CN112081121B - 一种管道底部掏空装置及施工方法 - Google Patents

一种管道底部掏空装置及施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种管道底部掏空装置及施工方法，其包括位于沟槽底部的移动机构、连接在移动机构上方的支撑板和位于支撑板上方的操作板，支撑板和操作板之间设有供操作板升降的升降机构，操作板上固定有若干驱动件和定位组件，定位组件上放置有若干顶管，驱动件供顶管插入土壤内，相邻顶管之间设有使其相互固定的固定组件，本申请具有提高掏空效率和安全性的效果。

Description

一种管道底部掏空装置及施工方法
技术领域
本申请涉及管路铺设的技术领域，尤其是涉及一种管道底部掏空装置及施工方法。
背景技术
在道路上进行沟槽挖设进行管路铺设时，道路地下会有电力或通信等其他管道横跨沟槽，因此在挖设沟槽时，需要将横跨的管道下方的土壤掏空，才可沿沟槽长度方向进行管路铺设。
现有的管道底部掏空为管道两侧的土壤通过挖掘机挖出，在两个管道距离较近无法放入挖斗时，需要人工进行管道底部的土壤掏空。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有相邻管道之间的沟槽无法插入钢板桩，人工进行掏空效率较低且存在安全隐患的缺陷。
发明内容
为了解决效率较低且存在安全隐患的缺陷，本申请提供一种管道底部掏空装置及施工方法。
第一方面，本申请提供一种管道底部掏空装置，采用如下技术方案：
一种管道底部掏空装置，包括位于沟槽底部的移动机构、连接在移动机构上方的支撑板和位于支撑板上方的操作板，支撑板和操作板之间设有供操作板升降的升降机构，操作板上固定有若干驱动件和定位组件，定位组件上放置有若干顶管，驱动件供顶管插入土壤内，相邻顶管之间设有使其相互固定的固定组件。
通过采用上述技术方案，移动机构可供本装置在沟槽内方便的进行移动，在将顶管顶入土壤前，先根据移动机构和升降机构调节顶管的水平位置以及高度，而后通过驱动件将第一个顶管顶入土壤内后再将第二个顶管顶入时，能够使得第一个顶管与第二个顶管相互固定，使得多个顶管将土壤贯穿后，可通过拽动最外端的顶管的同时，将多个连接在一起的顶管通过拽出，土壤位于顶管的内部同时被带出，以此往复，无需人工进行危险作业，并提高了土壤掏空的效率。
优选的，所述升降机构包括液压缸和若干导向柱，导向柱为可伸缩结构，液压缸竖直固定在支撑板和操作板之间，导向柱均竖直固定在支撑板和操作板之间。
通过采用上述技术方案，启动液压缸使得操作板进行升降的同时，导向柱进行伸缩，导向柱可对操作板的升降起到导向作用，使得操作板的升降更加稳定。
优选的，所述定位组件包括定位台和定位板，定位板固定在定位台上表面，定位台下表面固定在操作板上，定位板上表面与顶管周向外壁贴合，定位板的长度大于顶管的长度。
通过采用上述技术方案，定位台可对定位板的高度进行固定，使得驱动件能够更好的对准定位台上的顶管，而定位板能够加大与顶管的接触面积，并对顶管进行限位，使得驱动件顶动顶管时更加稳定。
优选的，所述定位板宽度方向的一端固定连接有倾斜设置的上料板，上料板长度方向的两侧壁固定连接有挡板。
通过采用上述技术方案，将多个顶管排列在上料板上，挡板能够对顶管起到限位的作用，在定位板上的顶管被顶入土壤内后，驱动件回缩使得上料板上的顶端滑落至定位板上，使得顶管的上料十分方便高效。
优选的，所述定位板宽度方向的另一端固定连接有防脱板。
通过采用上述技术方案，在顶管从上料板上滑落到定位板上时，防脱板能够有效防止顶管的惯性过大脱离定位板，保证了顶管上料的稳定性。
优选的，所述固定组件包括插板、弹簧和限位块，插板固定连接在顶管远离驱动件的端面，顶管靠近驱动件的端面开设有供相邻顶管上的插板插入的插槽，插板周向外壁开设有若干定位槽，限位块在定位槽内滑移连接，弹簧固定连接在限位块位于定位槽内的端面和限位槽正对其开口的内壁之间，限位块背离定位槽的端面倾斜设置，限位块的倾斜端面朝向相邻顶管上的插槽，插槽内壁开设有供限位块插入的限位槽，弹簧处于自然状态时，限位块同时位于定位槽和限位槽内。
