一种顶管施工旋挖出土装置的制作方法

本实用新型涉及地下工程非开挖式施工技术领域，特别是涉及一种顶管施工旋挖出土装置。

背景技术：

目前，地下建筑工程是建造在地下或水底以下的工程建筑物。近代的地下建筑工程，开始是在采矿、地下交通运输、市政、工业和水工地下建筑工程等方面得到广泛的发展，如矿井和巷道、铁路隧道和道路隧道、地下铁道和水底隧道、地下仓库和油库，以及各种用途的输水和其他的水工隧洞等。

在进行地下施工的过程中，钻掘出土采用无序化堆土、装卸土处理方式。然而，这就增加了装卸土作业工序，影响了施工进度，增加了劳动强度，且无法控制出土量。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种顶管施工旋挖出土装置，以解决现有技术中在进行地下施工的过程中，钻掘出土采用无序化堆土、装卸土处理方式，增加了装卸土作业工序，影响了施工进度，增加了劳动强度，且无法控制出土量的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种顶管施工旋挖出土装置，包括：螺旋钻具，所述螺旋钻具能够从地下的工作面外逐渐钻进到工作面以内的土层中，并将土层中的原状土体切削成松散土；管状结构，所述管状结构套设在所述螺旋钻具的外围并能跟随所述螺旋钻具的钻进而前进；运土车，所述运土车能够跟随所述螺旋钻具的钻进而向前移动，其中，所述运土车的车斗的上开口部位朝向所述管状结构的出土端；以及量土部件，所述量土部件设置在所述运土车上并能够实时测量出所述运土车的车斗内的出土量

其中，所述量土部件设置在所述运土车的车斗上，其中，所述量土部件包括量尺或电子秤。

其中，所述运土车包括带有车轮的底座和设置在所述底座上的所述车斗。

其中，所述运土车还包括设置在所述底座的第一端的千斤顶。

其中，在所述底座的第二端的上表面沿其宽度方向安装有转动轴，其中，所述千斤顶能使得所述车斗且与所述转动轴相对应的一侧绕所述转动轴进行翻转。

其中，在所述车斗对应所述底座的第二端的底壁部位构造有第一凹部，所述第一凹部与所述转动轴相匹配。

其中，在所述底座的上表面沿其宽度方向构造有能防止所述转动轴沿所述底座的长度方向发生晃动的第二凹部，其中，所述第二凹部与所述第一凹部上下相对设置。

其中，在所述底座的上表面并分别位于所述转动轴的前后方向均设有止挡板或止挡块。

其中，所述管状结构包括顶管，其中，所述顶管的内轮廓形状与所述螺旋钻具的外轮廓形状相匹配。

(三)有益效果

本实用新型提供的顶管施工旋挖出土装置，与现有技术相比，具有如下优点：

本申请通过在对应管状结构进行施工的位置的下方设置该顶管施工旋挖出土装置，并通过量土部件便可实现对钻掘出土量的动态监控。根据实时测量的出土量来指导施工，确保施工过程中实际出土量接近计算出土量。当出土量的偏差较大时，可通过调整管状结构的顶进速度来控制旋挖的出土量、适当对地层进行挤密或采用注浆加固等措施，减少对地层的扰动，保证顶管施工的安全。此外，由于原状土体被螺旋钻具切削后会变成松散土，因而，松散土经该管状结构后会沿该管状结构的一端进行出土并掉落到车斗内。若掉落到车斗内的松散土的体积比管状结构顶进工作面以内的土层的体积略大，则此时无需对周围土层进行加固，若掉落到车斗内的松散土的体积比管状结构顶进工作面以内的土层的体积大的悬殊，则说明此时的施工对前方地层的扰动较大，为避免前方地层发生坍塌的情况，则可采用注浆加固、控制管状结构的顶进速度或适当地对地层进行挤密的方式，来减少对前方地层的扰动。

