CN112212069A - 一种可调节顶管受力的辅助装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节顶管受力的辅助装置及施工方法，属于一种顶管顶进的施工方法，包括顶管坑、顶管、千斤顶、限位杆、第一连接板、第二连接板和贴合件，限位杆内开设有凹槽，千斤顶的壳身安装在凹槽内，第一连接板的一侧面与顶管坑的墙壁固定连接，第一连接板的另一侧面与限位杆固定连接；第二连接板位于限位杆远离第一连接板的一端上，第二连接板与千斤顶的柱塞固定连接，千斤顶上背对柱塞的一侧与第一连接板固定连接；贴合件包括弧形履带架和推筒，弧形履带架位于第二连接板背对千斤顶的一侧，推筒在弧形履带架内均匀分布；本发明解决了顶管因顶进力分布不同带来的裂缝等后期维护问题，使顶管减少出现裂缝的概率，降低后期维修费用等问题。

Description

一种可调节顶管受力的辅助装置及施工方法

技术领域

本发明技术属于一种顶管顶进的施工方法，尤其涉及一种可调节顶管受力的辅助装置机施工方法。

背景技术

顶管施工日益在国内外为设计施工单位所使用，顶管的采用不仅避免了破坏原有路面基础设施的弊端，也更加有益于缓解因开挖面造成的交通输导问题。通过采用顶管顶进技术的应用，使市政道路雨污水管的施工更加方便快捷得的得到实现，使工程工期大大缩减，而且更有益于施工操作。

但在具体的施工过程中也有一些不可控的因素的发生，例如未知区域管线的交纵存在于地下，一般探测仪器不能全部探测到位，在顶管顶进的过程中就会对期产生一定的破坏作用，再有就是顶管顶进技术的局限性，现场操作工人的熟练程度以及周围环境的影响，皆有可能造成顶管顶进的质量及安全问题。

随着多年来国内外顶管施工技术的不断积累，基本上顶管施工也趋于成熟，但在顶进过程中，采用千斤顶进行顶进采用方式及导向装置各不相同。

通查新相关文献记载，有相关顶管顶进的导向装置，采用滑轮及相关装置，也查见有相关的顶管顶进辅助穿管装置，及相关顶管顶进的出渣方法。但未见相关关于顶管顶进的因应力不均匀导致的导管在顶进过程中产生一定顶进偏差问题的解决方法，这种误差可大可小，一般一节顶管产生误差不大，但累计起来，就很难实现双向顶进过程中的准确对接，给后续施工带来较大的困难。同时因为顶进力的不同，对顶管造成受力的不均匀，使顶管出现不同程度的裂缝，后期维修及更换成本高，操作难，对施工极为不利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决顶管因顶进力分布不同带来的裂缝等后期维护问题。

为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种可调节顶管受力的辅助装置，包括顶管坑、顶管和千斤顶，还包括限位杆、第一连接板、第二连接板和贴合件，所述限位杆内开设有凹槽，所述千斤顶的壳身安装在凹槽内，所述第一连接板的一侧面与顶管坑的墙壁固定连接，所述第一连接板的另一侧面与限位杆固定连接；

所述第二连接板位于限位杆远离第一连接板的一端上，所述第二连接板与千斤顶的柱塞固定连接，所述千斤顶上背对柱塞的一侧与第一连接板固定连接；

所述贴合件包括弧形履带架和推筒，所述弧形履带架位于第二连接板背对千斤顶的一侧，所述推筒在弧形履带架内均匀分布，所述推筒与弧形履带架连接。

所述弧形履带架包括弧形上片和弧形下片，所述弧形上片与弧形下片连接，所述弧形上片与弧形下片均开设有连接孔，所述推筒上设置有卡柱，所述卡柱设有多组，多组所述卡柱与连接孔相适应，所述弧形履带架的内径与推筒的直径相匹配。

