CN109798069A - 深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法，包括行走底盘，驾驶室、为水平定向钻机提供动力的动力系统，所述行走底盘上设置有固定平台，所述固定平台上安装有钻机组及顶管机构，所述钻机组及顶管机构以可拆卸的方式安装在固定平台上方；所述钻机组包括钻机底座，安装在钻机底座上的推拉装置、动力头以及夹持装置，所述推拉装置能够带动动力头在钻机底座上移动；所述顶管机构包括底座，安装在底座上的顶管装置，所述顶管平台上安装有管道接盘；本发明钻机组及顶管机构与主机采用分体式设计，钻机组及顶管机构可以灵活移动，极大地提升了应对特殊工况的适应能力，本发明的施工方法简单，施工成本低，采用顶拉管道施工施工效率高。

Description

深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法，属于非开挖铺管机械领域。

背景技术

地下管道是敷设在地下用于输送液体、气体或松散固体的管道，因长期受土壤中石块、水份的影响，易受腐蚀而发生破损变形，有时会因地铁、修路等施工原因而造成局部破损变形，导致重新开挖地下管道，通过对管道的重新更换来达到修复管道的效果。但地下管道的变形多发生在局部，如若直接更换需要大面积开挖地面，一方面更换成本过高，另一方面会因道路施工而导致交通堵塞，影响交通的正常运行，在深基坑小口径管道修复中现有的水平定向钻机无法进入施工，现急需一种深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供深基坑小口径管道修复成套设备及施工方法，钻机组及顶管机构与主机分离，钻机组及顶管机构体积小可布置在任意位置极大地提升了应对特殊工况的适应能力，施工方法简单，施工效率高。

本发明的技术方案如下：

深基坑小口径管道修复成套设备，包括行走底盘，驾驶室、为水平定向钻机提供动力的动力系统，所述行走底盘上设置有固定平台，其特征在于：所述固定平台上安装有钻机组及顶管机构，所述钻机组及顶管机构以可拆卸的方式安装在固定平台上方；

所述钻机组包括钻机底座，安装在钻机底座上的推拉装置、动力头以及夹持装置，所述推拉装置能够带动动力头在钻机底座上移动；

所述顶管机构包括底座，安装在底座上的顶管装置，所述顶管装置包括对称设置在底座上的顶管齿条，只可在底座上轴向移动的顶管平台，所述顶管平台上安装有顶管液压马达、顶管减速机以及顶管齿轮，所述顶管液压马达经顶管减速机减速后驱动顶管齿轮转动，所述顶管齿轮与顶管齿条啮合；所述顶管平台上安装有管道接盘。

其中，所述推拉装置包括对称设置在钻机底座上的齿条，只可在钻机底座上轴向移动的移动平台，所述移动平台上安装有推拉液压马达、减速机以及齿轮，所述推拉液压马达经减速机减速后驱动齿轮转动，所述齿轮与齿条啮合；所述移动平台上还安装有便于移动平台在钻机底座上移动的滑轮。

其中，所述的动力头包括安装在移动平台上的齿轮箱，所述齿轮箱上转动安装有钻杆连接件，所述齿轮箱内钻杆连接件上安装有大齿轮，所述齿轮箱内还设置有与所述大齿轮啮合的小齿轮以及固定于齿轮箱外侧的动力头液压马达；动力头液压马达的转轴与小齿轮中部固定连接，所述动力头液压马达驱动小齿轮带动大齿轮转动。

其中，所述夹持装置包括只可在钻机底座上轴向移动的夹持座，所述夹持座上安装有便于夹持座在钻机底座上移动的第二滑轮；所述夹持装置上还设置有限位块，所述限位块上设计有齿条，所述限位块经夹持座插入推拉装置的齿条上，所述限位块可限制夹持装置移动。

