一种大直径分体组合式顶管机及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程施工机械技术领域，尤其涉及一种大直径分体组合式顶管机及其施工方法。

背景技术

由于顶管施工技术具有土体扰动小、地面沉降可控、机械化程度高、施工安全和工期可控的优点特点，因此，在采用管廊隧道穿越公路、铁路、河道或地下既有结构物的节点工程中的应用越来越多。

然而，随着工程建设规模的扩大，对大直径甚至超大直径的顶管机的需求也在逐渐增加。

现有技术的顶管机采用一个中心大刀盘进行独立切削，中心刀盘的直径越大，刀具的切削阻力也越大，所需的切削扭矩和动力配套也需要相应增大，导致顶管机的切削效率降低，进而导致现有技术的顶管机能适合的工程少，设备闲置。另外，若中心大刀盘的构件直径过大，会导致运输吊装施工极为不便，进而导致设备的重复利用率较低。因此，亟需对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种大直径分体组合式顶管机，以解决或部分解决现有技术的中心大刀盘切削扭矩过大、动力不足、贯入度较低、切削效率过低、运输及吊装难度大和重复利用率低的问题。

本发明的另一目的在于提出使用上述大直径分体组合式顶管机的施工方法，减小因中心大刀盘动力不足而导致工程顶进失败的施工风险，同时减小一次性大断面开挖引起地面沉降的风险，提高整体施工的效率和质量，提高施工的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种大直径分体组合式顶管机，包括壳体，还包括安装于所述壳体的分体组合式切削系统和分体组合式驱动系统；

所述分体组合式切削系统包括中心切削系统和周边切削系统；

所述分体组合式驱动系统包括中心驱动系统和若干周边驱动系统；

所述中心切削系统包括中心大刀盘，所述中心大刀盘外露于所述壳体的前面，所述中心大刀盘与所述中心驱动系统传动连接，所述中心大刀盘的前端设有若干大刀具，所述中心驱动系统驱动所述中心大刀盘自转；

所述周边切削系统包括若干小刀盘，所述小刀盘外露于所述壳体的前面，且若干所述小刀盘环绕于所述中心大刀盘的圆周外，所述小刀盘与对应的所述周边切削系统传动连接，所述小刀盘的前端和外侧面均设有若干小刀具，所述周边切削系统驱动对应的所述小刀盘自转。

进一步的，还包括回转系统；

所述回转系统包括回转胸板、回转内壳、回转外壳、若干回转滚轴和若干回转驱动；

所述壳体包括前壳体，所述前壳体包括前内壳体、前外壳体和前胸板，所述前内壳体靠近并环绕于所述中心大刀盘的后方，所述前外壳体环绕于所述前内壳体的外侧，圆形的所述前胸板的边缘与所述前内壳体的前端边缘相连接，所述中心大刀盘安装于所述前胸板的中心；所述回转系统安装于所述前内壳体和所述前外壳体之间；

环形的所述回转胸板的外侧边缘与所述回转外壳的前端边缘连接，所述回转胸板的内侧边缘与所述回转内壳的前端边缘连接，若干所述小刀盘间隔排列并安装于所述回转胸板的前板面，若干所述小刀盘以所述中心大刀盘的轴心为中心对称排布；

所述回转外壳与所述前外壳体之间、所述回转内壳与所述前内壳体之间均安装有若干所述回转滚轴；

若干所述回转驱动间隔排列并固定安装于所述前内壳体的外侧面，所述回转驱动位于所述回转内壳的后方，所述回转驱动通过齿轮与所述回转内壳的后端的内侧面传动配合；

若干所述回转驱动同步启停，若干所述回转驱动通过若干一一对应的齿轮带动所述回转内壳旋转，并带动所述回转外壳沿所述回转滚轴同步旋转，从而带动若干所述小刀盘以所述中心大刀盘的轴心为中心公转。

进一步的，所述中心切削系统还包括若干中心搅拌棒和若干中心转轴；

所述中心转轴的前端连接于所述中心大刀盘的轴心处，所述中心转轴的后端与所述中心驱动系统的前端传动连接，若干所述中心转轴的前端间隔排布并连接于所述中心大刀盘的后端面，若干所述中心转轴围绕于所述中心转轴的四周；