所述弧形履带架还包括过渡片和锁紧板，所述过渡片的相对第二连接板的一侧适于与锁紧板可拆卸连接，所述过渡片的两端与相应的弧形上片或弧形下片连接；

所述锁紧板内开设第一安装孔，所述过渡片上开设有与第一安装孔相对应的通孔，所述锁紧板与第二连接板螺栓连接。

具体的，设定过渡片是因为实际位置的弧长并不一定，确保弧形上片和弧形下片组成的空腔内保证安装推筒，使安装具有合理性。

优选的，所述第一连接板的中间安装有激光发射器，所述第二连接板上开设有中心孔，所述激光发射器适于测准顶管的中心位置。

优选的，在测定中心位置后，所述第二连接板的中心处安装固定块，所述固定块与第二连接板可拆卸连接，所述固定块上安装测量杆，所述测量件在固定块上旋转，所述测量件上开设有第二安装孔，所述测量杆适于定位推筒。

优选的，所述测量件包括横杆、第一竖杆和第二竖杆，所述横杆的靠近第二连接板的一端与固定块连接，所述横杆的另一端分别与第一竖杆和第二竖杆铰接；

所述第一竖杆与第二竖杆沿横杆的轴线对称设置，所述第一竖杆与第二竖杆均为伸缩杆，所述第二安装孔分别设置在第一竖杆和第二竖杆的自由端上，所述第一竖杆与第二竖杆适于旋转测绘顶管轮廓并定位推筒。

优选的，所述横杆为工字型，所述横杆远离第二连接板的一端设有挡板，所述挡板上开设螺纹孔，所述挡板适于锁紧第一竖杆和第二竖杆，所述第一竖杆和第二竖杆均容纳在横杆的的两侧凹槽内，所述第一竖杆与第二竖杆上均标注有量程；

设定伸缩且铰接的方式，在于横杆11与套筒安装完成后是否可拆，不做具体限定，如果不可拆，则测量件可折叠方式，不会与顶管2发生碰撞，增加安装便捷性，第一竖杆12与第二竖杆13的自由伸缩端被外侧固定端上的螺母实现定位锁紧。

优选的，所述限位杆设有多组，所述千斤顶的数量与限位杆相同，多组所述限位杆平行设置，所述限位杆的长度与千斤顶的壳身长度相同；所述限位杆外侧安装支板，所述支板适于支撑限位杆。

优选的，还包括以下步骤：

步骤一、在顶管坑内，初步放置顶管在推送架上，测量定位安装第一连接板于顶管坑内远离顶管的墙壁上，确保第一连接板的中心处于顶管轴线上；

步骤二、安装多组限位杆于第一连接板背对与顶管坑连接面的一侧，将限位杆与第一连接板固定连接并安装支板，千斤顶的壳身安装在限位杆内，测量并确保限位杆的水平度；

步骤三、调整千斤顶的柱塞位置，使柱塞阵列分布在第二连接板相对千斤顶的一侧并固定连接，第二连接板与第一连接板平行设置，第一连接板中心在第二连接板的轴线上；

步骤四、在第一连接板上的中间安装激光发射器，在第二连接板中间开设中心孔，安装测绘板于顶管相对第二连接板的一端，测绘版贴合并平行于第二连接板的端口处，在测绘板上记录中心位置；

步骤五、在中心孔外安装固定块，将顶管中心位置位于固定块的轴线上，安装测量件，打开第一竖杆和第二竖杆，使第一竖杆与第二竖杆平行并且第一竖杆与横杆垂直，延展第一竖杆与第二竖杆的伸缩长度，分别调整长度为顶管的内、外径相同，在测绘板上测绘出顶管的截面圆，在截面圆上测绘出等距分布的圆形；

步骤六、调整第二连接板的位置，螺纹安装锁紧板，在过渡片、弧形上片和弧形下片固定连接完成后，将过渡片与锁紧板螺纹锁紧，确保弧形上片与弧形下片组成完整的圆弧；

步骤七、在弧形上片和弧形下片之间卡接推筒，使推筒位置与步骤五的圆形位置相对应，完成对应顶管的受力分布。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

本发明设计采用第二连接板上的弧形履带架，使顶管在受力时处于均匀受力状态，推进力均匀减少顶管出现裂缝发生的概率；本发明设计激光发射器，在测绘板上测量出中心点，设计采用测量件，便捷在测绘板上测绘出设计点，在测绘板上测量出顶管端口实际受力点，根据实际受力点安装推筒，实际推筒的位置分布根据现场情况安排，使安装具有合理性，采用对称分布的千斤顶，使千斤顶输出力合理，且对比传统技术中，减少千斤顶的数量，降低成本费用支出；本发明设计适于测绘和调整顶管应力分布，且施工方法具有合理性，解决裂缝等因受力不均产生的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明的贴合件的结构图；

