有卡口,卡口处滑动安装有一个水平齿条,所述水平齿条安装于电机支架上。

8、关于该方案更进一步的,所述载重钢管靠近卡口的两端均转动安装有一个带动齿轮,带动齿轮与水平齿条相啮合,带动齿轮中部固定有一个贯穿载重钢管的旋转杆。

9、关于该方案更进一步的,所述型钢主骨架面向载重钢管一侧开设有竖向齿条,滑块转动安装有与竖向齿条啮合的滑动齿轮,滑块外表面安装有轴承,载重钢管的转轴固定于轴承内壁。

10、关于该方案更进一步的,所述型钢主骨架的两端均安装有千斤顶,千斤顶的底座与顶管洞内壁面相适配。

11、一种人工顶管水磨钻快速掘进装置的使用方法,包括:

12、s1:将人工顶管水磨钻快速掘进装置置于顶管掘进掌子面,规划开挖轮廓线;

13、s2:利用手拉葫芦和载重钢管调整水磨钻及电机至需要钻的水磨钻钻孔周边眼位置;

14、s3:钻孔过程中通过控制旋转杆使水磨钻及电机前压钻进;

15、s4:调整水磨钻及电机至下一个周边眼位置进行钻孔,直至周边眼钻孔完毕;

16、s5:采用微型水磨钻进行分割眼的钻孔;

17、s6:利用夹子将水磨钻及电机钻出的岩芯夹出;

18、s7:将钢钉插入分割眼中,锤击钢钉使掌子面破碎。

19、关于该方案更进一步的,所述周边眼孔深≤600mm,周边眼直径≤200mm,所述分割眼孔深≤600mm,分割眼直径≤60mm,其中,钢钉直径大于分割眼直径。

20、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

21、该人工顶管水磨钻快速掘进装置及方法通过带动齿轮、水平齿条和载重钢管等的设置,在具体实施过程中,可以人工操控旋转杆对水磨钻及电机进行钻孔操作,既能够降低直接推动造成难以掘进的情况,也能够在操作过程中使人工具有刚好的预判,可良好地判断钻孔掘进情况,另外,水磨钻及电机安装于载重钢管上,直接承重效果好,不易变形,能够保证较长的使用寿命。

22、同时,可替代传统的人工顶管风镐掘进方法,既解决了在地质条件为岩石的情况下,传统人工顶管风镐掘进方法施工效率低下的问题,又解决了风镐掘进烟尘大、危险性高的问题,且施工安全系数高,操作便捷。



技术特征:

1.一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于,包括;

2.根据权利要求1所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于:所述链条(11)设置有两组,每组链条(11)至少包括两根,其中一根穿过手拉葫芦(10)安装于载重钢管(4)靠近型钢主骨架(7)的一端,另一根链条(11)穿过手拉葫芦(10)安装于电机支架(14)上。

3.根据权利要求1所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于:所述载重钢管(4)的两端均设置有卡口,卡口处滑动安装有一个水平齿条(2),所述水平齿条(2)安装于电机支架(14)上。

4.根据权利要求1所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于:所述载重钢管(4)靠近卡口的两端均转动安装有一个带动齿轮(301),带动齿轮(301)与水平齿条(2)相啮合,带动齿轮(301)中部固定有一个贯穿载重钢管(4)的旋转杆(3)。

5.根据权利要求1所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于:所述型钢主骨架(7)面向载重钢管(4)一侧开设有竖向齿条(6),滑块(15)转动安装有与竖向齿条(6)啮合的滑动齿轮,滑块(15)外表面安装有轴承(5),载重钢管(4)的转轴固定于轴承(5)内壁。

6.根据权利要求1所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置,其特征在于:所述型钢主骨架(7)的两端均安装有千斤顶(9),千斤顶(9)的底座与顶管洞内壁面相适配。

7.一种人工顶管水磨钻快速掘进装置的使用方法,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的一种人工顶管水磨钻快速掘进装置的使用方法,其特征在于:所述周边眼孔深≤600mm,周边眼直径≤200mm,所述分割眼孔深≤600mm,分割眼直径≤60mm,其中,钢钉直径大于分割眼直径。


技术总结
本发明公开了一种人工顶管水磨钻快速掘进装置及方法,涉及顶管施工技术领域。包括型钢主骨架、载重钢管、电机支架、手拉葫芦和链条所述载重钢管通过滑块连接安装在型钢主骨架上,电机支架设置有两个分别安装于载重钢管两端,所述手拉葫芦通过链条控制载重钢管绕与滑块的连接处旋转及竖向升降。本发明带动齿轮、水平齿条和载重钢管等的设置,在具体实施过程中,可以人工操控旋转杆对水磨钻及电机进行钻孔操作,既能够降低直接推动造成难以掘进的情况,也能够在操作过程中使人工具有刚好的预判,可良好的判断钻孔掘进情况,另外,水磨钻及电机安装于载重钢管上。

技术研发人员:林鹏,杨明霞,时学军,李换圣,王楠,滕祥国,李荣,张浩,聂万乾,赵红,丁东,李鹏,李明超
受保护的技术使用者:中交建筑集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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