申请/专利权人：上海隧道工程有限公司;上海隧道盾构工程有限公司

申请日：2019-05-09

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN110195595B

主分类号：E21D9/10(20060101)

分类号：E21D9/10(20060101);E21D11/08(20060101);E21D11/40(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2019.09.27#实质审查的生效;2019.09.03#公开

摘要：本发明涉及一种顶管机管片的止退装置及其使用方法，包括：固定于始发井底座且设置于顶管机开挖的洞口两侧的反力架，该反力架具有与顶管机开挖的断面相对的安装面；可拆卸地安装于洞口处管片两侧的连接板，且该连接板位于安装面与顶管机开挖的断面之间；以及对应连接板且垂直安装于安装面上的千斤顶，该千斤顶上电连接有控制器传感器，通过传感器感应到千斤顶的顶升节发生位移变化，进而控制器调节千斤顶作用于连接板的推力直至千斤顶的顶升节不再发生位移变化，从而阻止管片后退。本发明有效的解决了深埋大顶管工程中顶管止退困难的问题，并且能够精确调节止退装置的推力，保持推力与土面压力平衡，避免地面沉降加剧，提升施工质量和施工效率。

主权项：1.一种顶管机管片的止退装置，其特征在于，包括：固定于始发井底座且设置于顶管机开挖的洞口两侧的反力架，所述反力架具有与所述顶管机开挖的断面相对的安装面；可拆卸地安装于洞口处管片两侧的连接板，且所述连接板位于所述安装面与所述顶管机开挖的断面之间；对应抵住所述连接板且垂直安装于所述安装面上的千斤顶，所述千斤顶上电连接有控制器，且所述控制器电连接有传感器，通过所述传感器感应到所述千斤顶的顶升节发生位移变化，进而所述控制器调节所述千斤顶作用于所述连接板的推力直至所述千斤顶的顶升节不再发生位移变化，从而阻止所述管片后退；以及安装于所述安装面上且位于所述千斤顶两侧的机械止退锁，所述机械止退锁与所述连接板相对应，所述机械止退锁的长度可调，通过调节所述机械止退锁的长度并抵住所述连接板，当所述千斤顶泄压时，所述机械止退锁可顶住所述连接板并阻止所述管片后退。

全文数据：顶管机管片的止退装置及其使用方法技术领域本发明涉及建筑施工领域，特指一种顶管机管片的止退装置及其使用方法。背景技术顶管机是地下交通体系建设的常用设备，顶管机的施工远离与盾构机相同，但顶管机的动力装置位于工作井内，使得顶管机在管片安装的过程中需要切断电源和管线，失去动力的顶管机头和已安装的管片会在开挖面土压力的作用下向后倒退。在深埋大顶管工程中，顶管机头部受到的推力远大于普通工程中顶管机受到的推力，现有技术大多使用剪力销或支撑杆顶住顶管机的管片以达到止退的目的，但这种方式止退的效果有限，无法满足强度及刚度的稳定性要求，在推力较大的情况下不能有效达到止退的效果，此外若土面压力不稳定发生沉降时，难以调节止退装置的推力使之与土面压力平衡，可能加剧地面沉降的问题。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种顶管机管片的止退装置及其使用方法，解决了深埋大顶管工程中顶管止退困难的问题，有效阻止管片后退现象，并且能够精确调节止退装置的推力，保持推力与土面压力平衡，避免地面沉降加剧，提升施工质量和施工效率。实现上述目的的技术方案是：本发明提供了一种顶管机管片的止退装置，包括：固定于始发井底座且设置于顶管机开挖的洞口两侧的反力架，该反力架具有与顶管机开挖的断面相对的安装面；可拆卸地安装于洞口处管片两侧的连接板，且该连接板位于安装面与顶管机开挖的断面之间；以及对应抵住连接板且垂直安装于安装面上的千斤顶，该千斤顶上电连接有控制器，且该控制器电连接有传感器，通过该传感器感应到千斤顶的顶升节发生位移变化，进而该控制器调节千斤顶作用于连接板的推力直至千斤顶的顶升节不再发生位移变化，从而阻止管片后退。