图4是本发明的推筒的结构图；

图5是本发明的测量件的结构图；

图6是本发明的实施例二的弧形上片和弧形下片。

图中：1、顶管坑；2、顶管；3、千斤顶；4、限位杆；5、第一连接板；6、第二连接板；7、弧形履带架(71、弧形上片；72、弧形下片；73、卡柱；74、过渡片；75、锁紧板)；8、推筒；9、激光发射器；10、固定块；11、横杆；12、第一竖杆；13、第二竖杆；14、支板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1

如图1至图5所示：一种可调节顶管受力的辅助装置，包括顶管坑1、顶管2和千斤顶3，还包括限位杆4、第一连接板5、第二连接板6和贴合件，限位杆4内开设有凹槽，千斤顶3的壳身安装在凹槽内，第一连接板5的一侧面与顶管坑1的墙壁螺栓连接，第一连接板5的另一侧面与限位杆4焊接；

第二连接板6位于限位杆4远离第一连接板5的一端上，第二连接板6与千斤顶3的柱塞焊接，千斤顶3上背对柱塞的一侧与第一连接板5焊接；

贴合件包括弧形履带架7和推筒8，弧形履带架7位于第二连接板6背对千斤顶3的一侧，推筒8在弧形履带架7内均匀分布，推筒8与弧形履带架7连接。

弧形履带架7包括弧形上片71和弧形下片72，弧形上片71与弧形下片72焊接，弧形上片71与弧形下片72均开设有连接孔，推筒8上设置有卡柱73，卡柱73设有四组，四组卡柱73沿推筒8轴向对称分布，四组卡柱73与连接孔相适应，弧形履带架7的内径与推筒8的直径相匹配。

弧形履带架7还包括过渡片74和锁紧板75，过渡片74为弯折片，中间开设通孔，两端分别与弧形上片71和弧形下片72焊接，锁紧板75内开设第一安装孔，过渡片74的中间与锁紧板75通过螺栓连接。

第一连接板5的中间安装有激光发射器9，第二连接板6上开设有中心孔，激光发射器9通电后测定顶管2的中心位置在测绘板上。

在测定中心位置后，第二连接板6的中心处安装固定块10，固定块10挡住了中心孔，固定块10与第二连接板6螺栓连接固定块10上安装测量杆，测量件在固定块10上旋转，测量件上开设有第二安装孔，第二安装孔内安装测绘笔，测量杆适于定位推筒8。

测量件包括横杆11、第一竖杆12和第二竖杆13，固定块10内开设盲孔，在盲孔内安装轴承，轴承内圈连接套筒，横杆11与固定块10的连接端为圆柱状，与套筒卡接；横杆11远离固定块10的一端上设置有两组连轴，第一竖杆12与第二竖杆13上均开设连轴孔，安装完成后实现横杆11分别与第一竖杆12和第二竖杆13铰接；

第一竖杆12与第二竖杆13沿横杆11的轴线对称设置，第一竖杆12与第二竖杆13均为伸缩杆，第二安装孔分别设置在第一竖杆12和第二竖杆13的自由端上，横杆11为工字型，横杆11远离第二连接板6的一端设有挡板，挡板为“T”形，挡板与横杆11焊接，挡板上开设第一螺纹孔，第一竖杆12与第二竖杆13上开设与螺纹孔相应的第二螺纹孔，挡板适于在第一竖杆12和第二竖杆13分别与横杆11垂直时螺纹连接，第一竖杆12和第二竖杆13均折叠容纳在横杆11的的两侧凹槽内，第一竖杆12与第二竖杆13的自由伸缩部分均标注有量程，第一竖杆12与第二竖杆13适于旋转测绘顶管2轮廓并定位推筒8；

限位杆4设有两组，千斤顶3的数量与限位杆4相同，两组限位杆4平行设置，限位杆4的长度与千斤顶3的壳身长度相同；限位杆4外侧安装支板14，支板14适于支撑限位杆4的水平和竖直。