所述中心驱动系统通过所述中心转轴驱动所述中心大刀盘自转，并带动若干所述中心搅拌棒绕所述中心转轴同步旋转。

进一步的，所述周边切削系统还包括若干周边搅拌棒和若干周边转轴；

所述周边转轴的前端连接于对应的所述小刀盘的轴心处，所述周边转轴的后端与对应的所述周边驱动系统的前端传动连接，所述周边搅拌棒的后端连接于所述小刀盘的后端面，若干所述周边搅拌棒间隔排列于所述周边转轴与所述小刀盘的外侧面之间，且若干所述周边搅拌棒包围于所述周边转轴的四周。

进一步的，所述周边驱动系统包括若干组的周边驱动电机、周边减速机和周边齿轮箱，每组的所述周边驱动电机、所述周边减速机和所述周边齿轮箱依次传动连接；

所述回转系统还包括环形的加筋板，所述加筋板的外侧边缘与所述回转外壳的内侧面连接，所述加筋板的内侧边缘与所述回转内壳的外侧面连接，若干所述周边驱动电机间隔安装于所述加筋板；

所述周边转轴的外侧面与对应的所述周边齿轮箱传动配合。

进一步的，所述壳体还包括前壳体、中壳体和后壳体；

所述前壳体还包括环板，所述前内壳体的后端和所述前外壳体的后端分别连接于所述环板的前板面；

所述中壳体的前端连接并固定于所述环板的后板面，所述中壳体的后端设有钢承口；

所述后壳体的前端设钢插口，所述钢插口的前后方分别安装有密封装置，所述后壳体的后端设有连接管节的连接口；

所述回转系统还设有回转密封，所述回转密封包括滚轴密封和端头密封。

进一步的，还包括纠偏系统、排渣系统、注浆减阻系统、土体改良系统、脱管油缸、以及液压与电气控制系统；

所述前胸板设有进料口和若干压浆孔，所述前胸板的前方还设土压舱，所述土压舱位于所述中心大刀盘与所述前胸板之间和所述小刀盘与所述回转胸板之间，所述中心搅拌棒和所述周边搅拌棒均位于所述土压舱内；

所述中壳体和所述后壳体分别设有注浆孔，所述注浆减阻系统与所述注浆孔连通；

所述排渣系统的输入端与所述进料口相连通以排出所述土压舱中的岩土体；

所述土体改良系统连接于所述土压舱，所述压浆孔的后端与所述土体改良系统相连通，所述压浆孔的前端与所述中心大刀盘相连通；

按照施工方式分类，所述大直径分体组合式顶管机分为土压平衡式顶管机和泥水平衡式顶管机；

所述土体改良系统仅在土压平衡式顶管机内设置。

进一步的，本发明还提出了一种使用以上任一所述的大直径分体组合式顶管机的施工方法，包括土压平衡式施工方法和泥水平衡式施工方法；

其中的，所述土压平衡式施工方法包括以下步骤：

S1)始发掘进：在始发井内，将所述大直径分体组合式顶管机安装就位，使中心大刀盘和小刀盘的前端对准预留洞门，然后在所述大直径分体组合式顶管机的后方依次设置顶铁、主顶千斤顶和其它的辅助设施；

S2)正常掘进：驱动中心大刀盘和所有小刀盘进行自转，对位于推进方向的正面土体进行切削，形成第1个中心开挖面和若干个小开挖面，然后保持中心大刀盘自转，同时启动所有的回转驱动并驱动对应的小刀盘按设计角度绕中心大刀盘正向公转，再切换所有的回转驱动的旋转方向并驱动对应的小刀盘按设计角度绕中心大刀盘逆向公转，公转过程中，通过若干小刀具对上述若干小开挖面的侧向土体进行滚动切削并与所述第1个中心开挖面形成第1个大开挖面，停止所有小刀盘运转和中心大刀盘运转，在掘进过程中同步进行土体改良、注浆减阻、保压出土和测量纠偏的操作，即完成一个设计行程的掘进；