通过采用上述技术方案，在驱动件顶动第二个顶管时，先将限位槽对准限位块的位置，而后第二个顶管上的插板插入第一个顶管上的插槽内，同时限位块受到顶管的挤压完全进入定位槽内，当限位块到达限位槽处时，弹簧的回弹力使得限位块插入限位槽内，相邻顶管之间的固定更加方便快捷。
优选的，所述限位槽为圆环状。
通过采用上述技术方案，圆环状的限位槽使得在顶动顶管时，无需再将限位槽对转限位块，使得第二个顶管无论转到任何位置，限位块均能够插入限位槽内，使得管道底部土壤的掏空更加高效。
优选的，位于所述插槽开口处的顶管端面开设有若干拆卸槽，拆卸槽均与限位槽和插槽相通，拆卸槽的长度方向平行于插板插入插槽的方向。
通过采用上述技术方案，在多个顶管贯穿土壤并抽出后，通过转动顶管并朝向背离相邻顶管的方向拽动，使得限位块转动至拆卸槽处时，弹簧无需压缩即可使得限位块从拆卸槽内滑出，使得相邻顶管之间能够进行拆卸重复利用的同时，还十分的方便快捷。
第二方面，本申请提供一种管道底部掏空施工方法，采用如下技术方案：
一种管道底部掏空施工方法，包括以下步骤：
S1、挖设沟槽，并将管道两侧的土壤挖空；
S2、往沟槽内挖空位置的侧壁打入钢板桩，并将沟槽底壁进行夯实并抹平；
S3、将移动机构放入沟槽底部，根据使用需求通过升降机构调节定位板的高度，将顶管放入定位板上，并将多个顶管排列在上料板上，并使顶管上插板的一端朝向管道底部的土壤；
S4、启动驱动件使得第一个顶管插入土壤内，驱动件的活塞杆回缩使得第二个顶管从上料板上滑到定位板上，再次启动驱动件使得第二个顶管与第一个顶管通过固定组件固定连接，以此类推将管道下方的土壤贯通；
S5、贯通完毕后，从土壤背离驱动件的一侧将多个连接在一起的顶管抽出，并对顶管内部带出的土壤进行清理，转动顶管使得限位块从拆卸槽内滑出完成顶管之间的拆卸，以此往复直至将管道下方的土壤掏空。
通过采用上述技术方案，先将管道两侧的土壤进行挖空以便于对管道底部的土壤进行掏空，并将沟槽侧壁打入钢板桩以防塌陷，将沟槽底壁进行夯实抹平，一方面能够使得管路铺设后降低沉降几率，另一方面使得移动机构在沟槽底部移动时更加的稳定，根据需要掏空的土壤位置，通过移动结构和升降机构进行定位板的水平位置和高度的调节，将多个顶管排列在上料板上，由于上料板的倾斜设置，可达到顶管自动滚动至定位板上，而后驱动件再不断的进行活塞运动，将每一个顶管连续顶入土壤内，在相邻的两个顶管抵接后即可通过固定组件进行固定，使得多个顶管将土壤贯通后，只需拽动最外端的顶管即可将多个顶管全部带出，同时多个顶管将内部的土壤带出，以此往复进行掏空，能够大大降低人力和发生危险概率，使得管道底部土壤的掏空更加高效。
优选的，在步骤S4中，第一个顶管的一部分插入土壤内，第二个顶管与第一个顶管的连接位置位于土壤的外侧，驱动件继续顶动第二个顶管，使得第二个顶管与第一个顶管通过固定组件固定连接，同时第一个顶管已完全进入土壤内，第二个顶管的部分进入土壤内，以此类推将管道下方的土壤贯通。
通过采用上述技术方案，使得相邻的两个顶管在连接时，位于土壤的外部，有效防止了在上一个顶管完全插入土壤内后，土壤发生塌陷将顶管的连接处覆盖，进而保证了相邻顶管之间的连接稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过驱动件将第一个顶管顶入土壤内后再将第二个顶管顶入时，能够使得第一个顶管与第二个顶管相互固定，通过拽动最外端的顶管的同时，将多个连接在一起的顶管通过拽出，土壤位于顶管的内部同时被带出，无需人工进行危险作业，并提高了土壤掏空的效率；
2.在驱动件顶动第二个顶管时，先将限位槽对准限位块的位置，而后第二个顶管上的插板插入第一个顶管上的插槽内，同时限位块受到顶管的挤压完全进入定位槽内，当限位块到达限位槽处时，弹簧的回弹力使得限位块插入限位槽内，相邻顶管之间的固定更加方便快捷；
3.在多个顶管贯穿土壤并抽出后，通过转动顶管并朝向背离相邻顶管的方向拽动，使得限位块转动至拆卸槽处时，弹簧无需压缩即可使得限位块从拆卸槽内滑出，使得相邻顶管之间能够进行拆卸重复利用的同时，还十分的方便快捷。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图；
