CN110397789A - 人工顶管用导向钎辅助装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人工顶管用导向钎辅助装置，包括箱体，箱体内部回转支撑有蜗杆和转动轴，蜗杆和转动轴的轴线相互垂直，转动轴的外壁上固定连接有蜗轮且蜗轮蜗杆相互啮合，转动轴伸出到箱体外的两端分别设置有一个夹持组件且两个夹持组件的中心线共线，转动轴转动时两个夹持组件相互靠近或相互远离，箱体上安装有调平气泡，其使用方法包括以下步骤，预顶进、组装、调平、放入导向钎、对导向钎限位、顶进导向钎、顶进钢筋混凝土管、拆卸。本发明具有两个导向钎及钢筋混凝土管在插入土层的过程中可以保证水平的效果。

Description

人工顶管用导向钎辅助装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及人工顶管技术领域，尤其是涉及一种人工顶管用导向钎辅助装置及其使用方法。

背景技术

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术，优点在于对周围环境影响较小且施工时占用场地及噪音均比较小，而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。

目前世界上的顶管技术已经发展到了十分成熟的阶段，主要有机械顶管和人工顶管两大类。机械顶管技术精确、快速，人工顶管在此方面就明显不足，人工顶管法是依靠人工及机械在管内端部挖掘土壤，然后在工作坑内借助顶进设备，把敷设的管子按设计中线和高程的要求顶入，并用小车将土从管中运出。人工顶管的质量控制一直是靠工人的感觉来控制，这样就对顶管工人的经验要求非常高。

人工进行顶管时通常会用到导向钎1，参照图1，导向钎1呈管状且为DN32钢管制成的，壁厚4mm，导向钎1的一端为尖形且另一端的内壁上固定连接有加强块11，导向钎1在靠近加强块11的一端的外壁上开设有多个出土孔12。导向钎1控制技术就是在人工顶管过程中辅助控制管材顶进质量的技术，只要求工人掌握简单的工序，就能实现高质量的人工顶管。

现有技术中进行人工顶管时，先将钢筋混凝土管按照提前测量好的中线和高程正常顶进一部分后，将两根导向钎1分别在钢筋混凝土管的水平中线位置紧贴管内壁打进土层，然后下管开挖顶进，根据人工顶管规范顶进施工，并且钢筋混凝土管始终在两个导向钎1上滑动。

上述技术方案中，导向钎1在插入土层的过程中，虽然紧贴钢筋混凝土管的内壁进入，但进入土层的过程很难保证导向钎1自身的水平度，从而钢筋混凝土管在顶进过程沿两个导向钎1进行滑动时也很难保证水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工顶管用导向钎辅助装置及其使用方法，其具有两个导向钎及钢筋混凝土管在插入土层的过程中可以保证水平的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种人工顶管用导向钎辅助装置，包括箱体，箱体内部回转支撑有蜗杆和转动轴，蜗杆和转动轴的轴线相互垂直，转动轴的外壁上固定连接有蜗轮且蜗轮蜗杆相互啮合，转动轴伸出到箱体外的两端分别设置有一个夹持组件且两个夹持组件的中心线共线，转动轴转动时两个夹持组件相互靠近或相互远离，箱体上安装有调平气泡。

通过采用上述技术方案，箱体内部回转支撑有轴线相互垂直的蜗杆和转动轴，蜗轮固定在转动轴的外侧且与蜗杆啮合，两个夹持组件分别设置在转动轴伸出到箱体外的两端并且中心线共线，箱体上安装有调平气泡，工作人员通过转动蜗杆带动蜗轮以及转动轴转动，转动轴转动时两个夹持组件相互靠近或相互远离，工作人员不断观察调平气泡的同时调节人工顶管用导向钎辅助工具并将其调平，调平后转动轴处在竖直的状态，工作人员将两根导向钎放入并通过夹持组件将其顶紧、限位，导向钎的侧壁此时与钢筋混凝土管的内壁以及夹持组件贴合且导向钎的长度方向与钢筋混凝土管的长度方向一致，夹持组件的存在可以使两根导向钎在下一步插入到土层的过程中自身保证水平度，钢筋混凝土管在顶进到土层时由于是紧贴两根导向钎的外壁滑动，从而也可以保证水平度。