S3)通过主顶千斤顶推动所述大直径分体组合式顶管机向前掘进，重复步骤S2)，在第1个大开挖面的基础上向前掘进下一个设计行程，依次形成第2个、第3个、......第N个大开挖面，直至形成的第N个大开挖面为接收洞门所在平面时停止，在掘进过程中同步进行土体改良、注浆减阻、保压出土和测量纠偏的操作；

S4)接收：将所述大直径分体组合式顶管机推进至接收井，再进行其它的工序以完成整体的施工。

具体的，所述泥水平衡式的施工方法包括以上步骤S1)至S4)，且不含步骤S1)至S4)中的土体改良的操作，步骤S1)至S4)中的保压出土的操作相应替换为泥浆循环排渣的操作，所述土压舱对应设置为泥水舱。

本发明的上述技术方案的有益效果为：

1、本发明的所述大直径分体组合式顶管机，创新性地提出以一种大小刀盘组合的刀盘布置形式，相对于现有技术只采用一个大刀盘进行独立切削的结构形式，优势在于通过中心大刀盘和小刀盘进行分区切削，使整体的切削阻力分散化，从而减小了中心大刀盘切削阻力，提高了刀盘整体的贯入度，不仅可有效提高所述大直径分体组合式顶管机的整体切削效率，还可通过对现有设备的壳体和刀盘结构的改造提高设备的重复利用率，减少单个施工项目的设备投入成本，并且具有运输、吊装、拆卸和安装的方便性，经济效益明显。

2、本发明所述大直径分体组合式顶管机，在现有的正面刀盘的基础上，提出了一种箱体式的小刀盘，小刀盘的前端和外侧面均设有若干小刀具，既可正面切削，还可侧面滚动切削，优化了现有的刀盘切削模式，有利于所述大直径分体组合式顶管机的整体切削效率的进一步提升。

3、本发明所述大直径分体组合式顶管机，采用的回转系统包括回转胸板、回转内壳、回转外壳、回转滚轴和回转驱动，通过回转滚轴与前内壳体和前外壳体的配合，控制所有的回转驱动同步运行，可成功实现若干小刀盘绕中心大刀盘公转，从而使若干小刀盘同步滚动切削中心大刀盘的周边岩土体，可有效扩大所述大直径分体组合式顶管机的切削范围，进而提高所述大直径分体组合式顶管机的工作效率。

4、本发明提出的使用所述大直径分体组合式顶管机的施工方法，采用所有小刀盘的自转和公转分次运行的方式，并通过正向和逆向公转的两次交替运行，有效扩大了所述大直径分体组合式顶管机的切削面积范围，提升了所述大直径分体组合式顶管机的工作效率和运行稳定性，中心大刀盘与周边的小刀盘组合为分区开挖的模式，避免了现有技术的一次性大断面开挖引起的地面沉降的风险，提高了整体施工的效率、质量和安全性；适用于大直径甚至超大直径的顶管工程掘进施工，通过调整刀盘的布局和刀具，可适用于一般黏性土、砂性土和软岩等地层的施工，也可适用于硬岩地层施工。

附图说明

图1是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的前视向的结构示意图；

图2是本发明的大直径分体组合式顶管机为土压平衡式顶管机的一个实施例的横切面的结构示意图；

图3是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的回转系统的安装结构图；

图4为本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的小刀盘的安装结构图；

图5是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的分体组合式驱动系统的安装结构图；

图6是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的回转滚轴的结构示意图；

图7是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的前壳体的安装结构图；

图8是本发明的大直径分体组合式顶管机的另一个实施例的前视向的结构示意图；

图9是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的中壳体的安装结构图；

图10是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的后壳体的安装结构图；

图11是本发明的大直径分体组合式顶管机的一个实施例的偏油缸安装基座的安装结构图；

图12是本发明的大直径分体组合式顶管机为泥水平衡式顶管机的一个实施例的横切面的结构示意图；

其中：壳体1；分体组合式切削系统2；分体组合式驱动系统3；回转系统4；纠偏系统5；排渣系统6；注浆减阻系统7；液压与电气控制系统8；土体改良系统9；脱管油缸10；前壳体11；中壳体12；后壳体13；中心切削系统21；周边切削系统22；中心驱动系统31；周边驱动系统32；回转胸板41；回转内壳42；回转外壳43；回转滚轴44；回转驱动45；加筋板46；纠偏油缸51；纠偏油缸安装基座52；前内壳体111；前外壳体112；前胸板113；环板114；钢承口121；注浆孔122；钢插口131；土压舱132；中心大刀盘211；中心搅拌棒212；中心转轴213；小刀盘221；周边搅拌棒222；周边转轴223；周边驱动电机321；周边减速机322；周边齿轮箱323；滚轴密封471；端头密封472；前基座521；后基座522；压浆孔1131；进料口1132；大刀具2111；刀具2211。