其中，所述顶管平台上还安装有便于顶管平台在底座上移动的顶管滑轮。

其中，其特征在于：所述顶管机构端部设置有限位板。

其中，所述固定平台上还安装有用于起吊钻机组的起重装置。

深基坑小口径管道修复成套设备的施工方法，采用所述的深基坑小口径管道修复成套设备，包括如下步骤：

步骤一，挖设工作井和接收井，于需修复管道的路段两端分别挖设一工作井和一接收井，挖设好之后，用槽钢对工作井及接收井加固；

步骤二，设备布置，用槽钢对工作井及接收井加固后，将钻机组吊入工作井固定，将顶管机构吊入接收井固定。

步骤三，钻机组打导向孔，启动钻机组，利用导向钻头向接收井方向钻孔，直至钻头穿入接收井；

步骤四，钻机组回拖扩孔，首先拆下钻机组的导向钻头，并在其钻杆上装设预定规格的回拖扩孔器；然后启动钻机组回拖，开始回托扩孔，回拖扩孔器扩孔移动到工作井为止；

步骤五，顶拉管道，将回拖扩孔器拆除，启动钻机组将钻杆穿越至接收井；将管道放入接收井，套穿上钻杆并安装拖管器；启动钻机组回拖，利用拖管器拖动管道，同时启动顶管机构，将管道顶入孔内，直至把管道拖顶至所需位置。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明钻机组及顶管机构与主机采用分体式设计，并在行走底盘上设置有起重装置，钻机组及顶管机构可以灵活移动，当需要在坑道、孔洞等狭小空间进行钻孔施工时，可以利用起重装置将钻机组及顶管机构下放到坑道中进行施工，极大地提升了应对特殊工况的适应能力。

2、本发明推拉系统及顶管装置，通过液压马达经减速机减速后驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，采用齿轮齿条传动的方式进行工作，由于齿轮齿条传动的结构紧凑，在底座长度相等的情况下，运动行程要大于传统的液压油缸推拉，极大地提高施工效率；

3、本发明移动平台及夹持座上安装有滑轮，更便于移动平台及夹持座在钻机底座上移动。

4、本发明夹持装置上设置有滑轮及限位块，可根据需要调整夹持装置位置，提高操作空间。

5、本发明的施工方法简单，施工成本低，采用顶拉管道施工效率高。

附图说明

图1为本发明的结构视图；

图2为本发明钻机组的结构视图；

图3为本发明钻机组的剖视图；

图4为本发明图3的A-A剖视图；

图5为本发明图3的B-B剖视图；

图6为本发明顶管机构的结构视图；

图7为本发明顶管机构的主视图；

图8为本发明图7的A-A剖视图。

图 9为本发明施工方法钻机组打导向孔工作示意图；

图10 为本发明施工方法钻机组回拖扩孔工作示意图；

图 11 为本发明施工方法顶拉管道工作示意图。

图中附图标记表示为：

1、行走底盘；2、驾驶室；3、动力系统；4、固定平台；5、钻机组；51、钻机底座；6、顶管机构；61、底座；62、顶管装置；621、顶管齿条；622、顶管平台；623、顶管液压马达；624、顶管减速机；625、顶管齿轮；626、顶管滑轮；63、管道接盘；631、内凹止口；7、推拉装置；71、齿条；72、移动平台；73、推拉液压马达；74、减速机；75、齿轮；76、滑轮；8、动力头；81、齿轮箱；82、钻杆连接件；83、大齿轮；84、小齿轮；85、动力头液压马达；9、夹持装置；91、夹持座；92、第二滑轮；10、起重装置；11、限位块；12、限位板；13、钻杆；14、工作井；15、接收井。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1至图8，深基坑小口径管道修复成套设备，包括行走底盘1，驾驶室2、为水平定向钻机提供动力的动力系统3，所述行走底盘1上设置有固定平台4，其特征在于：所述固定平台4上安装有钻机组5及顶管机构6，所述钻机组5及顶管机构6以可拆卸的方式安装在固定平台4上方；