图2是为显示固定组件的局部剖视图；
图3是为显示拆卸槽的局部剖视图。
图中，1、移动机构；11、轮毂；12、履带；2、支撑板；3、升降机构；31、液压缸；32、导向柱；4、操作板；5、定位组件；51、定位台；52、定位板；521、上料板；522、挡板；523、防脱板；6、驱动件；7、顶管；71、插槽；72、限位槽；73、拆卸槽；8、固定组件；81、插板；811、定位槽；82、弹簧；83、限位块。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种管道底部掏空装置。
参考图1，管道底部掏空装置包括位于沟槽底部的移动机构1、固定连接在移动机构1上方且为水平设置的支撑板2和位于支撑板2上方且为水平设置的操作板4，管道的长度方向与沟槽的宽度方向一致，移动机构1供操作板4沿沟槽的宽度方向移动，支撑板2和操作板4之间设有供操作板4竖直升降的升降机构3，操作板4上固定有若干驱动件6和定位组件5，本实施例中驱动件6为油缸，驱动件6与定位组件5为一一对应，定位组件5上放置有多个顶管7，相邻的顶管7之间设有将其相互固定的固定组件8，驱动件6将顶管7顶入管道下方的土壤内；通过驱动件6将多个顶管7顶入土壤内的同时，相邻的顶管7相互固定，使得多个顶管7将土壤贯通后，只需拽动最外端的顶管7即可将多个顶管7和其内部的土壤带出，使得管到底部土壤的挖空既高效又安全。
如图1所示，移动机构1包括轮毂11和履带12，履带12的设置使得移动机构1在沟槽内移动时更加稳定，升降机构3包括液压缸31和若干导向柱32，液压缸31竖直固定在支撑板2上表面与操作板4下表面之间的中部，导向柱32为可伸缩结构，导向柱32的伸缩方向竖直设置；导向柱32的设置使得操作板4在竖直方向进行升降时更加稳定。
如图1所示，为提高掏空效率，本实施例中操作台上表面共设有三个定位组件5，实际可为更多，定位组件5包括定位台51和定位板52，定位台51固定连接在操作板4上表面，定位板52固定连接在定位台51上表面，定位板52的竖截面为弧形状，定位板52的长度方向平行于沟槽的长度方向，定位板52上表面与顶管7的周向外壁贴合，定位板52的长度大于顶管7的长度，定位板52上表面宽度方向的一端固定连接有倾斜设置的上料板521，上料板521长度方向的两侧固定连接有挡板522，上料板521的宽度与顶管7的宽度一致，多个顶管7排列在上料板521上，定位板52上表面宽度方向的另一端固定连接有竖直设置的防脱板523，防脱板523的长度与上料板521的宽度一致；将多个顶管7排列在上料板521上，使得驱动件6再将前一个顶管7顶入土壤内并回缩后，下一个顶管7会自动滚入定位板52上，挡板522与防脱板523均能够保证顶管7上料的稳定性。
如图2和图3所示，固定组件8包括插板81、弹簧82和限位块83，插板81为圆环状且固定连接在顶管7的端面，顶管7的另一端面开设有供相邻顶管7上的插板81插入的插槽71，插板81周向外壁开设有若干定位槽811，限位块83在定位槽811内滑移连接，弹簧82固定连接在限位块83位于定位槽811内的端面和限位槽72正对其开口的内壁之间，限位块83背离定位槽811的端面倾斜设置，限位块83的倾斜端面朝向相邻顶管7上的插槽71，插槽71内壁开设有供限位块83插入且为圆环状的限位槽72，弹簧82处于自然状态时，限位块83同时位于限位槽72和定位槽811内，位于插槽71开口处的顶管7端面开设有若干拆卸槽73，拆卸槽73的长度方向与顶管7的长度方向一致，拆卸槽73均与限位槽72和插槽71相通，拆卸槽73供限位块83滑出限位槽72。
在驱动件6将第二个顶管7顶到第一个顶管7上时，第一个顶管7上的插板81插入第二个顶管7上的插槽71内，同时限位块83受到顶管7的挤压完全进入定位槽811内，当限位块83到达限位槽72处时，弹簧82的回弹力使得限位块83插入限位槽72内，圆环状的限位槽72使得顶管7无论怎么转动都能够使得限位块83插入限位槽72内，使得相邻顶管7之间的固定十分的方便快捷，再将多个固定后的顶管7抽出土壤后，通过转动顶管7，使得限位块83转动至拆卸槽73处，再朝向顶管7的长度方向拽动即可进行顶管7的拆卸，使得相邻顶管7之间能够进行拆卸重复利用的同时，还十分的方便快捷。
