一種圓形斷面同步旋噴注漿裝置制造方法
【專利摘要】一種圓形斷面同步旋噴注漿裝置，包括兩端連接工具管的鋼管節(jié)、用于傳輸泥漿的注漿管、由若干馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)環(huán)和向該鋼管節(jié)與土體之間注入泥漿的若干噴頭；其中，鋼管節(jié)的管壁上設(shè)有沿圓周的環(huán)形凹槽和連通注漿管的傳輸孔；轉(zhuǎn)環(huán)通過位于兩側(cè)面的滑動支撐塊嵌裝在鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽內(nèi)并能夠旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上開有一與鋼管節(jié)的傳輸孔連通的圓周儲漿槽以及與該圓周儲漿槽連通且沿徑向穿透轉(zhuǎn)環(huán)的若干輸漿孔；噴頭固定連接于轉(zhuǎn)環(huán)的外壁上且隨之一起旋轉(zhuǎn)，該噴頭設(shè)有與輸漿孔對應(yīng)連通的注漿孔。本發(fā)明能夠及時向頂管機(jī)周圍注漿，快速形成均勻的泥漿套，降低了隧道管片與土體的摩擦力，達(dá)到了防止土體變形、控制地面沉降和減少隧道后期變形的目的。
【專利說明】—種圓形斷面同步旋噴注漿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道施工設(shè)備，具體涉及一種適用于圓形斷面的同步旋噴注漿裝置，屬于建筑機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道頂管法的施工過程是，在工作坑內(nèi)借助于主頂油缸及管道間、中繼間的推力，把工具管和掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)推入土層，前一節(jié)管子頂入之后，后一節(jié)管子再繼續(xù)頂進(jìn)，直到隧道貫通，頂管機(jī)到達(dá)接收坑為止。頂管施工關(guān)鍵的問題是一次性頂進(jìn)的長度，若實現(xiàn)一次頂入一段理想的長度，關(guān)鍵在于頂力。影響頂力最主要的因素是管道與土壤的摩擦力，目前有效的減阻措施一般是通過向管道與土壤間注入泥漿，一是在管道外圍形成泥漿套來潤滑減阻，二是泥漿起到填補(bǔ)和支撐作用。
[0003]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利《超長距離大口徑鋼頂管泥漿減阻系統(tǒng)設(shè)計》(申請?zhí)?01110386988.6)，該發(fā)明在頂管掘進(jìn)機(jī)的前五節(jié)鋼管節(jié)的每節(jié)鋼管節(jié)的注漿斷面上設(shè)置四只泥漿孔，且四只泥漿孔在全斷面的上、下、左、右對稱布置；從第六節(jié)至最后一節(jié)的每節(jié)鋼管節(jié)的注漿上半斷面上設(shè)置四只泥漿孔，該四只泥漿孔位于注漿斷面的上半?yún)^(qū)并左、右對稱布置。
[0004]該專利的技術(shù)方案在鋼管節(jié)外周設(shè)置了多個固定的注漿孔，由于設(shè)置的注漿孔位置固定，從而導(dǎo)致靠近注漿孔處的注漿量大，遠(yuǎn)離注漿孔處的注漿量小，因此不利于注漿控制和泥漿套的形成，并且達(dá)到預(yù)期注漿效果的速度較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圓形斷面同步旋噴注漿裝置，以降低管節(jié)與土體的阻力，提高注漿效率，快速形成泥漿套，減少頂管機(jī)掘進(jìn)過程中引起的土層擾動，防止管片偏移和隧道后期變形。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種圓形斷面同步旋噴注漿裝置，安裝在頂管機(jī)尾部的工具管之間，其特征在于:所述注漿裝置包括兩端連接所述工具管的鋼管節(jié)、用于傳輸泥漿的注漿管、由若干馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)環(huán)和向該鋼管節(jié)與土體之間注入泥漿的若干噴頭；
[0008]所述鋼管節(jié)的管壁上設(shè)有沿圓周的環(huán)形凹槽和連通所述注漿管的傳輸孔；
[0009]所述轉(zhuǎn)環(huán)通過位于兩側(cè)面的滑動支撐塊嵌裝在所述鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽內(nèi)并能夠旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上開有一與所述鋼管節(jié)的傳輸孔連通的圓周儲漿槽以及與該圓周儲漿槽連通且沿徑向穿透所述轉(zhuǎn)環(huán)的若干輸漿孔；
[0010]所述噴頭固定連接于所述轉(zhuǎn)環(huán)的外壁上且隨之一起旋轉(zhuǎn)，該噴頭設(shè)有與所述轉(zhuǎn)環(huán)的輸漿孔對應(yīng)連通的注漿孔。
[0011]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)面各設(shè)有一環(huán)形的支撐槽，所述鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽相對該轉(zhuǎn)環(huán)的側(cè)面上設(shè)置有位置與該支撐槽相應(yīng)的環(huán)形的滑塊槽，所述滑動支撐塊部分嵌入所述支撐槽，部分嵌入所述滑塊槽以定位所述轉(zhuǎn)環(huán)。