所述钻机组5包括钻机底座51，安装在钻机底座51上的推拉装置7、动力头8以及夹持装置9，所述推拉装置7能够带动动力头8在钻机底座51上移动；

所述顶管机构6包括底座61，安装在底座61上的顶管装置62，所述顶管装置62包括对称设置在底座61上的顶管齿条621，只可在底座61上轴向移动的顶管平台622，所述顶管平台622上安装有顶管液压马达623、顶管减速机624以及顶管齿轮625，所述顶管液压马达623经顶管减速机624减速后驱动顶管齿轮625转动，所述顶管齿轮625与顶管齿条621啮合；所述顶管平台622上安装有管道接盘63，管道接盘63上设置有内凹止口631。

进一步的，所述推拉装置7包括对称设置在钻机底座51上的齿条71，只可在钻机底座51上轴向移动的移动平台72，所述移动平台72上安装有推拉液压马达73、减速机74以及齿轮75，所述推拉液压马达73经减速机74减速后驱动齿轮75转动，所述齿轮75与齿条71啮合；所述移动平台72上还安装有便于移动平台72在钻机底座51上移动的滑轮76。

进一步的，所述的动力头8包括安装在移动平台72上的齿轮箱81，所述齿轮箱81上转动安装有钻杆连接件82，所述齿轮箱81内钻杆连接件82上安装有大齿轮83，所述齿轮箱81内还设置有与所述大齿轮83啮合的小齿轮84以及固定于齿轮箱81外侧的动力头液压马达85；动力头液压马达85的转轴与小齿轮84中部固定连接，所述动力头液压马达85驱动小齿轮84带动大齿轮83转动。

进一步的，所述夹持装置9包括只可在钻机底座51上轴向移动的夹持座91，所述夹持座91上安装有便于夹持座91在钻机底座51上移动的第二滑轮92；所述夹持装置9上还设置有限位块11，所述限位块11上设计有齿条71，所述限位块11经夹持座91插入推拉装置7的齿条71上，所述限位块11可限制夹持装置9移动。

进一步的，所述顶管平台622上还安装有便于顶管平台622在底座61上移动的顶管滑轮626。

进一步的，所述顶管机构6端部设置有限位板12，防止顶管装置62脱出。

进一步的，所述固定平台4上还安装有用于起吊钻机组5的起重装置10。

深基坑小口径管道修复成套设备的施工方法，采用所述的深基坑小口径管道修复成套设备，参见图9至图11，包括如下步骤：

步骤一，挖设工作井14和接收井15，于需修复管道的路段两端分别挖设一工作井14和一接收井15，挖设好之后，用槽钢对工作井14及接收井15加固；

步骤二，设备布置，用槽钢对工作井14及接收井15加固后，将钻机组5吊入工作井14固定，将顶管机构6吊入接收井15固定。

步骤三，钻机组5打导向孔，启动钻机组5，利用导向钻头向接收井15方向钻孔，直至钻头穿入接收井15；

步骤四，钻机组5回拖扩孔，首先拆下钻机组5的导向钻头，并在其钻杆上装设预定规格的回拖扩孔器；然后启动钻机组5回拖，开始回托扩孔，回拖扩孔器扩孔移动到工作井14为止；

步骤五，顶拉管道，将回拖扩孔器拆除，启动钻机组5将钻杆穿越至接收井15；将管道放入接收井15，套穿上钻杆13并安装拖管器；启动钻机组5回拖，利用拖管器拖动管道，同时启动顶管机构6，将管道顶入孔内，直至把管道拖顶至所需位置。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.深基坑小口径管道修复成套设备，包括行走底盘（1），驾驶室（2）、为水平定向钻机提供动力的动力系统（3），所述行走底盘（1）上设置有固定平台（4），其特征在于：所述固定平台（4）上安装有钻机组（5）及顶管机构（6），所述钻机组（5）及顶管机构（6）以可拆卸的方式安装在固定平台（4）上方；