本发明提供了一种顶管机管片的止退装置，通过在管片的两侧垂直设置连接板，进而在顶管机开挖洞口的两侧与连接板相对的位置设置反力架，在反力架上安装可抵住连接板的千斤顶，当千斤顶上的传感器感应到千斤顶的顶升节因相对伸缩而产生位移变化时，与传感器电连接的控制器加大或减小千斤顶作用于连接板上的推力直至该千斤顶顶升节的位移不再变化，从而阻止管片后退，解决了深埋大顶管工程中顶管止退困难的问题，有效阻止管片后退现象，并且能够精确调节止退装置的推力，保持推力与土面压力平衡，避免地面沉降加剧，提升施工质量和施工效率。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，还包括安装于该安装面上且位于千斤顶两侧的机械止退锁，该机械止退锁与连接板相对应，该机械止退锁的长度可调，通过调节该机械止退锁的长度并抵住连接板，当千斤顶泄压时，该机械止退锁可顶住连接板并阻止管片后退。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，该机械止退锁包括设有内螺纹的套管以及螺合于套管的顶升管，通过旋拧该顶升管以改变顶升管自套管中伸出的长度，从而改变机械止退锁的长度。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，还包括固定连接诶与安装面的支座，该支座内部中空形成供安装千斤顶和机械止退锁的容置空间，该支座对应连接板的侧壁上开设有供千斤顶和机械止退锁伸出的孔洞。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，该千斤顶靠近来内接件的端部垂直连接有一前端板，该前端板远离千斤顶的一侧抵住连接板对应的侧部，该前端板对应机械止退锁的位置固定安装有垫圈。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，该管片的侧壁上对应开设有若干通孔，该连接板对应通孔开设有连接孔，通过剪力销穿过连接孔并插设于对应的通孔中，使得该连接板垂直固定于管片的侧部，且该管片两侧对应的剪力销之间拉结连接有对拉杆。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，该反力架包括：竖直设置且一端固定安装于始发井底座上的支撑柱，该支撑柱与顶管机开挖的端面相对的侧面为安装面；以及设置于支撑柱远离千斤顶一侧的斜撑，该斜撑倾斜地支撑于始发井的底座与支撑柱之间，且该斜撑平行设置有若干条。本发明顶管机管片的止退装置的进一步改进在于，该管片外侧还套设有机架，该机架呈倒U形，该机架上设有钢丝绳，通过固定该钢丝绳于管片周围已施工的区域，以加固该管片，阻止该管片后退。本发明提供了一种顶管机管片的止退装置的使用方法，包括如下步骤：S11.提供反力架，在顶管机开挖洞口的两侧设置反力架，且该反力架固定安装于始发井的底座上，并与顶管机开挖的断面相对；S12.提供千斤顶，在管片的侧部且位于反力架与开挖断面之间垂直安装连接板，并于反力架与连接板相对的侧部安装千斤顶，且千斤顶对应抵住连接板；S13.该千斤顶上的传感器感应到千斤顶顶升节的位移发生变化，进而控制器调节千斤顶作用于连接板上的推力直至千斤顶顶升节的位移不再变化，从而阻止管片后退。本发明顶管机管片的止退装置的安装方法的进一步改进在于，该千斤顶的两侧固定安装有机械止退锁，该机械止退锁与连接板相对应，且该机械止退锁的长度可调；通过手动调节推进件的长度，使得该机械止退锁远离反力架的端部抵住连接板，当千斤顶泄压时，该机械止退锁能够抵住连接板，从而阻止管片后退。附图说明图1为本发明顶管机管片的止退装置的使用状态示意图。图2为本发明顶管机管片的止退装置的正视图。图3为本发明顶管机管片的止退装置的千斤顶部分的分解示意图。图4为本发明顶管机管片的止退装置的使用方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。