还包括以下施工步骤：

步骤一、在顶管坑1内，初步放置顶管2在推送架上，测量定位安装第一连接板5于顶管坑1内远离顶管2的墙壁上，确保第一连接板5的中心处于顶管2轴线上；

步骤二、安装多组限位杆4于第一连接板5背对与顶管坑1连接面的一侧，将限位杆4与第一连接板5固定连接并安装支板14，千斤顶3的壳身安装在限位杆4内，测量并确保限位杆4的水平度；

步骤三、调整千斤顶3的柱塞位置，使柱塞阵列分布在第二连接板6相对千斤顶3的一侧并固定连接，第二连接板6与第一连接板5平行设置，第一连接板5中心在第二连接板6的轴线上；

步骤四、在第一连接板5上的中间安装激光发射器9，在第二连接板6中间开设中心孔，安装测绘板于顶管2相对第二连接板6的一端，测绘版贴合并平行于第二连接板6的端口处，在测绘板上记录中心位置；

步骤五、在中心孔外安装固定块10，将顶管2中心位置位于固定块10的轴线上，安装测量件，打开第一竖杆12和第二竖杆13，使第一竖杆12与第二竖杆13平行并且第一竖杆12与横杆11垂直，延展第一竖杆12与第二竖杆13的伸缩长度，分别调整长度为顶管2的内、外径相同，在测绘板上测绘出顶管2的截面圆，在截面圆上测绘出等距分布的圆形；

步骤六、调整第二连接板6的位置，确保空间安装，螺纹安装锁紧板75，在过渡片74、弧形上片71和弧形下片72焊接完成后，将过渡片74与锁紧板75螺纹锁紧，确保弧形上片71与弧形下片72组成完整的圆弧；

步骤七、在弧形上片71和弧形下片72之间卡接推筒8，使推筒8位置与步骤五的圆形位置相对应，完成对应顶管2的受力分布。

实施例2

如图6所示，将弧形上片71和弧形下片72的安装方式，改为连接处凹槽凸槽卡接，在凹槽背离第二连接板6的一端设有挡块，弧形上片71连接处的一侧为凹槽，弧形上片71连接处的另一侧为凸槽，同理，弧形下片72连接处的两侧分别设置凸槽和凹槽，凸槽和凹槽插接，将弧形上片71和弧形下片73变成组合式安装，挡块适于阻挡凸槽伴随顶管2受力后冲出凹槽，弧形上片71和弧形下片72插接完成后粘接在第二连接板6上；

同理，过渡片74与弧形上片71和弧形下片72的连接处分别改为相应的凹槽或凸槽，插接后完成本实施例与实施例1的不同之处，其它方面一致。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种可调节顶管受力的辅助装置，包括顶管坑(1)、顶管(2)和千斤顶(3)，其特征在于：还包括限位杆(4)、第一连接板(5)、第二连接板(6)和贴合件，所述限位杆(4)内开设有凹槽，所述千斤顶(3)的壳身安装在凹槽内，所述第一连接板(5)的一侧面与顶管坑(1)的墙壁固定连接，所述第一连接板(5)的另一侧面与限位杆(4)固定连接；

所述第二连接板(6)位于限位杆(4)远离第一连接板(5)的一端上，所述第二连接板(6)与千斤顶(3)的柱塞固定连接，所述千斤顶(3)上背对柱塞的一侧与第一连接板(5)固定连接；

所述贴合件包括弧形履带架(7)和推筒(8)，所述弧形履带架(7)位于第二连接板(6)背对千斤顶(3)的一侧，所述推筒(8)在弧形履带架(7)内均匀分布，所述推筒(8)与弧形履带架(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述弧形履带架(7)包括弧形上片(71)和弧形下片(72)，所述弧形上片(71)与弧形下片(72)连接，所述弧形上片(71)与弧形下片(72)均开设有连接孔，所述推筒(8)上设置有卡柱(73)，所述卡柱(73)设有多组，多组所述卡柱(73)与连接孔相适应，所述弧形履带架(7)的内径与推筒(8)的直径相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述弧形履带架(7)还包括过渡片(74)和锁紧板(75)，所述过渡片(74)的相对第二连接板(6)的一侧适于与锁紧板(75)可拆卸连接，所述过渡片(74)的两端与相应的弧形上片(71)或弧形下片(72)连接；