附图说明

图1为本申请的实施例的顶管施工旋挖出土装置的整体结构示意图实施例一；

图2为本申请的实施例的顶管施工旋挖出土装置的整体结构示意图实施例二。

图中，1：螺旋钻具；2：管状结构；21：出土端；3：运土车；31：底座；32：车斗；321：上开口部位；322：第一凹部；4：量土部件；5：千斤顶；6：转动轴；7：第二凹部；8：止挡板或止挡块；20：松散土。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

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。

实施例1：

如图1所示，图中示意性地显示了该顶管施工旋挖出土装置包括螺旋钻具1、管状结构2、运土车3以及量土部件4。

在本申请的实施例中，该螺旋钻具1能够从地下的工作面10外逐渐钻进到工作面10以内的土层中，并将土层中的原状土体切削成松散土20。

该管状结构2套设在该螺旋钻具1的外围并能跟随该螺旋钻具1的钻进而前进。

该运土车3能够跟随该螺旋钻具1的钻进而向前移动，其中，该运土车3的车斗32的上开口部位321朝向该管状结构2的出土端21。

该量土部件4设置在该运土车3上并能够实时测量出该运土车3的车斗32内的出土量。具体地，本申请通过在对应管状结构2进行施工的位置的下方设置该顶管施工旋挖出土装置，并通过量土部件4便可实现对钻掘出土量的动态监控。根据实时测量的出土量来指导施工，确保施工过程中实际出土量接近计算出土量。当出土量的偏差较大时，可通过调整管状结构2的顶进速度来控制旋挖的出土量、适当对地层进行挤密或采用注浆加固等措施，减少对地层的扰动，保证顶管施工的安全。

需要说明的是，由于目前对地下施工的要求比较严格，在对地下施工的过程中，对上面地层或上面结构的变形量不能超过允许值，因而，在螺旋钻具1进行钻进的过程中，可以通过该管状结构2进行加固，即，通过该管状结构2来对周围地层进行支护。

此外，由于原状土体被螺旋钻具1切削后会变成松散土20，因而，松散土20经该管状结构2后会沿该管状结构2的出土端21进行出土并掉落到车斗32内。若掉落到车斗32内的松散土20的体积比管状结构2顶进工作面10以内的土层的体积相等或略大，则此时无需对周围土层进行加固，若掉落到车斗32内的松散土20的体积比管状结构2顶进工作面10以内的土层的体积大的悬殊，则说明此时的施工对前方地层的扰动较大，为避免前方地层发生坍塌的情况，则可采用注浆加固、控制管状结构2的顶进速度或适当地对地层进行挤密的方式，来减少对前方地层的扰动。

在一个优选的实施例中，该量土部件4设置在该运土车3的车斗32上，其中，该量土部件4包括量尺或电子秤。也就是说，通过在该车斗32上增设量尺或电子秤，从而可更加直接、准确地判断出土量，通过将车斗32内的出土量与管状结构2顶进的体积进行比较，从而可以及时地对周围地层进行加固处理，避免发生坍塌的情况。

如图1所示，图中还示意性地显示了运土车3包括带有车轮的底座31和设置在该底座31上的该车斗32。容易理解，该底座31的设置，是用来支撑该车斗32的，车轮的设置是用来方便该运土车3移动的。需要说明的是，上述车轮仅仅是一个举例说明，该运土车3只要具有可移动的功能即可，对于使其移动的具体结构并不做限定，例如：该运土车3也可通过增设导轨来实现移动。

如图1所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该运土车3还包括设置在该底座31的第一端的千斤顶5。需要说明的是，该千斤顶5可方便对装入到车斗32内的松散土20进行卸载。此外，由于该底座31带有车轮，因而可沿地面进行滑动，具体地，底座31便于跟随管状结构2的施工推进进行前后移动，从而提高了运土车3的机动性。根据量测出土量，来指导施工，确保施工过程中实际出土量接近计算出土量。当实际出土量与计算出土量偏差较大时，可通过调整管状结构2的顶进速度来控制旋挖出土量、适当地对地层进行挤密或采用注浆加固等措施，减少对地层的扰动，保证顶管施工安全。

