一种旋切盾车载式一体化非开挖装备

本发明涉及非开挖施工，具体涉及一种旋切盾车载式一体化非开挖装备。

背景技术：

1、非开挖施工是指利用各种岩土钻探设备，直接更换和修复各种地下管道，不会阻碍交通、破坏绿地和植被。因非开挖施工技术具备环境影响小、占地面积小、施工周期短、对交通影响小等诸多优势，目前已被大范围推广使用。

2、水平导向式顶拉钻设备是市政管网非开挖施工的常用设备之一，其施工过程是：将钻机主体下放至竖向检修井后，钻机利用长钻杆在地下预钻出水平孔，然后再长钻杆的另一端(另一个检修井内)连接扩孔钻头，随后钻机将扩孔钻头从水平孔拖回，使水平孔扩大至所需孔径，即可实现管网非开挖施工。

3、顶拉钻设备在非开挖施工现场具体应用时，往往还涉及起重设备、液压动力装置等，起重设备用于完成钻机主体向检修井内的取放安装，液压动力装置主要为钻机提供液压动力。在现有技术中，顶拉钻设备本体、起重设备以及液压动力装置的体积均比较臃肿，设备转运困难、费时费力，且不便于现场组装和使用，严重制约着非开挖施工的施工效率。

4、如：cn112943281a公开了一种水平导向式顶拉钻机成套设备及施工方法，其包括钻机、激光指向系统、铺管组件和液压动力站，钻机包括机台，机台上设有滑轨，滑轨上设有滑台，滑台上设有第一驱动组件，滑台上还设有放置块，放置块的前端面上设有法兰盘和第二驱动组件，机台的顶部还设有夹持组件，激光指向系统包括第一支架和第二支架，第一支架的顶部接有激光器，第二支架的顶部接有显示屏，铺管组件包括扩孔器、拉杆、拉管头、压板、顶管油缸和连杆。该发明将钻机和铺管组件采用分体式结构设置，并通过设置激光指向系统来辅助对管道的铺设，但仍存在上述设备转运困难、费时费力，且不便于现场组装和使用的问题。

5、再如：cn111622771a公开了一种顶拉钻管及包含其的施工设备，其包括反向钻头、前端固定帽、传力短杆、后锚顶板及锁定装置；反向钻头后侧设有铰接头；前端固定帽包括与反向钻头的铰接头连接的前端固定部及位于后端中部的后端固定部；传力短杆包括用于与前端固定帽后端固定部连接的短杆前固定部及位于传力短杆后端的短杆后固定部，短杆后固定部用于与另一传力短杆的短杆前固定部连接或与锁定装置连接；锁定装置将后锚顶板锁定至传力短杆上，锁定装置对后锚顶板产生面向前端固定帽方向的锁紧力，后锚顶板与前端固定帽之间形成了容纳自锁承插管的容纳空间。但该设备存在施工效率低的问题。

6、又比如：《顶拉管施工技术在排水管网工程中的应用》，李雷，内江科技[j]公开了一种顶拉管配套管材，该管材一端为承口一端为插口，承口内侧和插口外侧有圈纹和密封圈，它集中了以往管材的优点而摒弃了缺点，主要体现在以下方面：①具有实壁管的性能；②非热熔连接，无接口内翻边；③非电熔连接，井下有水环境不影响施工；④管道较短且轻便，在小空间也方便安装，管节长度有50mm，1000mm等，可订制；⑤接口紧密，无渗漏；⑥接口自锁，抗震抗剪，不脱节；⑦管道连接后整体具有柔性，可以适应不均匀沉降。顶拉管施工工艺总体可分五步：前期准备→制作井位→定向钻导向→管道安装→管道顶拉。但上述施工技术在实际应用中仍存在设备现场使用不便、以及施工效率低。

7、因此，亟待提出一种适合工程实际的车载式非开挖施工装备和工艺方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种旋切盾车载式一体化非开挖装备，具备现场使用方便、组合式钻杆装卸便利、以及施工效率高的优势。

2、为实现上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种旋切盾车载式一体化非开挖装备，其要点在于，包括：

4、具有货箱的车体；

5、装载于所述货箱内的钻机，该钻机包括平支架、滑动装配在平支架上的基体、以及驱动基体往复滑动的液压油缸，所述基体内装配有空心轴套以及用于驱动所述空心轴套转动的驱动装置，所述空心轴套连接有组合式钻杆，所述组合式钻杆包括依次螺纹连接的传动段以及若干数量的拼接段，所述传动段以滑动花键方式套设于所述空心轴套内部，所述传动段两端固设有限位部件，用以限制传动段的滑动范围；

6、装配在所述钻机前部的螺纹松紧器，该螺纹松紧器包括固定在所述平支架前部的底板，所述底板上设置有第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和第二夹具各设有一个中心通孔，所述拼接段贯穿该中心通孔，所述第一夹具和第二夹具均用于将拼接段夹紧在对应的中心通孔内；其中，所述第一夹具固定装配在底板上，第二夹具转动装配在底板上，第二夹具配置有旋转驱动器，旋转驱动器用于驱动第二夹具绕拼接段的中心线旋转；

