本发明涉及非开挖工程设备及方法技术领域，具体来说是一种矩形顶管机开挖面盲区破碎装置及其方法。
背景技术：
目前，绝大多数矩形顶管施工采用矩形顶管机，此类型的顶管不管各个刀盘直径如何分配，总是会存在顶管无法切削的区域。这些区域在施工中只能利用其端面的楔形体等特殊结构将土体强行破碎或压至刀盘切削区内切削，这样就较大程度加大了顶进阻力，尤其是在软岩地层以及加固区。
因此，需要设计一种新型的矩形顶管机开挖面盲区破碎装置及其方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种矩形顶管机开挖面盲区破碎装置及其方法，提高破土效率，且尤其适用于软岩地层以及加固区的施工。
为了实现上述目的，设计一种矩形顶管机开挖面盲区破碎装置，所述的破碎装置内设有驱动机构，所述驱动机构的输出端与十字锥形破土装置相连，环绕所述的十字锥形破土装置设有若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴，所述的轴向高压喷嘴和径向高压喷嘴与高压水源相连。
所述的十字锥形破土装置一端为用于与输出端相连的连接端，另一端为工作端，所述的工作端为十字锥形。
所述的十字锥形由一横向结构和横向结构两侧对称设有的第一纵向结构和第二纵向结构构成，所述的横向结构与所述的第一纵向结构和第二纵向结构共同构成十字形，所述的横向结构、第一纵向结构和第二纵向结构的横截面沿远离连接端的方向逐渐减小。
所述的驱动机构一端设有前端盖，所述的前端盖通过螺栓与所述的外壳体相连，从而实现驱动机构与外壳体的固定。
所述的外壳体上设有所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴。
所述的外壳体内设有环向高压水通道，所述的高压水通道与所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴相联通，所述的外壳体表面还设有与高压水通道相连的高压水连接口，用于连接高压水管。
所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴分别在周向上呈对称布置，且所述的轴向高压喷嘴和径向高压喷嘴之间呈交错布置。
本发明还设计一种采用所述的矩形顶管机开挖面盲区破碎装置的破碎方法，所述的方法具体如下：步骤a.打开油缸，从进油口加油直至油缸至满行程，使得油缸及十字锥形破土装置伸出，同时采用高压射流装置向高压水通道注入高压水并保持高压水不间断注入，直至当破碎操作时受到的顶力减小并保持相对稳定后，则可回收油缸，同时停止注入高压水。
所述的方法还包括：步骤b.先收回油缸，然后再从进油口加油，使油缸及十字锥形破土装置伸出。
若顶力并未减小或者减小不明显时，则继续保持高压水的注入，并进行重复进行步骤b，直至顶力减小并保持相对稳定，并在最后收回油缸、停止高压水的注入。
所述的方法还包括：在进行破碎作业的同时，采用所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴对作业面和破碎装置进行高压水冲洗，用于实现对作业面及破碎装置的清洗和冷却工作，并提高切削效率，同时软化已被破除的土体，实现被切削土体的顺利排除。
本发明同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：可提供较大顶力，破土装置呈“十字锥形”，能产生很大压强，大大提高破土效率；且四周增设不同射流方向的高压水喷头， 在作为清洗、冷却装置的同时，参与软岩以及加固区土体的破除切削工作，提高切削效率，并且还能软化已被破除的土体，利于土体顺利排除。
附图说明
图1是一实施例中本发明破碎装置的结构示意图。
图2是一实施例中图1中A-A截面的局部剖视图。
图3是一实施例中本发明高压喷嘴的分布示意图。