本申请实施例一种管道底部掏空装置的实施原理为：在进行管道底部掏空时，先根据需要掏空的位置，通过移动机构1和液压缸31进行定位板52的水平位置和高度调节，将多个顶管7排列在上料板521上，再启动驱动件6使得第一个顶管7的部分插入土壤内，驱动件6回缩使得第二个顶管7滚入定位板52上，驱动件6将第二个顶管7顶到第一个顶管7上时，插板81插入插槽71内，同时限位块83受到顶管7的挤压完全进入定位槽811内，当限位块83到达限位槽72处时，弹簧82的回弹力使得限位块83插入限位槽72内，即可完成相邻顶管7之间的固定，在多个顶管7将土壤贯穿后，通过拽动最外端的顶管7可将多个顶管7和其内部的土壤带出，转动顶管7使得限位块83转动至拆卸槽73处，再朝向顶管7的长度方向拽动即可进行顶管7的拆卸，使得相邻顶管7之间能够进行拆卸重复利用的同时，还十分的方便快捷，整个掏空过程无需工作人员在管道的下方进行掏空作业，大大提高了管道掏空的安全性和掏空效率。
本申请实施例还公开一种管道底部掏空施工方法。
包括以下步骤：
S1、挖设沟槽，并将管道两侧的土壤挖空；
S2、往沟槽内挖空位置的侧壁打入钢板桩，并将沟槽底壁进行夯实并抹平；
S3、将移动机构1放入沟槽底部，根据使用需求通过升降机构3调节定位板52的高度，将顶管7放入定位板52上，并将多个顶管7排列在上料板521上，并使顶管7上插板81的一端朝向管道底部的土壤；
S4、启动驱动件6使得第一个顶管7插入土壤内，驱动件6的活塞杆回缩使得第二个顶管7从上料板521上滑到定位板52上，再次启动驱动件6使得第二个顶管7与第一个顶管7通过固定组件8固定连接，以此类推将管道下方的土壤贯通；
S5、贯通完毕后，从土壤背离驱动件6的一侧将多个连接在一起的顶管7抽出，并对顶管7内部带出的土壤进行清理，转动顶管7使得限位块83从拆卸槽73内滑出完成顶管7之间的拆卸，以此往复直至将管道下方的土壤掏空。
在步骤S4中，第一个顶管7的一部分插入土壤内，第二个顶管7与第一个顶管7的连接位置位于土壤的外侧，驱动件6继续顶动第二个顶管7，使得第二个顶管7与第一个顶管7通过固定组件8固定连接，同时第一个顶管7已完全进入土壤内，第二个顶管7的部分进入土壤内，以此类推将管道下方的土壤贯通。
本申请实施例一种管道底部掏空施工方法的实施原理为：在进行沟槽挖设时，先进行测量放线，以防直接挖到管道对其造成破坏，先将管道两侧的土壤挖空，并在沟槽的两侧壁打入钢板桩提高稳定性，并将沟槽的底壁进行夯实并抹平，保证履带12在沟槽内行走时的稳定性，再将多个顶管7排列在上料板521上，根据需要掏空的位置，通过移动机构1和升降机构3对定位板52的水平位置和竖直高度进行调整，即可启动驱动件6，使得第一个顶管7先插入土壤内一部分，使得第一个顶管7的外端位于定位板52上，驱动件6回缩的同时第二个顶管7从上料板521上滑落至定位板52上，驱动件6将第二个顶管7顶到第一个顶管7处，使得插板81插入插槽71内，同时限位块83受到顶管7的挤压完全进入定位槽811内，当限位块83到达限位槽72处时，弹簧82的回弹力使得限位块83插入限位槽72内，即可完成相邻顶管7之间的固定，以此往复，在多个顶管7将土壤贯穿后，通过拽动外端的顶管7可将多个顶管7及其内部的土壤同时带出，转动顶管7使得限位块83转动至拆卸槽73处，再朝向顶管7的长度方向拽动即可进行顶管7的拆卸，使得相邻顶管7之间能够进行拆卸重复利用的同时，还十分的方便快捷，整个掏空过程无需工作人员在管道的下方进行掏空作业，大大提高了管道掏空的安全性和掏空效率。