如图1所示，在该底座31的第二端的上表面沿其宽度方向安装有转动轴6，其中，该千斤顶5能使得该车斗32且与该转动轴6相对应的一侧绕该转动轴6进行翻转。需要说明的是，在通过千斤顶5使得该车斗32且与该转动轴6相对应的一侧绕该转动轴6进行翻转的过程中，该转动轴6起到了杠杆支点的作用，即，能够促使该车斗32进行顺利地翻转，从而达到卸载松散土20的目的。进一步地，确保运土车3的正常、有序工作。

如图1所示，在一个实施例中，在该车斗32对应该底座31的第二端的底壁部位构造有第一凹部322，该第一凹部322与该转动轴6相匹配。这样，能够确保该车斗32的顺利翻转，避免发生位置干涉的情况。在此基础上，为确保该车斗32的顺利翻转，可在该第一凹部322与该转动轴6相接触的表面上涂有润滑油，从而可以减小该第一凹部322与转动轴6之间的转动摩擦，从而减少磨损的机率。

在另一个实施例中，在该底座31的上表面沿其宽度方向构造有能防止该转动轴6沿该底座31的长度方向发生晃动的第二凹部7，其中，该第二凹部7与该第一凹部322上下相对设置。具体地，通过在该底座31的上表面增设该第二凹部7，从而可以使得该转动轴6嵌设在该第二凹部7内，避免该转动轴6在受力的过程中发生晃动或是掉落的情况。

需要说明的是，“底座31的长度方向是指图中所示的左右方向，底座31的宽度方向是指图中所示沿纸面垂直向里或向外的方向”。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

如图2所示，在该底座31的上表面并分别位于该转动轴6的前后方向均设有止挡板或止挡块8。具体地，该止挡板或止挡块8可通过螺钉或螺栓等紧固件牢固地固定在该底座31上。

容易理解，由于该止挡板或止挡块8起到的作用与上述第二凹部322起到的作用相同，为节约篇幅起见，此处不做赘述。

在一个实施例中，该管状结构2包括顶管，其中，该顶管的内轮廓形状与该螺旋钻具1的外轮廓形状相匹配。这样，可以确保螺旋钻具1能够顺利地在顶管内进行钻进，在螺旋钻具1进行钻进的过程中，原状的土层会被切削成松散土20，松散土20会沿顶管2的一端出土并掉落到车斗32内，以备后续对其进行测量。

需要说明的是，由于螺旋钻具1的结构以及起到的作用为本领域技术人员所所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

综上所述，本申请通过在对应管状结构2进行施工的位置的下方设置该顶管施工旋挖出土装置，并通过量土部件4便可实现对钻掘出土量的动态监控。根据实时测量的出土量来指导施工，确保施工过程中实际出土量接近计算出土量。当出土量的偏差较大时，可通过调整管状结构2的顶进速度来控制旋挖的出土量、适当对地层进行挤密或采用注浆加固等措施，减少对地层的扰动，保证顶管施工的安全。

此外，由于原状土体被螺旋钻具1切削后会变成松散土20，因而，松散土20经该管状结构2后会沿该管状结构2的出土端21进行出土并掉落到车斗32内。若掉落到车斗32内的松散土20的体积比管状结构2顶进工作面10以内的土层的体积略大，则此时无需对周围土层进行加固，若掉落到车斗32内的松散土20的体积比管状结构2顶进工作面10以内的土层的体积大的悬殊，则说明此时的施工对前方地层的扰动较大，为避免前方地层发生坍塌的情况，则可采用注浆加固、控制管状结构2的顶进速度或适当地对地层进行挤密的方式，来减少对前方地层的扰动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。