参阅图1，本发明提供了一种顶管机管片的止退装置及其使用方法，通过在管片的两侧垂直设置连接板，进而在顶管机开挖洞口的两侧与连接板相对的位置设置反力架，在反力架上安装可抵住连接板的千斤顶，当千斤顶上的传感器感应到千斤顶的顶升节因相对伸缩而产生位移变化时，与传感器电连接的控制器加大或减小千斤顶作用于连接板上的推力直至该千斤顶顶升节的位移不再变化，从而阻止管片后退，解决了深埋大顶管工程中顶管止退困难的问题，有效阻止管片后退现象，并且能够精确调节止退装置的推力，保持推力与土面压力平衡，避免地面沉降加剧，提升施工质量和施工效率。下面结合附图对本发明顶管机管片的止退装置进行说明。参阅图1，图1为本发明顶管机管片的止退装置的使用状态示意图。下面结合图1，对本发明顶管机管片的止退装置进行说明。如图1所示，本发明的顶管机管片的止退装置，包括：固定于始发井底座且设置于顶管机开挖的洞口两侧的反力架11，该反力架11具有与顶管机21开挖的断面相对的安装面；可拆卸地安装于洞口处管片21两侧的连接板12，该连接板12位于安装面与顶管机21开挖的断面之间；以及对应抵住连接板12且垂直安装于安装面上的千斤顶13，该千斤顶13上电连接有控制器，且该控制器电连接有传感器，通过该传感器感应到千斤顶13的顶升节发生位移变化，进而该控制器调节千斤顶13作用于连接板12的推力直至千斤顶13的顶升节不再发生位移变化，从而阻止管片21后退。较佳地，该传感器为超声波位移传感器，当传感器检测到千斤顶13顶升节的位移发生变化，即千斤顶13的伸缩量发生变化，则传感器触发控制器根据千斤顶13伸长或缩短的量加大或减小千斤顶13作用于连接板12上的推力直至千斤顶13的顶升节不再相对伸缩，即千斤顶13的顶升节不再发生位移变化，从而阻止管片21后退。进一步的，结合图1所示，该反力架11包括：竖直设置且一端固定安装于始发井底座上的支撑柱111，该支撑柱111与顶管机21开挖的断面相对的侧面为安装面；以及设置于支撑柱111远离千斤顶13一侧的斜撑112，该斜撑112倾斜地支撑于始发井的底座与支撑柱111之间，且该斜撑112平行设置有若干条。较佳地，该斜撑112平行设置有两条。作为本发明的一较佳实施方式，结合图3所示，还包括安装于安装面上且位于千斤顶13两侧的机械止退锁132，该机械止退锁132与连接板12相对应，该机械止退锁132的长度可调，通过调节机械止退锁132的长度并抵住连接板12，当千斤顶13泄压时，该机械止退锁132可顶住连接板12并阻止管片21后退。进一步的，该机械止退锁132包括设有内螺纹的套管1321以及螺合于套管1321的顶升管1322，通过旋拧顶升管1322以改变顶升管1322自套管1321中伸出的长度，从而改变机械止退锁132的长度。结合图3所示，还包括固定连接于安装面的支座1111，该支座1111内部中空形成供安装千斤顶13和机械止退锁132的容置空间，该支座1111对应连接板12的侧壁上开设有供千斤顶13和机械止退锁132伸出的孔洞。进一步的，该千斤顶13靠近连接板12的端部垂直连接有一前端板131，该前端板131远离千斤顶13的一侧抵住连接板对应的侧部，该前端板131对应机械止退锁132的位置固定安装有垫圈1311，使得机械止退锁132的推力能够均匀作用于前端板131上。较佳地，该机械止退锁132靠近前端板131的端部固定安装有螺母，以扩大机械止退锁132与垫圈1311的接触面。作为本发明的又一较佳实施方式，结合图1和图2所示，该管片21的侧壁上对应开设有若干通孔，该连接板12对应通孔开设有连接孔，通过剪力销122穿过连接孔并插设于对应的通孔中，使得连接板12垂直固定于管片21的侧部，且管片21两侧对应的剪力销122之间拉结连接有对拉杆121。较佳地，管片21的两侧壁均开设有水平的两个通孔，该连接板12对应该两个通孔开设有连接孔，连接板通过两个剪力销122固定于管片21的侧壁上，即连接板12的侧部与千斤顶13相对，两个剪力销122可以使得连接板12与管片21连接的更为牢固。又佳地，该连接板12在管片21的侧部相互平行设置有三个。结合图1所示，该管片21外侧还套设有机架14，该机架14呈倒U形，该机架14上设有钢丝绳141，通过固定钢丝绳141于管片21周围已施工的区域，以加固该管片21，阻止管片21后退。