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管道底部掏空装置，其特征在于：包括位于沟槽底部的移动机构(1)、连接在移动机构(1)上方的支撑板(2)和位于支撑板(2)上方的操作板(4)，支撑板(2)和操作板(4)之间设有供操作板(4)升降的升降机构(3)，操作板(4)上固定有若干驱动件(6)和定位组件(5)，定位组件(5)上放置有若干顶管(7)，驱动件(6)供顶管(7)插入土壤内，相邻顶管(7)之间设有使其相互固定的固定组件(8)；所述固定组件(8)包括插板(81)、弹簧(82)和限位块(83)，插板(81)固定连接在顶管(7)远离驱动件(6)的端面，顶管(7)靠近驱动件(6)的端面开设有供相邻顶管(7)上的插板(81)插入的插槽(71)，插板(81)周向外壁开设有若干定位槽(811)，限位块(83)在定位槽(811)内滑移连接，弹簧(82)固定连接在限位块(83)位于定位槽(811)内的端面和限位槽(72)正对其开口的内壁之间，限位块(83)背离定位槽(811)的端面倾斜设置，限位块(83)的倾斜端面朝向相邻顶管(7)上的插槽(71)，插槽(71)内壁开设有供限位块(83)插入的限位槽(72)，弹簧(82)处于自然状态时，限位块(83)同时位于定位槽(811)和限位槽(72)内；所述限位槽(72)为圆环状；位于所述插槽(71)开口处的顶管(7)端面开设有若干拆卸槽(73)，拆卸槽(73)均与限位槽(72)和插槽(71)相通，拆卸槽(73)的长度方向平行于插板(81)插入插槽(71)的方向。
2.根据权利要求1所述的一种管道底部掏空装置，其特征在于：所述升降机构(3)包括液压缸(31)和若干导向柱(32)，导向柱(32)为可伸缩结构，液压缸(31)竖直固定在支撑板(2)和操作板(4)之间，导向柱(32)均竖直固定在支撑板(2)和操作板(4)之间。
3.根据权利要求1所述的一种管道底部掏空装置，其特征在于：所述定位组件(5)包括定位台(51)和定位板(52)，定位板(52)固定在定位台(51)上表面，定位台(51)下表面固定在操作板(4)上，定位板(52)上表面与顶管(7)周向外壁贴合，定位板(52)的长度大于顶管(7)的长度。
4.根据权利要求3所述的一种管道底部掏空装置，其特征在于：所述定位板(52)宽度方向的一端固定连接有倾斜设置的上料板(521)，上料板(521)长度方向的两侧壁固定连接有挡板(522)。
5.根据权利要求4所述的一种管道底部掏空装置，其特征在于：所述定位板(52)宽度方向的另一端固定连接有防脱板(523)。
6.一种采用权利要求4所述管道底部掏空装置的管道底部掏空施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、挖设沟槽，并将管道两侧的土壤挖空；
S2、往沟槽内挖空位置的侧壁打入钢板桩，并将沟槽底壁进行夯实并抹平；
S3、将移动机构(1)放入沟槽底部，根据使用需求通过升降机构(3)调节定位板(52)的高度，将顶管(7)放入定位板(52)上，并将多个顶管(7)排列在上料板(521)上，并使顶管(7)上插板(81)的一端朝向管道底部的土壤；
S4、启动驱动件(6)使得第一个顶管(7)插入土壤内，驱动件(6)的活塞杆回缩使得第二个顶管(7)从上料板(521)上滑到定位板(52)上，再次启动驱动件(6)使得第二个顶管(7)与第一个顶管(7)通过固定组件(8)固定连接，以此类推将管道下方的土壤贯通；
S5、贯通完毕后，从土壤背离驱动件(6)的一侧将多个连接在一起的顶管(7)抽出，并对顶管(7)内部带出的土壤进行清理，转动顶管(7)使得限位块(83)从拆卸槽(73)内滑出完成顶管(7)之间的拆卸，以此往复直至将管道下方的土壤掏空。
7.根据权利要求6所述的一种管道底部掏空施工方法，其特征在于：在步骤S4中，第一个顶管(7)的一部分插入土壤内，第二个顶管(7)与第一个顶管(7)的连接位置位于土壤的外侧，驱动件(6)继续顶动第二个顶管(7)，使得第二个顶管(7)与第一个顶管(7)通过固定组件(8)固定连接，同时第一个顶管(7)已完全进入土壤内，第二个顶管(7)的部分进入土壤内，以此类推将管道下方的土壤贯通。
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