顶管机刀盘结构、顶管机及刀头缠绕异物清除方法技术

本发明专利技术中公开了一种顶管机刀盘结构、顶管机及刀头缠绕异物清除方法，涉及地下工程顶管施工技术领域，该刀盘结构包括刀盘以及设于刀盘掘进一侧的刀头，刀盘上设置有异物清除窗口，异物清除窗口贯穿刀盘厚度方向设置于刀盘上，且异物清除窗口内设置有能够开启或关闭异物清除窗口的封堵结构，封堵结构能够固定于刀盘上，以使能够通过打开异物清除窗口清除刀头上缠绕异物；该顶管机包括内置于顶管机舱内的便携式切割设备和顶管机刀盘结构；通过实施本技术方案，能够直接介入顶管机刀盘前方清除刀头缠绕异物，从根本上解决刀头缠绕异物致使刀盘抱死的现象，该刀盘结构设计简单但巧妙合理，保证顶管机正常掘进，降低施工成本，提高施工效率。工效率。工效率。

【技术实现步骤摘要】
顶管机刀盘结构、顶管机及刀头缠绕异物清除方法


[0001]本专利技术涉及地下工程顶管施工
，具体地讲，涉及一种能够快速清除刀头缠绕异物的顶管机刀盘结构、顶管机以及刀头缠绕异物清除方法。

技术介绍

[0002]随着城市地下工程的开发越来越多，为减少道路交通堵塞及环境保护的需要，通常采用顶管法进行施工，顶管法施工指的是利用顶管机，在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。
[0003]顶管法施工具有安全、高效、环保的优势，但本申请专利技术人在实际施工过程中，发现在城市地下工程顶管施工过程中，常常难以准确的探知地下障碍物(例如管道、树根、孤石等)的情况，导致顶进力大幅增加，甚至可能造成刀盘抱死事故，致使施工停顿，经济损失较大。
[0004]根据分析发现，现有顶管机出现刀盘抱死的原因是：顶管机在切削前进的过程中，常会遇到地下人工填埋物，例如废弃PE管线或者固结排水板及其他编织物，而现有顶管机刀盘遇到这些塑料障碍物时无法对其进行有效切割，导致切削的障碍物残片较大，难以通过刀盘上的排浆孔排出；且当刀盘在切削前进的一侧障碍物残片累积到一定程度时容易形成团状并缠绕在刀盘上，容易卡死顶管机，导致刀盘无法运转，造成顶管机停机故障，严重影响施工安全及施工进度；同时障碍物缠绕在顶管机刀盘上，随着刀盘旋转也会对地下工程管线进行强制牵扯，若不及时清楚刀头缠绕异物，容易导致地基沉降过大，严重时影响地表道路及建筑物的安全。
[0005]现有技术中提供有对顶管机刀盘结构中刀头进行改进的方案，以提高对地下障碍物的切割能力，但其都不是解决顶管机刀头缠绕问题的关键，难以保证顶管机长时间工作正常掘进，即无法从根本上解决刀头缠绕异物致使刀盘抱死的现象。且遇到顶管机刀头缠绕，在实际施工过程中，刀头缠绕异物清除方法主要有两种，其一是倒拔管线法，即通过管线另一端头，将管线整体沿背离顶管机顶进方向从土体中拔出的方法，但存在深度大、拔出易断裂且不可控的技术问题；其二是地面开天窗取出法，即通过在顶管机刀盘前方地面开挖竖井，并在竖井中对刀头缠绕异物进行清除的方法，但存在费用高、需断路施工且施工时间耗费长的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种顶管机刀盘结构，能够直接介入顶管机刀盘前方清除刀头缠绕异物，从根本上解决刀头缠绕异物致使刀盘抱死的现象，该刀盘结构设计简单但巧妙合理，保证顶管机正常掘进，降低施工成本，提高施工效率。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]顶管机刀盘结构，所述刀盘结构包括刀盘以及设于刀盘掘进一侧的刀头，所述刀盘上设置有异物清除窗口，所述异物清除窗口贯穿所述刀盘厚度方向设置于所述刀盘上，
且所述异物清除窗口内设置有能够开启或关闭异物清除窗口的封堵结构，所述封堵结构能够固定于所述刀盘上，以使能够通过打开异物清除窗口清除所述刀头上缠绕异物。
[0009]本技术方案取消了改进刀头结构的设计思路，而采用直接在刀盘上设置能够开启或关闭的异物清除窗口，在正常的掘进施工中，利用封堵结构封堵异物清除窗口，保证顶管机的结构强度满足施工要求，同时满足刀盘结构的密封性；在需要清除刀头上缠绕异物时，直接通过封堵结构开启异物清除窗口，从顶管机舱内经异物清除窗口至刀盘掘进一侧，清除缠绕于刀头上的障碍物，如此能够直接介入顶管机刀盘前方清除刀头缠绕异物，从根本上解决刀头缠绕异物致使刀盘抱死的现象，该刀盘结构设计简单但巧妙合理，保证顶管机正常掘进，可有效降低施工成本，提高施工效率。
[0010]上述技术方案可选地，所述异物清除窗口设置于所述刀头所在的区域；本技术方案将异物清除窗口设于刀头所在的区域，可利用既有排浆孔开设异物清除窗口，新开异物清除窗口面积小，能够减小对原有刀盘结构整体构造影响；作为本技术方案的优选，可在刀头所在区域的两侧对称各开设一异物清除窗口，同理也可以在交错设置的第一刀头区域和第二刀头区域上各开设一异物清除窗口，新开设的异物清除窗口可有效保证刀盘结构的自身稳定性，利于提高刀盘结构的刚性和使用寿命。
[0011]上述技术方案可选地，所述异物清除窗口设置于所述刀盘上且避开所述刀头所在的区域；本技术方案在非刀头区域开设异物清除窗口，结构设计简单，利于保证刀盘结构自身稳定性，利于封堵结构的安装以及保障异物清除窗口的密封性。
[0012]上述技术方案优选地，每个所述刀盘上的所述异物清除窗口至少有两个，其中一个所述异物清除窗口靠近所述刀盘中心位置，另一个所述异物清除窗口靠近所述刀盘边缘位置；该结构设计一方面在考虑保障刀盘结构整体转动平稳性的情况下，另一方面能够沿着刀盘结构截面径向更全面的切割缠绕异物，降低障碍物对刀头的缠绕，进一步提高顶管机的掘进效率。