结合图1、图2和图3所示，本发明的具体实施方法如下：将连接板12的连接孔与管片21上的通孔对应，并通过剪力销122对应穿过连接孔和通孔使得连接板12固定于管片21的侧壁上，在管片21两侧内壁上对应设置的剪力销122之间拉结连接对拉杆121，以加固连接板12和剪力销122；安装支撑柱111使得连接板12位于顶管机21开挖的断面与支撑柱111之间，且支撑柱111与连接板12相对，在支撑柱111远离连接板12的一侧支设斜撑112，并在支撑柱111上安装支座1111；调节千斤顶13的长度，使得千斤顶13对应的端部能够抵住连接板12，旋拧顶升管1322，以改变机械止退锁132的长度直至顶升管1322远离套管1321的端部抵住前端板131上对应的垫片1311；将机架14上的钢丝绳141与管片21周围已施工的部分连接，当管片21后退时，固定的钢丝绳141能够拉住机架14，从而阻止管片21后退；当传感器检测到千斤顶13顶升节的位移发生变化，即千斤顶13的伸缩量发生变化，则传感器触发控制器根据千斤顶13伸长或缩短的量加大或减小千斤顶13作用于连接板12上的推力直至千斤顶13的顶升节不再相对伸缩，即千斤顶13的顶升节不再发生位移变化，从而阻止管片21后退，且根据千斤顶的推力可初步判断周围减摩泥浆的质量；当千斤顶13泄压时，机械止退锁13抵住连接板12，阻止管片21后退，保证施工安全。结合图4所示，本发明还提供了一种顶管机管片的止退装置的使用方法，该方法包括如下步骤：执行步骤S11.提供反力架11，在顶管机开挖的洞口两侧设置反力架11，且该反力架11固定安装于始发井的底座上，并与顶管机21开挖的断面相对；接着执行步骤S12执行步骤S12.提供千斤顶13，在管片21的侧部且位于反力架11与开挖断面之间垂直安装连接板12，并于反力架11与连接板12相对的侧部安装千斤顶13，且千斤顶13对应抵住连接板12；接着执行步骤S13执行步骤S13.该千斤顶13上的传感器感应千斤顶13顶升节的唯一发生变化，进而控制器调节千斤顶13作用于连接板上12的推力直至千斤顶13顶升节的位移不再发生变化，从而阻止管片21后退。进一步的，该千斤顶13的两侧固定安装有机械止退锁132，该机械止退锁132与连接板12相对应，且该机械止退锁132的长度可调；通过手动调节机械止退锁132的长度，使得机械止退锁132远离反力架11的端部抵住连接板12，当千斤顶13泄压时，该机械止退锁132能够抵住连接板12，从而阻止管片21后退。结合图1和图3所示，本发明提供的使用方法实际实施的具体操作方式如下：将反力架11安装于顶管机开挖的洞口两侧，并且反力架11的支撑柱111与始发井的底座固定连接，支撑柱111远离开挖断面的侧部支设有若干斜撑112；在管片21侧部位于反力架11和开挖断面之间的位置垂直安装连接板12，使得反力架11与连接板12相对设置；在反力架11与连接板12相对的侧部安装千斤顶13，使得千斤顶13能够抵住连接板12；在千斤顶13的两侧安装机械止退锁132，调节该机械止退锁132的长度使得机械止退锁132远离反力架11的端部抵住连接板12，当千斤顶13泄压时，机械止退锁132能够抵住连接板12，从而阻止管片21后退，保证施工安全；当土面压力发生变化时，管片21收到土面的后退力发生变化，即管片21的后退力增大或减小，若管片21的后退力增加，则千斤顶13的顶升节的向后收缩，即伸缩量变小，控制器增加千斤顶13的推力直至千斤顶13的顶升节不再向后收缩，即伸缩量不再发生变化，以保持推力和后退力的平衡；若管片21的后退力减小，则千斤顶13的顶升节向前伸展，即伸缩量变大，控制器减小千斤顶13的推力直至千斤顶13的顶升节不再向前伸展，即伸缩量不再发生变化，以保持推力和后退力的平衡。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种顶管机管片的止退装置，其特征在于，包括：固定于始发井底座且设置于顶管机开挖的洞口两侧的反力架，所述反力架具有与所述顶管机开挖的断面相对的安装面；可拆卸地安装于洞口处管片两侧的连接板，且所述连接板位于所述安装面与所述顶管机开挖的断面之间；以及对应抵住所述连接板且垂直安装于所述安装面上的千斤顶，所述千斤顶上电连接有控制器，且所述控制器电连接有传感器，通过所述传感器感应到所述千斤顶的顶升节发生位移变化，进而所述控制器调节所述千斤顶作用于所述连接板的推力直至所述千斤顶的顶升节不再发生位移变化，从而阻止所述管片后退。