CN115095341A - 一种淤泥土质采用的顶管施工装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及顶管设备技术领域，尤其是涉及一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其包括顶管和用于组成管道的管体，所述顶管远离管体的一端连接有搅土装置，所述顶管内连接有抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸泵和分离组件，所述分离组件用于对淤泥进行固液分离，所述分离组件包括分离管道，所述分离管道贯穿管体，所述管体内连接有用于固定分离管道的支架，所述抽吸泵与分离管道连接，所述分离管道上连接有输水管，所述输水管上连接有水泵，所述管体上连接有出水管，所述出水管贯穿管体，所述出水管远离管体轴心的一端与管体外侧壁齐平，所述出水管上连接有阀门，所述出水管与输水管可拆卸连接，本申请具有提高顶管施工的效率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及顶管设备技术领域，尤其是涉及一种淤泥土质采用的顶管施工装置。
背景技术
顶管施工是一种非开挖施工方法，能够不开挖或者少开挖而实现管道埋设。顶管施工时，现在地面挖出工作坑和接收坑，将掘进机放入工作坑，掘进机在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力朝向接收坑进行作业，将管道按设计的管路顶入土中，并将土方运走。一节用于组成管道的管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。
淤泥是一种天然含水量大于流性界限，孔隙比大于1.5的软土，淤泥因数是指淤泥的摩擦因数，在对淤泥地基进行处理时，淤泥因数在一定程度上决定了地基处理的难易程度，现有的顶管装置在施工的时候遇见淤泥地段或者具有高孔隙比、高含水量、高压缩性，抗剪性差的地段，在淤泥土质中进行顶管施工时，土质与管体接触密实摩擦力增大，从而导致顶进过程较为困难，顶管施工的效率降低。
发明内容
为了提高顶管施工的效率，本申请提供一种淤泥土质采用的顶管施工装置。
本申请提供的一种淤泥土质采用的顶管施工装置采用如下的技术方案：
一种淤泥土质采用的顶管施工装置：包括顶管和用于组成管道的管体，所述顶管远离所述管体的一端连接有搅土装置，所述顶管内连接有抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸泵和分离组件，所述分离组件用于对淤泥进行固液分离，所述分离组件包括分离管道，所述分离管道和所述抽吸泵连接在所述顶管内，所述分离管道贯穿所述管体，所述管体内连接有用于固定分离管道的支架，所述抽吸泵与所述分离管道连接，所述分离管道上连接有输水管，所述输水管上连接有水泵，所述管体的侧壁上连接有出水管，所述出水管贯穿所述管体，所述出水管远离所述管体轴心的一端与所述管体外侧壁齐平，所述出水管上连接有阀门，所述出水管与所述输水管可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，将顶管通过工作坑降至合适的位置后，通过搅土装置使得顶管对淤泥进行破土，将顶管推入淤泥，将管体连接在顶管远离搅土装置的一端，抽吸泵将搅碎的淤泥吸入分离管道，淤泥中的水被分离出来，启动水泵和阀门，从淤泥中分离出的水通过输水管和出水管朝向管体周围的淤泥输出，减少了排至外部环境中的淤泥的水分，从而提高了管体周围淤泥的含水量，提高管体周围的淤泥的流动性，从而减小了淤泥与管体之间的摩擦力，便于顶管进入淤泥提高了顶管施工的效率。
可选的，所述分离管道包括输泥管和存水管，所述输泥管位于所述存水管内并与所述存水管连接，所述输泥管的侧壁上设置有沥水孔，所述沥水孔与所述存水管连通，所述存水管和所述输泥管朝向所述搅土装置的一端均连接有封闭板，所述抽吸泵连接在所述输泥管上的所述封闭板上所述输水管连接在所述存水管上并与所述存水管连通，所述分离组件还包括挤压板，所述挤压板铰接在所述输泥管内，所述挤压板与所述输泥管之间的铰接点远离所述沥水孔设置，所述挤压板于所述输泥管之间的铰接轴上套设有扭簧。