[0013]上述技术方案优选地，所述异物清除窗口的截面为矩形截面或圆形截面；该异物清除窗口的结构设计主要考虑异物清除窗口的密封性及稳定性。
[0014]上述技术方案优选地，所述封堵结构的一侧通过合页与所述刀盘连接，且所述封堵结构的另一侧通过锁紧结构固定于所述刀盘上；该封堵结构设计简单，便于在一定施工时间后开启或关闭异物清除窗口，便捷地清除刀头上缠绕异物。
[0015]上述技术方案优选地，当所述异物清除窗口的截面为圆形截面时，所述封堵结构的外部轮廓与所述异物清除窗口的内部轮廓相适配，以使所述封堵结构能够嵌入所述异物清除窗口内，且所述封堵结构沿圆周方向设置有锁齿，所述刀盘在所述异物清除窗口内侧的周向上设置有与所述锁齿相配合的锁槽，以使转动所述封堵结构能够使得锁齿旋入所述锁槽内实现锁紧；本技术方案中封堵结构的材质优选与刀盘结构的材质一致，至少具有如下有益效果：其一封堵结构采用嵌入式置于异物清除窗口内，利于保障刀盘结构整体平稳性，使得刀盘结构整体刚度满足要求；其二该嵌入式结构设计利于保障异物清除窗口的密封性；其三封堵结构上锁齿与异物清除窗口内侧周向上锁槽的配合设计，利于保证封堵结构的紧固稳定性，同时优选将锁齿旋进锁槽的方向设计为与刀盘结构掘进旋转方向相反，如此能够在顶管机掘进过程中保证刀盘整体结构强度，该结构设计巧妙合理。
[0016]上述技术方案优选地，所述封堵结构包括：
[0017]楔形锁体，所述楔形锁体呈圆台状，所述锁齿固定设置于所述楔形锁体上，所述异物清除窗口由刀盘掘进一侧至另一侧的直径逐渐增大；锁齿优选为与所述楔形锁体一体成型，且材质优选为与顶管机刀盘相同材料相同；
[0018]旋转轮，所述旋转轮固定于所述锁体上，且所述旋转轮位于所述刀盘背离所述刀头一侧；如此可从顶管机舱内将楔形锁体插入异物清除窗口内，保障楔形锁体与异物清除窗口配合紧密，利于封堵结构的安装稳定性及密封性；而旋转轮的设计利于拆装楔形锁体，以便于开启或关闭异物清除窗口。
[0019]上述技术方案优选地，所述封堵结构还包括设于所述锁体和所述异物清除窗口之间的橡胶止水弹性密封垫圈，所述橡胶止水弹性密封垫圈套设于所述楔形锁体上；本技术方案采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.顶管机刀盘结构，其特征在于：所述刀盘结构包括刀盘以及设于刀盘掘进一侧的刀头，所述刀盘上设置有异物清除窗口，所述异物清除窗口贯穿所述刀盘厚度方向设置于所述刀盘上，且所述异物清除窗口内设置有能够开启或关闭异物清除窗口的封堵结构，所述封堵结构能够固定于所述刀盘上，以使能够通过打开异物清除窗口清除所述刀头上缠绕异物。2.根据权利要求1所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述异物清除窗口设置于所述刀头所在的区域。3.根据权利要求1所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述异物清除窗口设置于所述刀盘上且避开所述刀头所在的区域。4.根据权利要求2或3所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：每个所述刀盘上的所述异物清除窗口至少有两个，其中一个所述异物清除窗口靠近所述刀盘中心位置，另一个所述异物清除窗口靠近所述刀盘边缘位置。5.根据权利要求2或3所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述异物清除窗口的截面为矩形截面或圆形截面。6.根据权利要求5所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述封堵结构的一侧通过合页与所述刀盘连接，且所述封堵结构的另一侧通过锁紧结构固定于所述刀盘上。7.根据权利要求5所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：当所述异物清除窗口的截面为圆形截面时，所述封堵结构的外部轮廓与所述异物清除窗口的内部轮廓相适配，以使所述封堵结构能够嵌入所述异物清除窗口内，且所述封堵结构沿圆周方向设置有锁齿，所述刀盘在所述异物清除窗口内侧的周向上设置有与所述锁齿相配合的锁槽，以使转动所述封堵结构能够使得锁齿旋入所述锁槽内实现锁紧。8.根据权利要求7所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述封堵结构包括：楔形锁体，所述楔形锁体呈圆台状，所述锁齿固定设置于所述楔形锁体上，所述异物清除窗口由刀盘掘进一侧至另一侧的直径逐渐增大；旋转轮，所述旋转轮固定于所述锁体上，且所述旋转轮位于所述刀盘背离所述刀头一侧。9.根据权利要求8所述的顶管机刀盘结构，其特征在于：所述封堵结构还包括设于所述锁体和所述异...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘延龙，肖红武，田宝华，李冰天，董世斌，杨俊东，奚成，张高，聂怀圣，徐光远，刘自源，
申请(专利权)人：中铁二十三局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：