2.如权利要求1所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，还包括安装于所述安装面上且位于所述千斤顶两侧的机械止退锁，所述机械止退锁与所述连接板相对应，所述机械止退锁的长度可调，通过调节所述机械止退锁的长度并抵住所述连接板，当所述千斤顶泄压时，所述机械止退锁可顶住所述连接板并阻止所述管片后退。3.如权利要求2所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，所述机械止退锁包括设有内螺纹的套管以及螺合于所述套管的顶升管，通过旋拧所述顶升管以改变所述顶升管自所述套管中伸出的长度，从而改变所述机械止退锁的长度。4.如权利要求2所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，还包括固定连接于所述安装面的支座，所述支座内部中空形成供安装所述千斤顶和所述机械止退锁的容置空间，所述支座对应所述连接板的侧壁上开设有供所述千斤顶和所述机械止退锁伸出的孔洞。5.如权利要求2所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，所述千斤顶靠近所述连接板的端部垂直连接有一前端板，所述前端板远离所述千斤顶的一侧抵住连接板对应的侧部，所述前端板对应所述机械止退锁的位置固定安装有垫圈。6.如权利要求1所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，所述管片的侧壁上对应开设有若干通孔，所述连接板对应所述通孔开设有连接孔，通过剪力销穿过所述连接孔并插设于对应的所述通孔中，使得所述连接板垂直固定于所述管片的侧部，且所述管片两侧对应的剪力销之间拉结连接有对拉杆。7.如权利要求1所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，所述反力架包括：竖直设置且一端固定安装于所述始发井底座上的支撑柱，所述支撑柱与所述顶管机开挖的断面相对的侧面为所述安装面；以及设置于所述支撑柱远离所述千斤顶一侧的斜撑，所述斜撑倾斜地支撑于所述始发井的底座与所述支撑柱之间，且所述斜撑平行设置有若干条。8.如权利要求1所述的顶管机管片的止退装置，其特征在于，所述管片外侧还套设有机架，所述机架呈倒U形，所述机架上设有钢丝绳，通过固定所述钢丝绳于所述管片周围已施工的区域，以加固所述管片，阻止所述管片后退。9.一种如权利要求1所述的顶管机管片的止退装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：S11.提供反力架，在所述顶管机开挖的洞口两侧设置所述反力架，且所述反力架固定安装于所述始发井的底座上，并与所述顶管机开挖的断面相对；S12.提供千斤顶，在所述管片的侧部且位于反力架与开挖断面之间垂直安装连接板，并于所述反力架与所述连接板相对的侧部安装所述千斤顶，且所述千斤顶对应抵住所述连接板；S13.所述千斤顶上的传感器感应到所述千斤顶顶升节的位移发生变化，进而所述控制器调节所述千斤顶作用于所述连接板上的推力直至所述千斤顶顶升节的位移不再变化，从而阻止所述管片后退。10.如权利要求9所述的顶管机管片的止退装置的安装方法，其特征在于，所述千斤顶的两侧固定安装有机械止退锁，所述机械止退锁与所述连接板相对应，且所述机械止退锁的长度可调；通过手动调节所述推进件的长度，使得所述机械止退锁远离所述反力架的端部抵住所述连接板，当所述千斤顶泄压时，所述机械止退锁能够抵住所述连接板，从而阻止所述管片后退。

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