通过采用上述技术方案，抽吸泵将淤泥吸入输泥管，淤泥通过挤压板时，挤压板远离沥水孔转动，在扭簧的作用下挤压板对淤泥进行挤压，淤泥中的水通过沥水孔流至存水管，从而实现淤泥的固液分离。
可选的，所述输泥管上连接有拦截网，所述拦截网位于所述沥水孔内。
通过采用上述技术方案，拦截网的设置减小了淤泥进入存水管的可能性。
可选的，所述输水管远离所述存水管的一端连接有电磁圈，所述出水管朝向所述管体轴心的一端连接有连接圈，所述连接圈具有磁性，所述连接圈与所述电磁圈相对设置，所述输水管的侧壁上连接有接近传感器，所述出水管上连接有与所述接近传感器对应设置的感应板，当所述连接圈与所述电磁圈相对时，所述接近传感器与所述感应板相抵，所述接近传感器与所述电磁圈和所述阀门电连接。
通过采用上述技术方案，当管体与顶管连接，接近传感器与感应板相抵，接近传感器使得电磁圈通电，电磁圈与连接圈磁性连接，从而实现输水管与出水管的可拆卸连接。
可选的，所述存水管上的所述封闭板上连接有回水泵，所述回水泵将所述存水管中的水朝向所述搅土装置输送。
通过采用上述技术方案，回水泵将存水管内分离出的水朝向搅土装置输送，提高了搅土装置所接触的淤泥中的含水量，从而便于搅土装置的作业。
可选的，还包括导向装置，所述导向装置包括导向座和导向杆，所述导向杆的一端固定连接在所述顶管的内侧壁上，所述导向杆的另一端贯穿所述顶管和所述管体，所述导向杆包括若干个节杆，所述节杆同轴设置并相互铰接，相邻的所述节杆可拆卸连接，所述节杆之间的铰接点位于所述节杆的端部朝向工作坑的坑口的一侧，所述导向座沿管路设置，所述导向座连接在工作坑内，所述导向杆贯穿所述导向座并与所述导向座滑动连接。
通过采用上述技术方案，导向杆和导向座的滑动配合对顶管的推进提供导向，从而减小了顶管偏离管路的可能性。
可选的，所述出水管远离所述管体轴心的一端设置有杆槽，所述杆槽位于所述阀门远离所述管体轴心的一侧，所述杆槽的侧壁上滑动连接有插杆。
通过采用上述技术方案，当顶管到达接收坑，管道铺设结束后，移动插杆，插杆插入管体周围的淤泥中，从而对管体进行定位，提高了管体的稳定性。
可选的，所述出水管的侧壁上设置有通槽，所述通槽位于所述阀门远离所述管体轴心的一侧，所述导向杆通过所述通槽贯穿所述出水管的侧壁，所述杆槽的侧壁上转动连接有棘轮，所述导向杆远离工作坑坑口的侧壁上连接有棘齿，所述棘齿远离搅土装置倾斜设置，所述杆槽与所述通槽连通，所述插杆上也连接有棘齿，所述插杆上的所述棘齿朝向所述管体的轴心倾斜，所述棘齿与所述棘轮啮合。
通过采用上述技术方案，当顶管到达接收坑后，将顶管从接收坑取出，导向杆跟随顶管从接收坑取出，管体内的导向杆沿管体的轴向移动，导向杆上的棘齿带动棘轮转动，通过插杆上的棘齿与棘轮的配合，使得插杆远离管体轴心移动，插杆穿出杆槽的槽口并与插设在管体周围的淤泥中。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 将顶管通过工作坑降至合适的位置后，通过搅土装置使得顶管对淤泥进行破土，将顶管推入淤泥，将管体连接在顶管远离搅土装置的一端，抽吸泵将搅碎的淤泥吸入分离管道，淤泥中的水被分离出来，启动水泵和阀门，水通过输水管和出水管朝向管体周围的淤泥输出，从而提高了管体周围淤泥的含水量，提高管体周围的淤泥的流动性，从而减小了淤泥与管体之间的摩擦力，提高了顶管施工的效率；
2. 转动输送轴和输送板，被吸入输泥管的淤泥通过输送板远离搅土装置移动，输泥管中的淤泥被搅动，淤泥中的水通过沥水孔流至存水管，从而实现淤泥的固液分离；
3. 当顶管到达接收坑后，将顶管从接收坑取出，导向杆跟随顶管从接收坑取出，管体内的导向杆沿管体的轴向移动，导向杆上的棘齿带动棘轮转动，通过插杆上的棘齿与棘轮的配合，使得插杆远离管体轴心移动，插杆穿出杆槽的槽口并与插设在管体周围的淤泥中。
附图说明
图1是用于体现一种淤泥土质采用的顶管施工装置的整体结构示意图；
图2是用于体现输泥管与存水管之间位置关系的示意图；
图3是用于体现图2中安装块与安装槽之间位置关系的A部放大图；
图4是用于体现图2中挤压板与输泥管之间位置关系的B部放大图；
图5是用于体现接近传感器与感应板之间位置关系的示意图；