具体实施方式

下面结合附图1-12并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是通过中间媒介间接连接，也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发明的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明；简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示；暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

一种大直径分体组合式顶管机，包括壳体1，还包括安装于所述壳体1的分体组合式切削系统2和分体组合式驱动系统3；

所述分体组合式切削系统2包括中心切削系统21和周边切削系统22；

所述分体组合式驱动系统3包括中心驱动系统31和若干周边驱动系统32；

所述中心切削系统21包括中心大刀盘211，所述中心大刀盘211外露于所述壳体1的前面，所述中心大刀盘211与所述中心驱动系统31传动连接，所述中心大刀盘211的前端设有若干大刀具2111，所述中心驱动系统31驱动所述中心大刀盘211自转；

所述周边切削系统22包括若干小刀盘221，所述小刀盘221外露于所述壳体1的前面，且若干所述小刀盘221环绕于所述中心大刀盘211的圆周边缘外，所述小刀盘221与对应的所述周边切削系统22传动连接，所述小刀盘221的前端和外侧面均设有若干小刀具2211，所述周边切削系统22驱动对应的所述小刀盘221自转。

如图1-3所示，本发明的所述大直径分体组合式顶管机，创新性地提出以一个中心大刀盘211和若干小刀盘221组合的刀盘结构，相对于现有技术的只采用一个中心大刀盘211的刀盘结构，具有可将切削阻力分散化，并减小中心大刀盘211的阻力和负荷的优点，可有效提高所述大直径分体组合式顶管机的切削效率。

并且，本发明的所述大直径分体组合式顶管机，在现有的正面刀盘的基础上，提出了一种箱体式的小刀盘221，小刀盘221的前端和外侧面均设有若干小刀具2211，既可进行正面切削，还可进行侧面滚动切削，优化了现有的刀盘切削模式，有利于所述大直径分体组合式顶管机的切削效率的进一步提升。

进一步的，还包括回转系统4；

所述回转系统4包括回转胸板41、回转内壳42、回转外壳43、若干回转滚轴44和若干回转驱动45；

所述壳体1包括前壳体11，所述前壳体11包括前内壳体111、前外壳体112和前胸板113，所述前内壳体111靠近并环绕于所述中心大刀盘211的后方，所述前外壳体112环绕于所述前内壳体111的外侧，圆形的所述前胸板113的边缘与所述前内壳体111的前端边缘相连接，所述中心大刀盘211安装于所述前胸板113的中心；所述回转系统4安装于所述前内壳体111和所述前外壳体112之间；

环形的所述回转胸板41的外侧边缘与所述回转外壳43的前端边缘连接，所述回转胸板41的内侧边缘与所述回转内壳42的前端边缘连接，若干所述小刀盘221间隔排列并安装于所述回转胸板41的前板面，若干所述小刀盘221以所述中心大刀盘211的轴心为中心对称排布；

所述回转外壳43与所述前外壳体112之间、所述回转内壳42与所述前内壳体111之间均安装有若干所述回转滚轴44；

若干所述回转驱动45间隔排列并固定安装于所述前内壳体111的外侧面，所述回转驱动45位于所述回转内壳42的后方，所述回转驱动45通过齿轮与所述回转内壳42的后端的内侧面传动配合；

若干所述回转驱动45同步运动，若干所述回转驱动45通过若干一一对应的齿轮带动所述回转内壳42旋转，并带动所述回转外壳43沿所述回转滚轴44同步旋转，从而带动若干所述小刀盘221以所述中心大刀盘211的轴心为中心公转。