本发明进一步设置为：所述每个夹持组件均包括一个螺纹连接在转动轴外侧的套筒且套筒与转动轴的轴线共线，两个套筒的侧壁上分别开设有一个凹槽且凹槽的长度方向与套筒的长度方向一致，箱体上两个相对的侧壁分别固定有一个限位板，两个限位板的长度方向均与转动轴的长度方向一致且两个限位板远离箱体的一端分别伸入到对应的凹槽内部，两个套筒相互远离的一端分别设置有一个推板，两个推板的中心线均与转动轴的轴线垂直且平行于钢筋混凝土管的轴线。

通过采用上述技术方案，每个夹持组件均包括一个套筒，每个套筒均螺纹连接在转动轴的外次且与转动轴的轴线共线，两个套筒的侧壁上分别开设有一个凹槽且凹槽的长度方向与套筒的长度方向的一致，箱体的两侧侧壁上分别固定连接有一个限位板且限位板的长度方向与转动轴的长度方向一致，两个限位板远离箱体的一端分别伸入到对应的凹槽的内部，当工作人员转动蜗杆使转动轴转动时，限位板的设置可以阻止套筒发生周向转动，以防转动轴带动套筒一起转动，转动轴的转动会使两端的套筒相互远离或靠近，且这个过程中套筒的凹槽与限位板的顶部会发生相对滑动，从而使人工顶管用导向钎辅助装置的结构更加合理，两个套筒相互远离的一端分别设置有一个推板，推板的设置使得夹持组件可以更好的对导向钎进行顶紧限位，且当人工顶管用导向钎辅助装置调平完毕后转动轴处于竖直的状态，两个推板的中心线均与转动轴的轴线垂直且平行于钢筋混凝土管的轴线，从而可以保证导向钎在被顶紧限位后是处于水平的状态，导向钎的长度方向与钢筋混凝土管的长度方向一致，且工作人员将导向钎逐渐顶入到土层内部时也可以保证其处于水平的状态，进而顶进钢筋混凝土管的时候由于是在两个导向钎的外壁上滑动因此也可以处于水平的状态。

本发明进一步设置为：所述推板呈弧形且弯曲方向背离转动轴。

通过采用上述技术方案，推板呈弧形且弯曲方向背离转动轴，工作人员将两个导向钎放入后可以更好的对导向钎进行顶紧限位，且工作人员将导向钎顶进到土层内部时可以更好的保证其水平度，从而使人工顶管用导向钎辅助装置的结构更加合理。

本发明进一步设置为：所述推板与套筒可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，推板与套筒为可拆卸连接，工作结束后工作人员可以将推板单独收起来，防止对其表面精度损坏，从而在使用时影响到导向钎的水平度。

本发明进一步设置为：所述凹槽在水平方向的截面为T形，限位板伸入到凹槽内的部分的截面为T形。

通过采用上述技术方案，由于凹槽水平方向的截面与限位板伸入到凹槽内的部分的截面均为T形，从而限位板可以更好的阻止套筒发生周向转动，且可以对套筒起到支撑的作用，套筒与限位板发生相对滑动时更加平稳且可以防止套筒晃动，从而使人工顶管用导向钎辅助装置的结构更加合理。