7、装载于所述货箱内的液压动力装置，该液压动力装置用于提供钻机和螺纹松紧器所需的液压动力；以及

8、装配在所述货箱尾部的起吊装置，该起吊装置用于将货箱内的钻机起吊至工作井，或从工作井将钻机吊回。

9、优选的，所述起吊装置包括固定安装在货箱后端的支撑座、转动安装在支撑座上的主受力臂、以及转动连接在主受力臂顶端的悬臂，所述悬臂远端配置有铁索，用于悬挂所述钻机，所述悬臂与主受力臂之间安装有千斤顶，用于驱动悬臂上下转动。

10、优选的，所述支撑座具有上端敞口的安装筒，所述主受力臂下端通过法兰盘固接有立柱，所述立柱转动装配在安装筒内，支撑座侧部装配有螺纹锁紧部件，螺纹锁紧部件用于限制立柱转动；

11、所述主受力臂相对于立柱向后倾斜设置，主受力臂前侧设有第一铰接座，后侧设有连接筒，所述千斤顶上端转动连接在悬臂下侧，下端转动连接在第一铰接座上，所述连接筒上转动连接有操作杆。

12、优选的，所述第一夹具包括固定装配在底板上的第一座体，该第一座体具有所述中心通孔以及沿该中心通孔周向环绕的安装腔室，所述中心通孔一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口，装配缺口内安装有能够沿中心通孔径向滑动的第一夹持块，所述安装腔室内装配有能够沿中心通孔轴向滑动的第一活塞，所述第一活塞往复滑动能够迫使第一夹持块沿中心通孔径向往复移动。

13、优选的，所述第一活塞对应装配缺口的位置设有滑接槽，该滑接槽相对于中心通孔中心线倾斜设置，所述第一夹持块设有与所述滑接槽滑动套接的滑接块。

14、优选的，所述第二夹具包括装配在底板上的第二座体，该第二座体具有所述中心通孔以及沿该中心通孔周向环绕的安装腔室，所述中心通孔一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口，装配缺口内安装有能够沿中心通孔径向滑动的第二夹持块，所述安装腔室内装配有能够沿中心通孔轴向滑动的第二活塞，所述第二活塞往复滑动能够迫使第二夹持块沿中心通孔径向往复移动。

15、优选的，所述第二座体包括第二套环以及固定在第二套环两端的第三端板和第四端板，所述第三端板中部具有伸入第二套环内部的第二套筒，所述中心通孔由第二套筒内部空间围成；

16、所述底板上固定安装有套环座，所述第二套环转动装配在套环座内，所述套环座下部对称设置有左铰接座和右铰接座，所述旋转驱动器包括第一液压缸和第二液压缸；

17、其中，所述第一液压缸的活塞杆铰接在所述左铰接座上，缸座铰接在第三端板和第四端板的一端；第二液压缸的活塞杆铰接在所述右铰接座，上，缸座铰接在所述第三端板和第四端板的另一端。

18、优选的，所述平支架包括矩形框以及滑动装配在矩形框内部的滑移板，所述基体通过螺栓可拆卸地安装在滑移板上。

19、优选的，所述驱动装置包括电机和水平传动轴，所述电机的输出轴沿竖直方向布置在水平传动轴上方，输出轴与水平传动轴之间经锥齿轮组动力衔接，水平传动轴平行布置在所述空心轴套上方，两者之间经圆柱齿轮组动力衔接；

20、所述基体内固设有传动箱体，所述水平传动轴、锥齿轮组以及空心轴套通过传动箱体集成装配在基体内，所述电机固定在传动箱体顶部，电机顶端设有悬挂结构，用于连接所述起吊装置。

21、优选的，所述空心轴套内孔壁上设有条状凸条，所述传动段外表面设有与条状凸条相匹配的条形槽。

22、本发明的有益效果是：

23、1、将起吊装置、钻机、螺纹松紧器和液压动力装置均集成在一个车体内，不仅能够方便将相应设备搬移至非开挖施工现场，而且起吊装置能够直接执行钻机及其配件的现场起吊工作，实现旋切盾非开挖设备在车内与检修井之间的转移操作，显著提升了非开挖现场施工的便捷性，具有更高的非开挖施工效率。

24、2、钻杆的传动端采用滑动花键方式连接在空心轴套内，并在基体侧部对应钻杆穿出的位置设置限位部件来对钻杆进行轴向定位，相较于传统设备，简化了钻机的结构紧凑度，装置更容易下放安装至检修井内，可实现不对检查井进行扩宽和改造下实施管道非开挖施工。装备具备结构简单、传动效率高、紧凑型好、以及现场施工效率高等诸多优点。

25、3、基于钻机的结构组成，起吊装置实现以分步吊装的方式在施工现场组装搭建钻机，大大降低了起吊装置的工作负载，进而实现仅需在货箱尾部配置小功率起吊装置即可，使得起吊装置集成装配在车体内更具可行性。除此之外，拼装式结构的钻机，也方便其存放在车体的货箱内。

26、4、组合式钻杆上涉及多处螺纹连接，完全依靠钻机拆卸，可能螺纹拧松位置不在检修井内，无法增设新的拼接段。螺纹松紧器则能够辅助钻机完成组合式钻杆的螺纹连接和卸载，可保证松动的是检修井中指定拼接段。

27、5、基于钻机及钻杆前部钻头的结构组成，旋切盾非开挖设备集成有旋转、切割、盾构等综合性功能，无需扩孔即可执行非开挖维修或新建施工。