图中： 1.后端盖； 2.活塞；3.活塞杆；4.缸体；5.高压水管；6.外壳体；7-1.第一径向高压喷嘴；7-2. 第一轴向高压喷嘴；7-3第二径向高压喷嘴；7-4第二轴向高压喷嘴；7-5第三径向高压喷嘴；7-6第三轴向高压喷嘴；7-7第四径向高压喷嘴；7-8第四轴向高压喷嘴；8.进油口；9.出油口；10.前端盖；11.螺栓； 12.十字锥形破土装置 13.横向结构 14.第一纵向结构 15.第二纵向结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，所述的破碎装置包括驱动机构，本实施方式中采用液压油缸作为驱动机构。所述液压油缸的输出端与十字锥形破土装置的连接端相连，在输出端的外侧还设有外壳体，液压油缸在输出端套设有前端盖，所述的前端盖通过螺栓与所述的外壳体相连，从而实现驱动机构与外壳体的固定，外壳体端部设有开口，用于使十字锥形破土装置的工作端露出在外壳体外。在液压油缸另一端还设有后端盖，后端盖与前端盖之间设有防护壳体，防护壳体上设有与液压油缸相连的进油口和出油口。在所述的外壳体上，环绕所述的十字锥形破土装置设有若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴，所述的轴向高压喷嘴和径向高压喷嘴能够通过螺栓与外壳体相固定，所述的外壳体内设有环向高压水通道，所述的高压水通道与所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴相联通，所述的外壳体表面还设有与高压水通道相连的高压水连接口，用于连接高压水管后与高压水源相连。
参见图2，所述的十字锥形破土装置的工作端为十字锥形，所述的十字锥形由一横向结构和横向结构两侧对称设有的第一纵向结构和第二纵向结构构成，所述的横向结构与所述的第一纵向结构和第二纵向结构共同构成十字形，所述的横向结构、第一纵向结构和第二纵向结构的横截面沿远离连接端的方向逐渐减小。在本实施方式中，所述的横向结构为一梯形钢板，所述的第一纵向结构和第二纵向结构分别为一三角形钢板，三者共同构成十字锥形。
参见图3，所述的若干轴向高压喷嘴和若干径向高压喷嘴以十字锥形破土装置为中心，分别在周向上均匀布置，轴向高压喷嘴的数量和径向高压喷嘴的数量可以相对应也可以不同。本实施方式中采用了四个轴向高压喷嘴和四个径向高压喷嘴，相邻两轴向高压喷嘴或相邻两径向高压喷嘴之间的夹角均为90°，且轴向高压喷嘴与中心的连线所在的直线与径向高压喷嘴与中心的连线所在的直线不相重合，即使得所述的轴向高压喷嘴和径向高压喷嘴之间呈交错布置。
实施例一：矩形顶管机开挖面盲区破碎装置的安装。
1、参见图1，根据盲区大小，选择一定尺寸的油缸，并将十字锥形破土装置与油缸活塞杆最前端焊接在一起，油缸行程保持零位移。每个盲区建议使用一至两个切削装置；
2、通过油缸尺寸，加工并装配好与之配合的高压水射流装置；
3、在矩形顶管机开挖面板盲区中切出适配缸体、螺栓、高压水通道的圆孔；
4、将油缸和十字锥形破土装置安装在顶管机面板上，并通过螺栓固定。需注意，高压水通道处于外壳体内部，而外壳、高压喷嘴及图1中右侧所有构件直接与地层接触；
5、安装完毕，进行密封性测试，不符合密封要求则进行密封处理。
实例二：矩形顶管机开挖面盲区破碎装置的使用方法。
1、当钻遇软岩或加固区，发现顶进力过大时，及时打开油缸，从进油口加油，同时采用高压射流装置向高压水通道注水；
2、油缸至满行程停止加油，高压水保持不间断注入；
3、当顶力减小并保持相对稳定后，则可回收油缸，同时停止注入高压水；
4、当顶力并未减小或者减小不明显时，保持高压水的注入，收回油缸至接近油缸初位置，建议不要到达零行程，然后进油口加油，伸出油缸及十字锥形破土装置，如此反复，直至顶力减小并保持相对稳定。并在最后收回油缸、停止高压水的注入。