本发明进一步设置为：所述蜗杆伸出到箱体外的两端分别固定连接有一个把手。

通过采用上述技术方案，把手的设置可以使工作人员在对蜗杆进行转动时更加方便。

本发明进一步设置为：所述箱体的外侧固定有手持部。

通过采用上述技术方案，手持部的设置可以使工作人员在对人工顶管用导向钎辅助装置进行调平时更加方便、快捷，且提供了更好的施力点。

本发明进一步设置为：所述限位板的两侧分别设置有一个筋杆，筋杆的一端固定在限位板的侧壁上且另一端固定在箱体的外壁上。

通过采用上述技术方案，筋杆的设置可以对限位板的强度进行加强，防止其在阻止套筒进行周向转动的同时自身出现晃动，从而可以更好的对套筒进行阻挡限位。

一种人工顶管用导向钎辅助装置使用方法，包括以下步骤：

a．预顶进：将钢筋混凝土管按照已经测量好的中线以及高程先顶进一部分；

b．组装：对人工顶管用导向钎辅助装置进行组装；

c．调平：将人工顶管用导向钎辅助装置放入到钢筋混凝土管的内部并进行调平，调平后转动轴处于竖直状态；

d．放入导向钎：将两根导向钎分别沿着两个推板的侧壁放入到钢筋混凝土管的内部且导向钎的尖端面向土层；

e．对导向钎限位：通过转动把手使推板对导向钎进行顶紧及限位，导向钎的侧壁与钢筋混凝土管的内壁及推板的侧壁贴合且导向钎与钢筋混凝土管的长度方向一致；

f．顶进导向钎：将导向钎沿着长度方向平稳的进行顶进并且插入土层；

g．顶进钢筋混凝土管：使钢筋混凝土管沿着两个导向钎的外壁进行顶进；

h．重复步骤f与步骤g，直至将钢筋混凝土管顶进到设计位置；

i．拆卸：将人工顶管用导向钎辅助装置进行拆卸。

通过采用上述技术方案，将钢筋混凝土管按照已经测量好的中线以及高程顶进一部分，此时钢筋混凝土管的轴线处于水平的状态，工作人员将人工顶管用导向钎辅助装置进行组装，从而工作人员可以将人工顶管用导向钎辅助装置放入到钢筋混凝土管的内部方便对其下一步的调平，通过不断观察调平气泡将人工顶管用导向钎辅助装置进行调平后转动轴处于竖直状态，将两根导向钎沿着两个推板的侧壁放入到钢筋混凝土管的内部，导向钎的尖端面向土层从而可以利用导向钎的尖端更方便的进入土层内，通过转动把手使推板对导向钎进行顶紧及限位，导向钎的侧壁与钢筋混凝土管的内壁及推板的侧壁贴合，两个推板对导向钎进行顶紧限位的过程工作人员仍然需要调平，调平后转动轴处于竖直的状态，由于推板的中心线与转动轴的轴线垂直且与钢筋混凝土管的轴线平行，从而可以保证导向钎的水平度，接下来将导向钎沿着长度方向平稳的进行顶进并且插入土层，由于导向钎沿着推板的长度方向进行顶进，从而导向钎顶进过程中仍会处于水平的状态，钢筋混凝土管沿着两个导向钎的外壁进行顶进，两个导向钎处在钢筋混凝土管圆形截面直径的两端且外壁与钢筋混凝土管的内壁贴合，从而钢筋混凝土管在顶进时也会处于水平，钢筋混凝土管顶进一段距离后，再将导向钎顶进一段距离，之后再对钢筋混凝土管进行顶进，直至将钢筋混凝土管顶进到设计位置，最后将人工顶管用导向钎辅助装置进行拆卸，此时钢筋混凝土的轴线仍是处于水平的状态，从而具有两个导向钎及钢筋混凝土管在插入土层的过程中可以保证水平的效果。

本发明进一步设置为：所述步骤c对导向钎限位，通过手握手持部并不断观察调平气泡将人工顶管用导向钎辅助装置中的转动轴处于竖直的状态，然后转动把手使推板对导向钎进行顶紧及限位。