所述钻机组（5）包括钻机底座（51），安装在钻机底座（51）上的推拉装置（7）、动力头（8）以及夹持装置（9），所述推拉装置（7）能够带动动力头（8）在钻机底座（51）上移动；

所述顶管机构（6）包括底座（61），安装在底座（61）上的顶管装置（62），所述顶管装置（62）包括对称设置在底座（61）上的顶管齿条（621），只可在底座（61）上轴向移动的顶管平台（622），所述顶管平台（622）上安装有顶管液压马达（623）、顶管减速机（624）以及顶管齿轮（625），所述顶管液压马达（623）经顶管减速机（624）减速后驱动顶管齿轮（625）转动，所述顶管齿轮（625）与顶管齿条（621）啮合；所述顶管平台（622）上安装有管道接盘（63）。

2.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：所述推拉装置（7）包括对称设置在钻机底座（51）上的齿条（71），只可在钻机底座（51）上轴向移动的移动平台（72），所述移动平台（72）上安装有推拉液压马达（73）、减速机（74）以及齿轮（75），所述推拉液压马达（73）经减速机（74）减速后驱动齿轮（75）转动，所述齿轮（75）与齿条（71）啮合；所述移动平台（72）上还安装有便于移动平台（72）在钻机底座（51）上移动的滑轮（76）。

3.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：所述的动力头（8）包括安装在移动平台（72）上的齿轮箱（81），所述齿轮箱（81）上转动安装有钻杆连接件（82），所述齿轮箱（81）内钻杆连接件（82）上安装有大齿轮（83），所述齿轮箱（81）内还设置有与所述大齿轮（83）啮合的小齿轮（84）以及固定于齿轮箱（81）外侧的动力头液压马达（85）；动力头液压马达（85）的转轴与小齿轮（84）中部固定连接，所述动力头液压马达（85）驱动小齿轮（84）带动大齿轮（83）转动。

4.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：所述夹持装置（9）包括只可在钻机底座（51）上轴向移动的夹持座（91），所述夹持座（91）上安装有便于夹持座（91）在钻机底座（51）上移动的第二滑轮（92）；所述夹持装置（9）上还设置有限位块（11），所述限位块（11）上设计有齿条（71），所述限位块（11）经夹持座（91）插入推拉装置（7）的齿条（71）上，所述限位块（11）可限制夹持装置（9）移动。

5.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：所述顶管平台（622）上还安装有便于顶管平台（622）在底座（61）上移动的顶管滑轮（626）。

6.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：其特征在于：所述顶管机构（6）端部设置有限位板（12）。

7.如权利要求1所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于：所述固定平台（4）上还安装有用于起吊钻机组（5）的起重装置（10）。

8.深基坑小口径管道修复成套设备的施工方法，采用权利要求1至7之一所述的深基坑小口径管道修复成套设备，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，挖设工作井（14）和接收井（15），于需修复管道的路段两端分别挖设一工作井（14）和一接收井（15），挖设好之后，用槽钢对工作井（14）及接收井（15）加固；

步骤二，设备布置，用槽钢对工作井（14）及接收井（15）加固后，将钻机组（5）吊入工作井（14）固定，将顶管机构（6）吊入接收井（15）固定；

步骤三，钻机组（5）打导向孔，启动钻机组（5），利用导向钻头向接收井（15）方向钻孔，直至钻头穿入接收井（15）；

步骤四，钻机组（5）回拖扩孔，首先拆下钻机组（5）的导向钻头，并在其钻杆上装设预定规格的回拖扩孔器；然后启动钻机组（5）回拖，开始回托扩孔，回拖扩孔器扩孔移动到工作井（14）为止；

步骤五，顶拉管道，将回拖扩孔器拆除，启动钻机组（5）将钻杆穿越至接收井（15）；将管道放入接收井（15），套穿上钻杆（13）并安装拖管器；启动钻机组（5）回拖，利用拖管器拖动管道，同时启动顶管机构（6），将管道顶入孔内，直至把管道拖顶至所需位置。