如图2、3和5-8所示，所述大直径分体组合式顶管机，采用的回转系统4包括回转胸板41、回转内壳42、回转外壳43、回转滚轴44和回转驱动45，通过回转滚轴44与前内壳体111和前外壳体112的配合，控制所有的回转驱动45同步运行，可成功实现若干小刀盘221绕中心大刀盘211公转，从而使若干小刀盘221同步滚动切削中心大刀盘211周边的土，可有效扩大所述大直径分体组合式顶管机的切削切削范围，进而提升所述大直径分体组合式顶管机的工作效率。

进一步的，所述中心切削系统21还包括若干中心搅拌棒212和若干中心转轴213；

所述中心转轴213的前端连接于所述中心大刀盘211的轴心处，所述中心转轴213的后端与所述中心驱动系统31的前端传动连接，若干所述中心转轴213的前端间隔排布并连接于所述中心大刀盘211的后端面，若干所述中心转轴213的围绕于所述中心转轴213的四周；

所述中心驱动系统31通过所述中心转轴213驱动所述中心大刀盘211自转，并带动若干所述中心搅拌棒212绕所述中心转轴213同步旋转。

如图2所示，中心驱动系统3通过中心转轴213驱动中心大刀盘21旋转，并带动中心搅拌棒212同步旋转，通过中心搅拌棒212的搅动，可有效避免中心大刀盘21切削的岩土堆积在土压舱132中的中心转轴213的四周，从而避免影响中心大刀盘21的运行。

进一步的，所述周边切削系统22还包括若干周边搅拌棒222和若干周边转轴223；

所述周边转轴223的前端连接于对应的所述小刀盘221的轴心处，所述周边转轴223的后端与对应的所述周边驱动系统32的前端传动连接，所述周边搅拌棒222的后端连接于所述小刀盘221的后端面，若干所述周边搅拌棒222间隔排列于所述周边转轴223与所述小刀盘221的外侧面之间，且若干所述周边搅拌棒222包围于所述周边转轴223的四周。

同理，如图2-4所示，周边驱动系统32通过若干周边转轴223驱动对应的小刀盘221旋转，并带动相对应的周边搅拌棒222旋转，通过周边搅拌棒222的搅动，可有效避免对应的小刀盘221切削的岩土堆积在土压舱132中相对应的周边转轴223的四周，从而避免影响小刀盘221的运行。

具体的，所述周边驱动系统32包括若干组的周边驱动电机321、周边减速机322和周边齿轮箱323，每组的所述周边驱动电机321、所述周边减速机322和所述周边齿轮箱323依次传动连接；

所述回转系统4还包括环形的加筋板46，所述加筋板46的外侧边缘与所述回转外壳43的内侧面连接，所述加筋板46的内侧边缘与所述回转内壳42的外侧面连接，若干所述周边驱动电机321间隔安装于所述加筋板46；

所述周边转轴223的外侧面与对应的所述周边齿轮箱323传动配合。

如图4和5所示，每组的周边驱动电机321通过对应的周边减速箱322和对应的周边齿轮箱323带动相对应的周边转轴223旋转，使周边驱动系统32输出的扭力更强，从而具有更优的切削力和运行稳定性。

进一步的，所述壳体1还包括中壳体12和后壳体13；

所述前壳体11还包括环板114，所述前内壳体111的后端和所述前外壳体112的后端分别连接于所述环板114的前板面；

所述中壳体12的前端连接并固定于所述环板114的后板面，所述中壳体12的后端设有钢承口121；

所述后壳体13的前端设钢插口131，所述钢插口131的前后方分别安装有密封装置，所述后壳体13的后端设有连接管节用的连接口；

所述回转系统4还设有回转密封47，所述回转密封47包括滚轴密封471和端头密封472。

如图9-12所示，前壳体11后端设置有依次连接的中壳体12和后壳体13，采用中壳体12和后壳体13安装和所述大直径分体组合式顶管机施工配套的纠偏系统5、排渣系统6、注浆减阻系统7、土体改良系统9、以及液压与电气控制系统8。

滚轴密封471设于各回转滚轴44之间，可填充油脂等密封材料；端头密封472设于回转滚轴44的前后两端，端头密封472不仅可防止密封材料泄露，还能防止泥水或渣土进入滚轴密封471内。