通过采用上述技术方案，对导向钎进行限位的同时将人工顶管用导向钎辅助装置进行调平，通过手握手持部并不断观察调平气泡将人工顶管用导向钎辅助装置中的转动轴处于竖直的状态，从而可以更好的保证导向钎处于水平的状态。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.箱体内部回转支撑有轴线相互垂直的蜗杆和转动轴，蜗轮固定在转动轴的外侧且与蜗杆啮合，两个夹持组件分别设置在转动轴伸出到箱体外的两端并且中心线共线，箱体上安装有调平气泡，工作人员通过转动蜗杆带动蜗轮以及转动轴转动，转动轴转动时两个夹持组件相互靠近或相互远离，工作人员不断观察调平气泡的同时调节人工顶管用导向钎辅助工具并将其调平，调平后转动轴处在竖直的状态，工作人员将两根导向钎放入并通过夹持组件将其顶紧、限位，导向钎的侧壁此时与钢筋混凝土管的内壁以及夹持组件贴合且导向钎的长度方向与钢筋混凝土管的长度方向一致，夹持组件的存在可以使两根导向钎在下一步插入到土层的过程中自身保证水平度，钢筋混凝土管在顶进到土层时由于是紧贴两根导向钎的外壁滑动，从而也可以保证水平度；

2.每个夹持组件均包括一个套筒，每个套筒均螺纹连接在转动轴的外次且与转动轴的轴线共线，两个套筒的侧壁上分别开设有一个凹槽且凹槽的长度方向与套筒的长度方向的一致，箱体的两侧侧壁上分别固定连接有一个限位板且限位板的长度方向与转动轴的长度方向一致，两个限位板远离箱体的一端分别伸入到对应的凹槽的内部，当工作人员转动蜗杆使转动轴转动时，限位板的设置可以阻止套筒发生周向转动，以防转动轴带动套筒一起转动，转动轴的转动会使两端的套筒相互远离或靠近，且这个过程中套筒的凹槽与限位板的顶部会发生相对滑动，从而使人工顶管用导向钎辅助装置的结构更加合理，两个套筒相互远离的一端分别设置有一个推板，推板的设置使得夹持组件可以更好的对导向钎进行顶紧限位，且当人工顶管用导向钎辅助装置调平完毕后转动轴处于竖直的状态，两个推板的中心线均与转动轴的轴线垂直且平行于钢筋混凝土管的轴线，从而可以保证导向钎在被顶紧限位后是处于水平的状态，导向钎的长度方向与钢筋混凝土管的长度方向一致，且工作人员将导向钎逐渐顶入到土层内部时也可以保证其处于水平的状态，进而顶进钢筋混凝土管的时候由于是在两个导向钎的外壁上滑动因此也可以处于水平的状态；

3.将钢筋混凝土管按照已经测量好的中线以及高程顶进一部分，此时钢筋混凝土管的轴线处于水平的状态，工作人员将人工顶管用导向钎辅助装置进行组装，从而工作人员可以将人工顶管用导向钎辅助装置放入到钢筋混凝土管的内部方便对其下一步的调平，通过不断观察调平气泡将人工顶管用导向钎辅助装置进行调平后转动轴处于竖直状态，将两根导向钎沿着两个推板的侧壁放入到钢筋混凝土管的内部，导向钎的尖端面向土层从而可以利用导向钎的尖端更方便的进入土层内，通过转动把手使推板对导向钎进行顶紧及限位，导向钎的侧壁与钢筋混凝土管的内壁及推板的侧壁贴合，两个推板对导向钎进行顶紧限位的过程工作人员仍然需要调平，调平后转动轴处于竖直的状态，由于推板的中心线与转动轴的轴线垂直且与钢筋混凝土管的轴线平行，从而可以保证导向钎的水平度，接下来将导向钎沿着长度方向平稳的进行顶进并且插入土层，由于导向钎沿着推板的长度方向进行顶进，从而导向钎顶进过程中仍会处于水平的状态，钢筋混凝土管沿着两个导向钎的外壁进行顶进，两个导向钎处在钢筋混凝土管圆形截面直径的两端且外壁与钢筋混凝土管的内壁贴合，从而钢筋混凝土管在顶进时也会处于水平，钢筋混凝土管顶进一段距离后，再将导向钎顶进一段距离，之后再对钢筋混凝土管进行顶进，直至将钢筋混凝土管顶进到设计位置，最后将人工顶管用导向钎辅助装置进行拆卸，此时钢筋混凝土的轴线仍是处于水平的状态，从而具有两个导向钎及钢筋混凝土管在插入土层的过程中可以保证水平的效果。