[0012]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的馬達(dá)固定于所述鋼管節(jié)的內(nèi)壁上，所述轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)齒圈，該馬達(dá)的軸上連接有齒輪與該內(nèi)齒輪進(jìn)行嚙合。
[0013]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的轉(zhuǎn)環(huán)與鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽之間設(shè)有大密封圈，所述轉(zhuǎn)環(huán)的圓周儲漿槽的兩側(cè)設(shè)有小密封圈。
[0014]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的若干噴頭和輸漿孔沿轉(zhuǎn)環(huán)的圓周均勻分布。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]所述裝置注漿時，注漿管將漿液輸送至轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)環(huán)上的圓周儲漿槽，再通過各輸漿孔傳送至隨轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動的噴頭噴出，從而在土體和管節(jié)間形成泥漿套。由于圓周儲漿槽連通所有輸漿孔和噴頭，因此噴頭噴口處的泥漿壓力與注漿管處的泥漿壓力保持一致，又因為噴頭是旋轉(zhuǎn)注漿，所以當(dāng)管節(jié)外某個區(qū)域土體壓力已達(dá)到要求，則噴頭經(jīng)過該區(qū)域時便會停止注漿；當(dāng)噴頭旋轉(zhuǎn)經(jīng)過土體壓力未達(dá)標(biāo)的區(qū)域時，則噴頭會繼續(xù)注漿，從而能使頂管機(jī)周圍的注漿量和土體壓力達(dá)到均勻一致。本發(fā)明能夠及時的向頂管機(jī)周圍注漿，快速形成均勻的泥漿套填充盾尾間隙，有效地降低了隧道管片與土體的摩擦力，達(dá)到防止土體變形、控制地面沉降和減少隧道后期變形的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為鋼管節(jié)的示意圖。
[0020]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0021 ]圖5為圖3的B-B剖視圖。
[0022]圖6為轉(zhuǎn)環(huán)的剖視圖。
[0023]圖7為圖6的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不應(yīng)因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]本發(fā)明所述圓形斷面同步旋噴注漿裝置安裝在頂管機(jī)尾部的工具管之間，跟隨頂管機(jī)一起前進(jìn)，能夠及時向頂管機(jī)周圍注漿，快速均勻地形成泥漿套，有效降低隧道管片與土體的摩擦力，填充盾尾間隙。
[0026]請參閱圖1和圖2，圖示圓形斷面同步旋噴注漿裝置包括鋼管節(jié)3、注漿管8、轉(zhuǎn)環(huán)
2、馬達(dá)7和若干噴頭I。
[0027]請結(jié)合參閱圖2、圖3、圖4和圖5，所述鋼管節(jié)3的兩端設(shè)有接頭，以與其他工具管連接。該鋼管節(jié)3中部的管壁上設(shè)有沿圓周的環(huán)形凹槽31，用于放置所述轉(zhuǎn)環(huán)2;在所述鋼管節(jié)3內(nèi)部的兩側(cè)對稱焊接有容納所述馬達(dá)7和注漿管8的空間34，該空間34的管壁上設(shè)有傳輸孔32,該傳輸孔32連通用于傳輸泥衆(zhòng)的注衆(zhòng)管8。
[0028]請結(jié)合參閱圖2、圖6和圖7，所述轉(zhuǎn)環(huán)2嵌裝在所述鋼管節(jié)3的環(huán)形凹槽31內(nèi)并能夠旋轉(zhuǎn)；為了使轉(zhuǎn)環(huán)2轉(zhuǎn)動順利，在所述鋼管節(jié)3與該轉(zhuǎn)環(huán)2之間設(shè)置有滑動支撐塊6，所述轉(zhuǎn)環(huán)2的兩側(cè)面各設(shè)有一環(huán)形的支撐槽24，見圖6，所述鋼管節(jié)3的環(huán)形凹槽31相對該轉(zhuǎn)環(huán)2的側(cè)面上設(shè)置有環(huán)形的滑塊槽33，該滑塊槽33的位置與該支撐槽24相應(yīng)，見圖4，所述滑動支撐塊6部分嵌入所述支撐槽24，部分嵌入所述滑塊槽33以定位所述轉(zhuǎn)環(huán)2，所述轉(zhuǎn)環(huán)2的兩側(cè)面與環(huán)形凹槽31的側(cè)面貼合，形成緊密接觸的結(jié)合面，從而使所述轉(zhuǎn)環(huán)2通過位于兩側(cè)面的滑動支撐塊6旋轉(zhuǎn)地嵌裝在所述鋼管節(jié)3的環(huán)形凹槽31內(nèi)。
[0029]請參閱圖2和圖6，所述轉(zhuǎn)環(huán)2右部的內(nèi)壁上開有一圓周儲漿槽21以及沿徑向穿透所述轉(zhuǎn)環(huán)2的若干輸漿孔22，該圓周儲漿槽21與所述鋼管節(jié)3的傳輸孔32連通，見圖2，所有的輸漿孔22與該圓周儲漿槽21連通并且沿轉(zhuǎn)環(huán)2的圓周均勻分布。所述轉(zhuǎn)環(huán)2左部的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)齒圈23，見圖7。
