机头防护结构及人工顶管装置的制作方法

本实用新型涉及人工顶管技术领域，尤其是涉及一种机头防护结构及人工顶管装置。

背景技术：

目前，顶管施工主要分为机械顶管与人工顶管两类，机械顶管适用于地质单一且无地下线路影响的地段。但在目前城市现状下，机械顶管很难大显身手，一旦出现问题，有场地的可大开挖取机头，没有场地的只能放弃使用，而且机械顶管设备价格不菲。因此，人工顶管是目前施工中最可靠、最实用的施工方式。人工顶管又称刃口推进法，目前的人工顶管设备只在前端设置一个刃口用于切割土体。

现有技术主要存在如下缺陷：

人工顶管装置无法实现“先顶后挖”，因为常用顶管管材壁厚为10cm－20cm，若先顶后挖需将管道顶入土层，这个顶力极大尤其长距离顶管，很容易将中部或者端部管材顶裂，因此施工时只能先挖后顶但无法保证施工人员安全，此外，对于富水地质比如流沙地质，现有技术无法施工，或者勉强施工时一方面安全性差，另一方面不考虑地面沉降，挖土量极大，进度严重受阻，无法控制地面沉降因此就不能穿越既有管线、道路或者有临近构筑物地段，适应性差。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供机头防护结构及人工顶管装置，以缓解了上述技术问题。

第一方面，本实用新型提供的一种机头防护结构，安装于顶管的前端，包括：防护主体；

所述防护主体内部形成用于容纳施工人员的中空位，所述防护主体两端开口且任一端与所述顶管的前端相连接；

所述防护主体上设置有多个用于排水保砂的透水孔且所述防护主体的厚度小于所述顶管的厚度。

作为一种进一步的技术方案，还包括底部挡板；

所述底部挡板安装于防护主体内部，所述防护主体和底部挡板之间连接有支撑件。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑件可滑动地安装于所述防护主体内部。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑件上连接有锚栓，所述防护主体内部形成销孔，所述锚栓位于所述销孔内且能够相对于所述销孔滑动。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑件为撑铁。

作为一种进一步的技术方案，所述防护主体为圆环形结构，所述底部挡板为半圆形结构，且所述底部挡板的直径与所述防护主体的内径相同。

作为一种进一步的技术方案，所述底部挡板上设置有多个透水孔。

作为一种进一步的技术方案，所述防护主体的壁厚为2cm，长度为150cm。

第二方面，本实用新型提供的一种人工顶管装置，包括驱动件、顶管和所述的机头防护结构；

所述顶管的前端连接有刃口，所述防护主体安装于所述刃口上，所述驱动件能够推动所述顶管和防护主体顶进。

作为一种进一步的技术方案，所述驱动件采用千斤顶。

与现有技术相比，本实用新型提供的机头防护结构及人工顶管装置主要存在以下优势：

本实用新型提供的机头防护结构，安装于顶管的前端，包括：防护主体；所述防护主体内部形成用于容纳施工人员的中空位，所述防护主体两端开口且任一端与所述顶管的前端相连接；所述防护主体上设置有多个用于排水保砂的透水孔且所述防护主体的厚度小于所述顶管的厚度。

本实用新型中，将防护主体安装在顶管的前端，由于防护主体的厚度小于顶管的厚度，所以只需较小顶进力便可插入土体中，然后施工人员站在中空位内挖土，从而实现先顶后挖，确保了施工作业人员安全。防护主体顶进待开挖土体中起到了超前支护的作用，使得掘进面不受富水地质影响而出现不稳定的现象，增大了单次掘进长度，提高了作业效率。防护主体对顶管上方土体起到保护作用，极大地减少了超挖、管顶脱空、塌陷等导致的地面沉降。防护主体上设置的透水孔，有效的排水保砂，分流降低掘进面水压力，降低涌砂风险。本实用新型有效的提高了人工顶管的适应性、安全性以及施工效率，地面沉降的有效控制使得顶管穿越既有管道、道路以及临近构筑物等对沉降要求较高的地段时具有更高的可靠性和适应性。同时，本实用新型对填埋生活垃圾等其他易塌方沉陷的复杂地质段落均有很强的适应性。