附图说明

图1是导向钎的结构示意图；

图2是人工顶管用导向钎辅助装置与导向钎以及钢筋混凝土管的结构示意图；

图3是人工顶管用导向钎辅助装置的剖视结构示意图；

图4是套管与限位板的剖视结构示意图；

图5是人工顶管用导向钎辅助装置使用方法的流程框图。

图中，1、导向钎；11、加强块；12、出土孔；2、人工顶管用导向钎辅助装置；21、箱体；22、蜗杆；221、星形把手；23、转动轴；231、蜗轮；24、限位板；25、筋杆；26、夹持组件；261、套管；2611、凹槽；262、推板；27、调平气泡；28、手持部；3、钢筋混凝土管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2和图3，为本发明公开的一种人工顶管用导向钎辅助装置2，包括箱体21，箱体21内部回转支撑有蜗杆22和转动轴23，蜗杆22和转动轴23的轴线相互垂直，转动轴23的外壁上固定连接有蜗轮231且蜗轮231蜗杆22相互啮合。蜗杆22伸出到箱体21外的两端分别固定连接有一个星形把手221，转动轴23伸出到箱体21外的两端分别设置有一个夹持组件26且两个夹持组件26的中心线共线。每个夹持组件26均包括一个螺纹连接在转动轴23外侧的套管261且套管261与转动轴23的轴线共线，两个套管261的侧壁上分别开设有一个凹槽2611且凹槽2611的长度方向与套管261的长度方向一致，结合图4，凹槽2611水平方向的截面为T形。箱体21上两个相对的侧壁分别固定有一个限位板24，两个限位板24的长度方向均与转动轴23的长度方向一致，两个限位板24远离箱体21的一端分别伸入到对应的凹槽2611内部且限位板24伸入到凹槽2611内的部分的截面为T形。限位板24的两侧分别设置有一个筋杆25，筋杆25的一端固定在限位板24的侧壁上且另一端固定在箱体21的外壁上。两个套管261相互远离的一端分别设置有一个推板262，推板262呈弧形且弯曲方向背离转动轴23，推板262与套管261之间为可拆卸连接，两个推板262的中心线均与转动轴23的轴线垂直且平行于钢筋混凝土管3的轴线。

参照图2和图3，箱体21在与蜗杆22和转动轴23的轴线均平行的两个侧面分别固定有一个手持部28。箱体21在面向套管261的一侧安装有调平气泡27。

参照图5，为本发明公开的一种人工顶管用导向钎辅助装置2使用方法，具体步骤如下：

第一步，预顶进：工作人员首先按设计的顶进位置测量好中线标记好高程位置，将钢筋混凝土管3顶进一部分并控制其水平度；

第二步，组装：工作人员对人工顶管用导向钎辅助装置2进行组装，组装完毕后，转动把手使两个推板262的间距变大，直至目测到两个推板262之间的距离略小于钢筋混凝土管3圆形截面的直径即可；

第三步，调平：将人工顶管用导向钎辅助装置2放入到钢筋混凝土管3的内部，通过不断观察调平气泡27进行调平，调平后转动轴23处于竖直状态；

第四步，放入导向钎1：将两根导向钎1分别沿着两个推板262的侧壁放入到钢筋混凝土管3的内部且导向钎1的尖端面向土层；

第五步，对导向钎1限位：通过手握手持部28并不断观察调平气泡27将人工顶管用导向钎辅助装置2中的转动轴23处于竖直的状态，然后通过转动把手使推板262对导向钎1进行顶紧及限位，导向钎1的侧壁与钢筋混凝土管3的内壁及推板262的侧壁贴合且导向钎1与钢筋混凝土管3的长度方向一致；