[0030]為了保證密封，在所述的轉(zhuǎn)環(huán)2與鋼管節(jié)3的環(huán)形凹槽31之間設(shè)有大密封圈4，見圖2，所述轉(zhuǎn)環(huán)2的圓周儲漿槽21的兩側(cè)設(shè)有小密封圈5。
[0031]請參閱圖2，所述的馬達(dá)7容納于所述空間34內(nèi)且固定于所述鋼管節(jié)3的內(nèi)壁上，該馬達(dá)7的軸上連接有齒輪71，該齒輪71與所述轉(zhuǎn)環(huán)2的內(nèi)齒輪23進(jìn)行嚙合，從而所述馬達(dá)(7)通過所述齒輪71驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。本實施例中，所述馬達(dá)7的數(shù)量為2個。
[0032]所述的若干噴頭I用以向所述鋼管節(jié)3與土體之間注入泥漿，其固定連接于所述轉(zhuǎn)環(huán)2的外壁上，并且沿該轉(zhuǎn)環(huán)2的圓周均勻分布，所述噴頭I能夠隨轉(zhuǎn)環(huán)2 —起旋轉(zhuǎn)；每一噴頭I設(shè)有與所述轉(zhuǎn)環(huán)2的輸漿孔22連通的注漿孔11，并且所述注漿孔11與輸漿孔22--對應(yīng)。
[0033]本發(fā)明所述裝置運(yùn)行時，注漿管8經(jīng)過鋼管節(jié)3上的傳輸孔32將漿液輸送至圓周儲漿槽21，再通過轉(zhuǎn)環(huán)2上的輸漿孔22注入多個噴頭I同時噴出，與此同時，馬達(dá)7驅(qū)動轉(zhuǎn)環(huán)2帶動噴頭I旋轉(zhuǎn)噴漿，在土體和鋼管節(jié)3間形成泥漿套。
[0034]本發(fā)明要求的保護(hù)范圍不僅限于上述實施例，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的原理 和精神的情況下，所作出的任何修改、等同替換、顯而易見的變型和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種圓形斷面同步旋噴注漿裝置，安裝在頂管機(jī)尾部的工具管之間，其特征在于:所述注漿裝置包括兩端連接所述工具管的鋼管節(jié)、用于傳輸泥漿的注漿管、由若干馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)環(huán)和向該鋼管節(jié)與土體之間注入泥漿的若干噴頭； 所述鋼管節(jié)的管壁上設(shè)有沿圓周的環(huán)形凹槽和連通所述注漿管的傳輸孔； 所述轉(zhuǎn)環(huán)通過位于兩側(cè)面的滑動支撐塊嵌裝在所述鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽內(nèi)并能夠旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上開有一與所述鋼管節(jié)的傳輸孔連通的圓周儲漿槽以及與該圓周儲漿槽連通且沿徑向穿透所述轉(zhuǎn)環(huán)的若干輸漿孔； 所述噴頭固定連接于所述轉(zhuǎn)環(huán)的外壁上且隨之一起旋轉(zhuǎn)，該噴頭設(shè)有與所述轉(zhuǎn)環(huán)的輸漿孔對應(yīng)連通的注漿孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形斷面同步旋噴注漿裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)面各設(shè)有一環(huán)形的支撐槽，所述鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽相對該轉(zhuǎn)環(huán)的側(cè)面上設(shè)置有位置與該支撐槽相應(yīng)的環(huán)形的滑塊槽，所述滑動支撐塊部分嵌入所述支撐槽，部分嵌入所述滑塊槽以定位所述轉(zhuǎn)環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓形斷面同步旋噴注漿裝置，其特征在于:所述的馬達(dá)固定于所述鋼管節(jié)的內(nèi)壁上，所述轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)齒圈，該馬達(dá)的軸上連接有齒輪與該內(nèi)齒輪進(jìn)行嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓形斷面同步旋噴注漿裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)環(huán)與鋼管節(jié)的環(huán)形凹槽之間設(shè)有大密封圈，所述轉(zhuǎn)環(huán)的圓周儲漿槽的兩側(cè)設(shè)有小密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓形斷面同步旋噴注漿裝置，其特征在于:所述的若干噴頭和輸漿孔沿轉(zhuǎn)環(huán)的圓周均勻分布。
【文檔編號】E21D11/10GK103835730SQ201410085732
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】莊欠偉, 陳實, 徐天明, 楊正, 彭世寶, 何曉, 朱敏明, 陸曉華 申請人:上海盾構(gòu)設(shè)計試驗研究中心有限公司, 上海城建（集團(tuán)）公司, 上海隧道工程股份有限公司