优选的，还包括纠偏系统5、排渣系统6、注浆减阻系统7、土体改良系统9、脱管油缸10、以及液压与电气控制系统8；

所述前胸板113设有进料口1132和若干压浆孔1131，所述前胸板113的后方还设土压舱132；所述前胸板113的前方还设土压舱132，所述土压舱132位于所述中心大刀盘211与所述前胸板113之间和所述小刀盘221与所述回转胸板41之间，所述中心搅拌棒212和所述周边搅拌棒222均位于所述土压舱132内；

所述中壳体12和所述后壳体13分别设有注浆孔122，所述注浆减阻系统7与所述注浆孔122连通；

所述排渣系统3的输入端与所述进料口1132相连通以排出所述土压舱132中的岩土体；

所述土体改良系统9连接于所述土压舱132，所述压浆孔1131的后端与所述土体改良系统9相连通，所述压浆孔1131的前端与所述中心大刀盘211的前方外界相连通；

按照施工方式分类，所述大直径分体组合式顶管机分为土压平衡式顶管机和泥水平衡式顶管机；

所述土体改良系统9仅在土压平衡式顶管机内设置。

如图9-11所示，纠偏系统5包括若干纠偏油缸51和若干纠偏油缸安装基座52，纠偏油缸51安装于中壳体12内，纠偏油缸安装基座52包括前基座521和后基座522，前基座521安装于中壳体12内，后基座522安装于后壳体13的前端；通过纠偏系统5可纠正所述大直径分体组合式顶管机切削推进过程中的线路偏移；可以根据所述大直径分体组合式顶管机的直径大小，选择配置3-4组的纠偏油缸51和对应的纠偏油缸安装基座52，每组纠偏油缸51包括两台纠偏油缸51。

排渣系统6用于向外排出切削的泥土，排渣系统6可根据地质条件选择土压平衡式或泥水平衡式的配置，土压平衡式的排渣系统6至少包括可伸缩式螺旋出土器和渣土斗车，可伸缩式螺旋出土器连接进料口132；泥水平衡式的排渣系统6至少包括进浆管、若干排浆管、进浆泵和排浆泵。

注浆减阻系统7包括注浆管、阀门和注浆泵，注浆管连接于注浆孔122，注浆减阻系统7通过注浆孔122连接并输入土压舱中的水和岩土，以减少所述大直径分体组合式顶管机向前推进的阻力和干扰，并减少切削对地面的影响，进而避免出现地面下沉或坍塌的现象，以提高所述大直径分体组合式顶管机运行的稳定性和安全性。

液压与电气控制系统8为所述大直径分体组合式顶管机内的其他系统提供液压或电力。

土体改良系统9仅设置在土压平衡式顶管机内，土体改良系统9包括中心改良系统和周边改良系统，中心改良系统连接前胸板113的后板面设置的压浆孔1131，周边改良系统连接至回转胸板41。

特殊地，后壳体13的底部还可选择性设置若干脱管油缸10，以提高所述大直径分体组合式顶管机的拆装便利性。

进一步的，本发明提出了一种使用以上所述的大直径分体组合式顶管机的施工方法，其特征在于，包括土压平衡式施工方法和泥水平衡式施工方法；

其中的，所述土压平衡式施工方法包括以下步骤：

S1)始发掘进：在始发井内，将所述大直径分体组合式顶管机安装就位，使中心大刀盘211和小刀盘221的前端对准预留洞门，然后在所述大直径分体组合式顶管机的后方依次设置顶铁、主顶千斤顶和其它的辅助设施；

S2)正常掘进：驱动中心大刀盘211和所有小刀盘221进行自转，对位于推进方向的正面土体进行切削，形成第1个中心开挖面和若干个小开挖面，然后保持中心大刀盘211自转，同时启动所有的回转驱动45并驱动对应的小刀盘221按设计角度绕中心大刀盘211正向公转，再切换所有的回转驱动45的旋转方向并驱动对应的小刀盘221按设计角度绕中心大刀盘211逆向公转，公转过程中，通过若干小刀具2211对上述若干小开挖面的侧向土体进行滚动切削并与所述第1个中心开挖面形成第1个大开挖面，停止所有小刀盘221运转和中心大刀盘211运转，在掘进过程中同步进行土体改良、注浆减阻、保压出土和测量纠偏的操作，即完成一个设计行程的掘进；