第六步，顶进导向钎1：将导向钎1沿着长度方向平稳的进行顶进并且插入土层；

第七步，顶进钢筋混凝土管3：使钢筋混凝土管3沿着两个导向钎1的外壁进行顶进；

第八步，重复第六步与第七步，直至将钢筋混凝土管3顶进到设计深度位置；

第九步，拆卸：将人工顶管用导向钎辅助装置2进行拆卸。

本具体实施方式的实施例为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：包括箱体（21），箱体（21）内部回转支撑有蜗杆（22）和转动轴（23），蜗杆（22）和转动轴（23）的轴线相互垂直，转动轴（23）的外壁上固定连接有蜗轮（231）且蜗轮（231）蜗杆（22）相互啮合，转动轴（23）伸出到箱体（21）外的两端分别设置有一个夹持组件（26）且两个夹持组件（26）的中心线共线，转动轴（23）转动时两个夹持组件（26）相互靠近或相互远离，箱体（21）上安装有调平气泡（27）。

2.根据权利要求1所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：每个夹持组件（26）均包括一个螺纹连接在转动轴（23）外侧的套管（261）且套管（261）与转动轴（23）的轴线共线，两个套管（261）的侧壁上分别开设有一个凹槽（2611）且凹槽（2611）的长度方向与套管（261）的长度方向一致，箱体（21）上两个相对的侧壁分别固定有一个限位板（24），两个限位板（24）的长度方向均与转动轴（23）的长度方向一致且两个限位板（24）远离箱体（21）的一端分别伸入到对应的凹槽（2611）内部，两个套管（261）相互远离的一端分别设置有一个推板（262），两个推板（262）的中心线均与转动轴（23）的轴线垂直且平行于钢筋混凝土管（3）的轴线。

3.根据权利要求2所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述推板（262）呈弧形且弯曲方向背离转动轴（23）。

4.根据权利要求2所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述推板（262）与套管（261）可拆卸连接。

5.根据权利要求2所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述凹槽（2611）在水平方向的截面为T形，限位板（24）伸入到凹槽（2611）内的部分的截面为T形。

6.根据权利要求1所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述蜗杆（22）伸出到箱体（21）外的两端分别固定连接有一个把手。

7.根据权利要求1所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述箱体（21）的外侧固定有手持部（28）。

8.根据权利要求2所述的人工顶管用导向钎辅助装置，其特征在于：所述限位板（24）的两侧分别设置有一个筋杆（25），筋杆（25）的一端固定在限位板（24）的侧壁上且另一端固定在箱体（21）的外壁上。

9.一种人工顶管用导向钎辅助装置使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

a．预顶进：将钢筋混凝土管（3）按照已经测量好的中线以及高程先顶进一部分；

b．组装：对人工顶管用导向钎辅助装置进行组装；

c．调平：将人工顶管用导向钎辅助装置放入到钢筋混凝土管（3）的内部并进行调平，调平后转动轴（23）处于竖直状态；

d．放入导向钎（1）：将两根导向钎（1）分别沿着两个推板（262）的侧壁放入到钢筋混凝土管（3）的内部且导向钎（1）的尖端面向土层；

e．对导向钎（1）限位：通过转动把手使推板（262）对导向钎（1）进行顶紧及限位，导向钎（1）的侧壁与钢筋混凝土管（3）的内壁及推板（262）的侧壁贴合且导向钎（1）与钢筋混凝土管（3）的长度方向一致；

f．顶进导向钎（1）：将导向钎（1）沿着长度方向平稳的进行顶进并且插入土层；

g．顶进钢筋混凝土管（3）：使钢筋混凝土管（3）沿着两个导向钎（1）的外壁进行顶进；

h．重复步骤f与步骤g，直至将钢筋混凝土管（3）顶进到设计位置；

i．拆卸：将人工顶管用导向钎辅助装置（2）进行拆卸。

10.根据权利要求9所述的人工顶管用导向钎辅助装置使用方法，其特征在于：所述步骤c对导向钎（1）限位，通过手握手持部（28）并不断观察调平气泡（27）将人工顶管用导向钎辅助装置（2）中的转动轴（23）处于竖直的状态，然后转动把手使推板（262）对导向钎（1）进行顶紧及限位。