本发明专利技术公开了一种顶管掘进防偏装置及使用方法，涉及顶管施工技术领域，包括起始端支撑架、激光发射器，激光发射器的激光所在路径与起始端支撑架的安装轴线相互重合、前端设置有掘进刀盘、调节座，掘进刀盘与调节座之间设置有调向机构，调节座朝向起始端支撑架的一侧连接有管节，掘进刀盘朝向调节座一侧的中央位置设置有偏转采集机构，偏转采集机构上均匀设置有连接杆，连接杆的末端与接收镜相连，接收镜朝向激光发射器，接收镜所在平面始终与激光所在路径垂直；本发明专利技术通过偏转采集机构对掘进作业过程中的掘进刀盘进行角度监控，当掘进刀盘发生偏转时通过调向机构快速调整掘进盘回到初始掘进路线上，避免顶管作业出现首尾偏离问题。问题。问题。
【技术实现步骤摘要】
一种顶管掘进防偏装置及使用方法
[0001]本专利技术涉及顶管施工
，具体是一种顶管掘进防偏装置及使用方法。
技术介绍
[0002]顶管施工是一种非开挖施工方法，顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道(即顶管)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。实际进行顶管施工时，通常采用多个顶管管节进行顶进，一个顶管管节顶入土层之后，再进行下一节管节继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑(也称为工作井或始发井)内穿过土层(即出洞)一直推进到接收坑(也称为接收井)内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。
[0003]顶管机为顶管施工中所采用的施工设备，目前采用的顶管机主要为液压顶管机，主要由旋转挖掘系统、主顶液压推进系统、泥土输送系统、注浆系统、测量设备、地面吊装设备和电气系统等组成。其中旋转挖掘系统(俗称“机头”)主要由机头壳体、切削刀盘、刀盘减速器、送排泥浆机构、液压动力装置、纠偏液压缸、防水圈、刀盘旋转轴、电气系统、自动控制系统以及附属装置等组成。
[0004]顶管施工由于需要将管节一次推入挖掘的隧道内，为了降低顶管施工作业难度，同时提升顶管作业施工安全性，一般顶管施工采取直线掘进作业，但是掘进刀盘在掘进过程中受到土壤沉降等因素的影响，会导致掘进方向发生偏转，影响掘进线路方向的精准度，必须时刻对掘进方向进行测量并及时对偏转进行纠偏。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种顶管掘进防偏装置及使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种顶管掘进防偏装置，包括起始端支撑架，所述起始端支撑架内设置有激光发射器，所述激光发射器的激光所在路径与起始端支撑架的安装轴线相互重合，还包括前端的掘进刀盘，所述掘进刀盘与调节座相连，所述掘进刀盘与调节座之间设置有调向机构，所述调节座朝向起始端支撑架的一侧连接有管节，所述掘进刀盘朝向调节座一侧的中央位置设置有偏转采集机构，所述偏转采集机构上均匀设置有连接杆，所述连接杆的末端与接收镜相连，所述接收镜朝向激光发射器，所述接收镜所在平面始终与激光所在路径垂直。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述调向机构包括均匀设置在掘进刀盘背面以及调节座上的球形座，所述球形座内安装有球铰块，所述球铰块与球形座之间三维转动安装，所述调节座一侧的球铰块连接有液压油缸，所述液压油缸内设置有液压活塞，所述液压活塞上设置有液压杆，所述液压杆的末端与掘进刀盘一侧的球铰块固定连接，所述液压油缸连
接有供油管，所述供油管与液压油缸之间设置有抽吸泵，所述抽吸泵的两端设置有电磁阀。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述偏转采集机构包括设置在掘进刀盘背部中心轴线上的安装座，所述安装座内设置有球形连接座，所述球形连接座与安装座之间通过球面转动连接，所述球形连接座上设置有偏转柱，所述偏转柱上设置有配合柱，所述配合柱的两端设置有限位块，所述配合柱上设置有驱动组件，所述接收镜与驱动组件相连。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述驱动组件包括设置在安装座周围的安装柱，所述安装柱上端设置有旋转座，所述旋转座上设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸连接有伸缩柱，所述配合柱上滑动安装有配合球，所述配合球上设置有配合孔，所述配合球通过配合孔与配合柱滑动安装，所述配合球的外侧设置有夹套，所述夹套通过连接铰链与伸缩柱相连。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述连接铰链包括设置在夹套上的连接块，所述夹套内侧为球面并与配合球直径相同，所述夹套设置有两组，两组所述夹套扣合在配合球的外侧，所述连接块之间转动安装有第一转动架，所述第一转动架上设置有第二转动架，所述第二转动架与第一转动架之间呈垂直布置，所述第二转动架与伸缩柱转动连接。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述配合柱为非圆设置，所述配合柱的外周均匀设置有凸条，所述配合球通过配合孔与配合柱之间轴向滑动安装。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述偏转采集机构还包括设置在安装座内的弧形插槽，所述弧形插槽均匀分布在球形连接座的外侧，所述弧形插槽的圆心与球形连接座的球心重合，所述弧形插槽内插接有弧形测量杆，所述弧形测量杆的末端为半球状设置，所述偏转柱与球形连接座的连接部位设置有定位圈，所述弧形测量杆的端部与定位圈的外侧接触安装，所述弧形插槽内设置有回位弹簧，所述弧形测量杆上设置有电阻条，所述弧形插槽内设置有电接触点，所述电阻条与电接触点之间组成检测回路。