S3)通过主顶千斤顶推动所述大直径分体组合式顶管机向前掘进，重复步骤S2)，在第1个大开挖面的基础上向前掘进下一个设计行程，依次形成第2个、第3个、......第N个大开挖面，直至形成的第N个大开挖面为接收洞门所在平面时停止，在掘进过程中同步进行土体改良、注浆减阻、保压出土和测量纠偏的操作；

S4)接收：将所述大直径分体组合式顶管机推进至接收井，再进行其它的工序以完成整体的施工。

通过步骤S3)的所有小刀盘221的自转、正向公转和反向公转的分次运行，可有效扩大所述大直径分体组合式顶管机的切削面积范围，提升所述大直径分体组合式顶管机的工作效率。

通过步骤S3)的所有小刀盘221的正向公转和反向公转的两次交替运行，可将相邻的两个小刀盘221之间的岩土完全清除干净，并从而避免留有残余的岩土而影响后续工序的施工质量。需要说明的是，正向公转为沿顺时针方向公转，反向公转为沿逆时针方向公转；或者，正向公转为沿逆时针方向公转，反向公转为沿顺时针方向公转。

小刀盘221的配置数量可根据顶管的直径、配置的小刀盘221的切削效率和设备总体配套的费用要求来选择和确定，周边切削系统211的优选配置数量为2-4个；所采用的中心大刀盘211和小刀盘221还可根据不同地质条件配置不同的刀具类型和布置方式；图8所示的是另一实施例的中心大刀盘211和小刀盘221的配置结构，使本发明的所述大直径分体组合式顶管机，可适用于大直径甚至超大直径顶管掘进，也可适用于黏性土、砂性土或软岩、以及硬岩地层的施工。

具体的，所述泥水平衡式的施工方法包括以上步骤S1)至S4)，且不含步骤S1)至S4)中的土体改良的操作，步骤S1)至S4)中的保压出土的操作相应替换为泥浆循环排渣的操作，所述土压舱132对应设置为泥水舱。

本发明的使用所述大直径分体组合式顶管机的施工方法，可根据施工设计的要求选择泥水平衡式的施工方法，并选择对应的配套设施和相应的操作。

综上所述，如图1-12所示的本发明的实施例，本发明的所述大直径分体组合式顶管机，创新性地提出以一个中心大刀盘211和若干小刀盘221组合的刀盘结构进行分区切削的施工方案，相对于现有技术的只采用一个中心大刀盘211进行独立切削的施工方案，具有可将切削动力分散化，从而减小中心大刀盘211所受的阻力的优点，可有效提高所述大直径分体组合式顶管机的切削效率。

并且，本发明的所述大直径分体组合式顶管机，在现有的正面刀盘的基础上，提出了一种箱体式的小刀盘221，小刀盘221的前端和外侧面均设有若干小刀具2211，既可进行正面切削，还可进行侧面滚动切削，优化了现有技术的刀盘切削模式，有利于所述大直径分体组合式顶管机的切削效率的进一步提升。

所述大直径分体组合式顶管机，采用的回转系统4包括回转胸板41、回转内壳42、回转外壳43、回转滚轴44和回转驱动45，通过回转滚轴44与前内壳体111和前外壳体112的配合，是所有的回转驱动45同步运行，可成功实现若干小刀盘221绕中心大刀盘211正向或逆向公转，从而使若干小刀盘221同步滚动切削中心大刀盘211周边的岩土，可有效扩大所述大直径分体组合式顶管机的切削切削范围，进而提升所述大直径分体组合式顶管机的工作效率。

本发明提出的使用所述大直径分体组合式顶管机的施工方法，采用所有小刀盘221的自转和公转的分次运行的方式，并通过正向公转和逆向公转的两次交替运行，有效扩大所述大直径分体组合式顶管机的切削面积范围，提升所述大直径分体组合式顶管机的工作效率和运行稳定性。

还可通过调整小刀盘221围绕中心大刀盘211布局结构，选择不同的刀具，使所述大直径分体组合式顶管机即可适用于大直径甚至超大直径的顶管掘进，也适用于黏性土、砂性土或软岩、以及硬质地层的施工。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。