本实用新型提供的人工顶管装置，包括驱动件、顶管和所述的机头防护结构；所述顶管的前端连接有刃口，所述防护主体安装于所述刃口上，所述驱动件能够推动所述顶管和防护主体顶进，本实用新型包括机头防护结构，因此具有上述机头防护结构具有的一切优点，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机头防护结构的结构示意图；

图2为基于图1的本实用新型实施例提供的底部挡板和撑铁的结构示意图；

图3为基于图1的本实用新型实施例提供的人工顶管装置的原理图。

图标：1－防护主体；2－顶管；21－刃口；3－底部挡板；31－支撑件；4－透水孔；5－预留坡面。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1－图3所示，下面将结合附图对本实施例提供的机头防护结构及人工顶管装置做详细说明。

一方面，如图1和图3所示，本实施例提供的机头防护结构，安装在顶管2的前端，包括：防护主体1；防护主体1内部形成用于容纳施工人员的中空位，防护主体1两端开口且任一端与顶管2的前端相连接；防护主体1上设置有多个用于排水保砂的透水孔4且防护主体1的厚度小于顶管2的厚度。具体地，防护主体1的中下部设有多个透水孔4，使水可以沿多个方向分散流动，减少压力，降低涌砂风险。

本实施例中，将机头防护结构的任一个开口端安装在顶管2的前端，防护主体1的厚度小于顶管2的厚度，所以只需较小顶进力便可插入土体中，施工人员在中空位进行挖土，从而实现先顶后挖，确保了施工作业人员安全。防护主体1顶进待开挖土体中起到了超前支护的作用，使得掘进面不受富水地质影响而出现不稳定的现象，增大了单次掘进长度，提高了作业效率。防护主体1对顶管2上方土体起到保护作用，极大地减少了超挖、管顶脱空、塌陷等导致的地面沉降。防护主体1上设置的透水孔4，有效的排水保砂，分流降低掘进面水压力，降低涌砂风险。本实施例有效的提高了人工顶管2的适应性、安全性以及施工效率，地面沉降的有效控制使得顶管2穿越既有管道、道路以及临近构筑物等对沉降要求较高的地段时具有更高的可靠性和适应性。同时，本实施例对填埋生活垃圾等其他易塌方沉陷的复杂地质段落均有很强的适应性。

本实施例的可选方案中，如图2－图3所示，还包括底部挡板3；底部挡板3安装于防护主体1内部，防护主体1和底部挡板3之间连接有支撑件31。支撑件31可滑动地安装于防护主体1内部。支撑件31上连接有锚栓，防护主体1内部形成销孔，锚栓位于销孔内且能够相对于销孔滑动。具体地，支撑件31为撑铁。

具体地，防护主体1为圆环形结构，底部挡板3为半圆形结构，且底部挡板3的直径与防护主体1的内径相同。底部挡板3上设置有多个透水孔4。

需要指出的是，施工时在顶管2前部安装防护主体1，顶进时先将防护主体1顶进掘进面中，施工人员即可进行开挖施工，实现先顶后挖保证人员安全。富水地质开挖至预留坡面5(预留坡面5可保证掘进面稳定)后再次顶进。依据地质情况，如流沙严重或者预留坡面5坡脚较长时，安装底部挡板3，底部挡板3的设置使得预留坡面5的坡脚长度有效减小，同时增加了掘进面的稳定性，降低涌砂等风险的发生。锚栓和销孔的配合方式便于前后移动调整预留坡面5长度又能在掘进面较稳定的情况下随时取掉，使得移动灵活简单，可拆装便于施工，具有很强的实操性，同时也设置了透水孔4，对掘进面起到排水保砂的作用。

本实施例的可选方案中，防护主体1的壁厚为2cm，长度为150cm。顶管2厚度为10－20cm，防护主体1的厚度仅为顶管2厚度的1/10－1/5，便于机头插入土体中。

本实施例还提供一种人工顶管2装置，包括驱动件、顶管2和机头防护结构；顶管2的前端连接有刃口21，防护主体1安装于刃口21上，驱动件能够推动顶管2和防护主体1顶进。本实施例包括机头防护结构，因此具有上述机头防护结构具有的一切优点，在此不再赘述。

具体地，驱动件采用千斤顶。刃口21的长度为30cm。

以上对本实施例的机头防护结构及人工顶管2装置进行了说明，但是，本实施例不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本实施例包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实施例各实施例技术方案的范围。