所述锁紧板(75)内开设第一安装孔，所述过渡片(74)上开设有与第一安装孔相对应的通孔，所述锁紧板(75)与第二连接板(6)螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述第一连接板(5)的中间安装有激光发射器(9)，所述第二连接板(6)上开设有中心孔，所述激光发射器(9)适于测准顶管(2)的中心位置。

5.根据权利要求1所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：在测定中心位置后，所述第二连接板(6)的中心处安装固定块(10)，所述固定块(10)与第二连接板(6)可拆卸连接，所述固定块(10)上安装测量杆，所述测量件在固定块(10)上旋转，所述测量件上开设有第二安装孔，所述测量杆适于定位推筒(8)。

6.根据权利要求5所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述测量件包括横杆(11)、第一竖杆(12)和第二竖杆(13)，所述横杆(11)的靠近第二连接板(6)的一端与固定块(10)连接，所述横杆(11)的另一端分别与第一竖杆(12)和第二竖杆(13)铰接；

所述第一竖杆(12)与第二竖杆(13)沿横杆(11)的轴线对称设置，所述第一竖杆(12)与第二竖杆(13)均为伸缩杆，所述第二安装孔分别设置在第一竖杆(12)和第二竖杆(13)的自由端上，所述第一竖杆(12)与第二竖杆(13)适于旋转测绘顶管(2)轮廓并定位推筒(8)。

7.根据权利要求6所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述横杆(11)为工字型，所述横杆(11)远离第二连接板(6)的一端设有挡板，所述挡板上开设螺纹孔，所述挡板适于锁紧第一竖杆(12)和第二竖杆(13)，所述第一竖杆(12)和第二竖杆(13)均容纳在横杆(11)的的两侧凹槽内，所述第一竖杆(12)与第二竖杆(13)上均标注有量程。

8.根据权利要求1所述的一种可调节顶管受力的辅助装置，其特征在于：所述限位杆(4)设有多组，所述千斤顶(3)的数量与限位杆(4)相同，多组所述限位杆(4)平行设置，所述限位杆(4)的长度与千斤顶(3)的壳身长度相同；所述限位杆(4)外侧安装支板(14)，所述支板(14)适于支撑限位杆(4)。

9.一种可调节顶管受力的辅助装置的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤一、在顶管坑(1)内，初步放置顶管(2)在推送架上，测量定位安装第一连接板(5)于顶管坑(1)内远离顶管(2)的墙壁上，确保第一连接板(5)的中心处于顶管(2)轴线上；

步骤二、安装多组限位杆(4)于第一连接板(5)背对与顶管坑(1)连接面的一侧，将限位杆(4)与第一连接板(5)固定连接并安装支板(14)，千斤顶(3)的壳身安装在限位杆(4)内，测量并确保限位杆(4)的水平度；

步骤三、调整千斤顶(3)的柱塞位置，使柱塞阵列分布在第二连接板(6)相对千斤顶(3)的一侧并固定连接，第二连接板(6)与第一连接板(5)平行设置，第一连接板(5)中心在第二连接板(6)的轴线上；

步骤四、在第一连接板(5)上的中间安装激光发射器(9)，在第二连接板(6)中间开设中心孔，安装测绘板于顶管(2)相对第二连接板(6)的一端，测绘版贴合并平行于第二连接板(6)的端口处，在测绘板上记录中心位置；

步骤五、在中心孔外安装固定块(10)，将顶管(2)中心位置位于固定块(10)的轴线上，安装测量件，打开第一竖杆(12)和第二竖杆(13)，使第一竖杆(12)与第二竖杆(13)平行并且第一竖杆(12)与横杆(11)垂直，延展第一竖杆(12)与第二竖杆(13)的伸缩长度，分别调整长度为顶管(2)的内、外径相同，在测绘板上测绘出顶管(2)的截面圆，在截面圆上测绘出等距分布的圆形；

步骤六、调整第二连接板(6)的位置，螺纹安装锁紧板(75)，在过渡片(74)、弧形上片(71)和弧形下片(72)固定连接完成后，将过渡片(74)与锁紧板(75)螺纹锁紧，确保弧形上片(71)与弧形下片(72)组成完整的圆弧；

步骤七、在弧形上片(71)和弧形下片(72)之间卡接推筒(8)，使推筒(8)位置与步骤五的圆形位置相对应，完成对应顶管(2)的受力分布。

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