[0013]一种如上所述顶管掘进防偏装置的使用方法，包括以下步骤：S1、将激光发射器安装在起始端支撑架的中心轴线上，对准掘进刀盘背部的接收镜，使得激光点正对接收镜的中心点位置；S2、启动掘进刀盘转动，进行掘进作业并推动管节进入管道，进行顶管支撑作业，当掘进过程中接收镜上的激光点偏离中心位置时，停止掘进作业，启动驱动组件，使得激光点回到接收镜的中心位置，通过偏转采集机构得到偏转柱的偏转角度信息，根据采集信息调整液压油缸伸缩，调整掘进刀盘方向；S3、掘进刀盘方向调整完毕后，启动掘进刀盘进行掘进作业，同时进行顶管作业。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）调节座与相邻管节之间固定连接，通过球铰块与球形座的连接，实现对掘进刀盘的活动安装，同时均匀分布安装液压油缸以及液压杆，在掘进刀盘发生偏转时控制液压油缸进行伸缩运动，从而实现对掘进刀盘的掘进方向进行调整，在掘进刀盘发生偏转时进行纠偏。其中液压油缸的伸缩运动通过供油管以及抽吸泵、电磁阀进行控制，液压杆伸长运动时控制供油管向液压油缸内部进行泵油，供油结束后关闭电磁阀，保持液压油缸的长度，调整掘进刀盘回到掘进路线。
[0015]（2）在掘进刀盘的背部中心部位安装球形连接座，当掘进刀盘发生偏转之后，背部连接的接收镜发生同步偏转，通过驱动组件将接收镜推动至中心点与激光射线重合的位置，此时偏转柱以及底部连接的球形连接座相对于安装座之间会发生偏转，通过采集偏转
角度信息，记录后控制液压油缸进行伸缩运动，从而实现对掘进刀盘的偏转调整操作。
[0016]（3）在偏转柱上安装配合球，同时在配合球的外侧套接夹套，夹套的内侧与配合球之间球面配合连接，当偏转柱发生偏转时，由于夹套通过连接铰链与伸缩气缸之间连接，保持夹套始终处于水平平面上，此时夹套会拉动配合球在偏转柱上发生滑动，同时夹套与配合球之间也会发生相对转动，这样可以保证夹套上连接的接收镜始终处于与激光线条之间处于垂直状态，从而便于接收镜在发生偏转之后回到起始中心点的位置。
[0017]（4）在安装座内设置弧形插槽进行安装弧形测量杆，弧形测量杆在偏转柱发生偏转时，定位圈推动弧形测量杆在弧形插槽内发生滑动，配合电阻条以及电接触点测量接入电路的阻值数据，转换得到对应弧形测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种顶管掘进防偏装置，包括起始端支撑架（1），其特征在于，所述起始端支撑架（1）内设置有激光发射器（10），所述激光发射器（10）的激光所在路径与起始端支撑架（1）的安装轴线相互重合，还包括前端的掘进刀盘（2），所述掘进刀盘（2）与调节座（3）相连，所述掘进刀盘（2）与调节座（3）之间设置有调向机构（4），所述调节座（3）朝向起始端支撑架（1）的一侧连接有管节，所述掘进刀盘（2）朝向调节座（3）一侧的中央位置设置有偏转采集机构（5），所述偏转采集机构（5）上均匀设置有连接杆（60），所述连接杆（60）的末端与接收镜（6）相连，所述接收镜（6）朝向激光发射器（10），所述接收镜（6）所在平面始终与激光所在路径垂直。2.根据权利要求1所述的一种顶管掘进防偏装置，其特征在于，所述调向机构（4）包括均匀设置在掘进刀盘（2）背面以及调节座（3）上的球形座（45），所述球形座（45）内安装有球铰块（44），所述球铰块（44）与球形座（45）之间三维转动安装，所述调节座（3）一侧的球铰块（44）连接有液压油缸（41），所述液压油缸（41）内设置有液压活塞（43），所述液压活塞（43）上设置有液压杆（42），所述液压杆（42）的末端与掘进刀盘（2）一侧的球铰块（44）固定连接，所述液压油缸（41）连接有供油管（40），所述供油管（40）与液压油缸（41）之间设置有抽吸泵（46），所述抽吸泵（46）的两端设置有电磁阀。3.根据权利要求1所述的一种顶管掘进防偏装置，其特征在于，所述偏转采集机构（5）包括设置在掘进刀盘（2）背部中心轴线上的安装座（50），所述安装座（50）内设置有球形连接座（52），所述球形连接座（52）与安装座（50）之间通过球面转动连接，所述球形连接座（52）上设置有偏转柱（51），所述偏转柱（51）上设置有配合柱（53），所述配合柱（53）的两端设置有限位块（530），所述配合柱（53）上设置有驱动组件（54），所述接收镜（6）与驱动组件（54）相连。4.根据权利要求3所述的一种顶管掘进防偏装置，其特征在于，所述驱动组件（54）包括设置在安装座（50）周围的安装柱（55），所述安装柱（55）上端设置有旋转座（56），所述旋转座（56）上设置有伸缩气缸（57），所述伸缩气缸（57）连接有伸缩柱（58），所述配合柱（53）上滑动安装有配合球（540），所述配合球（540）上设置有配合孔（5400），所述配合球（540）通过配合孔（5400）与配合柱（53）滑动安装，所述配合球（540）的外侧设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建鹏，蒋礼平，梅展军，黄伟，李海洋，唐志辉，宁超，宋鹏飞，熊清华，刘金晶，刘讴，蒙振锋，孙伟鹏，谢林娟，孙靖尧，
申请(专利权)人：中铁第六勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。