图6是用于体现连接杆与连接扣之间位置关系的示意图；
图7是用于体现通槽与杆槽之间位置关系的示意图；
图8是用于体现图7中棘轮与插杆之间位置关系的C部放大图。
附图标记说明：
1、顶管；2、管体；3、驱动机；4、转盘；5、安装块；6、安装槽；7、刀片；8、抽吸泵；9、挤压板；10、支架；11、加固环；12、输泥管；13、存水管；14、沥水孔；15、通孔；16、封闭板；17、扭簧；18、输水管；19、水泵；20、回水泵；21、出水管；22、阀门；23、电磁圈；24、连接圈；25、感应板；26、接近传感器；27、导向座；28、节杆；29、连接杆；30、连接扣；31、弹槽；32、压簧；33、扣板；34、杆槽；35、插杆；36、燕尾条；37、通槽；38、棘轮；39、棘齿；40、密封圈。
具体实施方式
本申请实施例公开一种淤泥土质采用的顶管施工装置。
参照图1，一种淤泥土质采用的顶管施工装置，包括顶管1和用于组成管道的管体2。
参照图2和图3，顶管1远离管道的一端连接有搅土装置，搅土装置包括驱动机3和转盘4，顶管1内连接有安装块5，安装块5内设置有安装槽6，安装槽6与顶管1同轴设置，驱动机3连接在安装槽6内，转盘4转动连接在顶管1的端部，转盘4为格栅板，转盘4远离安装块5的侧壁上连接有若干个刀片7，驱动机3的输出轴贯穿安装块5并与转盘4同轴连接。
参照图2、图3和图4，顶管1内连接有抽吸装置，抽吸装置包括抽吸泵8和分离组件，分离组件包括分离管道和挤压板9，分离管道连接在顶管1内，分离管道设置在顶管1内并位于安装块5远离刀头的一侧，管体2内连接有用于支撑分离管道的支架10，支架10远离管体2侧壁的侧壁设置为弧形，分离管道为软管，分离管道沿其轴向一体连接有多个加固环11，加固环11套设在分离管道上，支架10上设置有定位槽，将加固环11插设在定位槽内，分离管道贯穿管体2并架设在支架10上，支架10对分离管道起到支撑和固定的作用。
参照图2、图3和图4，分离管道包括输泥管12和存水管13，输泥管12位于存水管13内并与存水管13的侧壁一体连接，输泥管12与顶管1同轴设置，输泥管12上远离其与存水管13之间连接点的侧壁上设置有沥水孔14，沥水孔14与存水管13连通，输泥管12上连接有拦截网（图中未标出），拦截网位于沥水孔14内，存水管13和输泥管12朝向安装块5的一端均一体连接有封闭板16，输泥管12上的封闭板16远离输泥管12的侧壁与安装块5一体连接，安装块5上设置有通孔15，通孔15贯穿输泥管12上的封闭板16，抽吸泵8设置有多个，抽吸泵8连接在输泥管12上，其中一个抽吸泵8连接在通孔15内并与输泥管12连通。
参照图2和图4，挤压板9铰接在输泥管12内，挤压板9铰接在加固环11上，挤压板9与加固环11之间的铰接点远离沥水孔14设置，挤压板9于输泥管12之间的铰接轴上套设有扭簧17。
参照图3和图4，存水管13上与沥水孔14相对的侧壁上连接有输水管18，输水管18上连接有水泵19，与存水管13连接的封闭板16上连接有回水泵20。
参照图4和图5，管体2的侧壁上连接有与输水管18相对设置的出水管21，出水管21贯穿管体2，出水管21远离管体2轴心的一端与管体2外侧壁齐平，出水管21上连接有阀门22，输水管18远离存水管13的一端连接有电磁圈23，出水管21朝向管体2轴心的一端连接有连接圈24，连接圈24具有磁性，连接圈24与电磁圈23相对设置，输水管18的侧壁上连接有接近传感器26，接近传感器26与输水管18轴线之间的连线与管体2的轴线垂直，出水管21上连接有与接近传感器26对应设置的感应板25，当连接圈24与电磁圈23相对时，接近传感器26与感应板25相抵，接近传感器26与电磁圈23和阀门22电连接。
参照图2和图5，一种淤泥土质采用的顶管施工装置，还包括导向装置，导向装置包括导向座27和导向杆，导向杆的一端固定连接在顶管1的内侧壁上，导向杆的另一端贯穿顶管1和管体2，导向杆包括若干个节杆28，相邻的所述节杆28可拆卸连接。
参照图5和图6，节杆28同轴设置并通过连接杆29和连接扣30相互铰接，节杆28之间的铰接点位于节杆28的端部朝向工作坑的坑口的一侧，连接杆29连接在节杆28的一端靠近工作坑的坑口的一侧，连接杆29的轴线与节杆28的轴向相互垂直，连接扣30连接在节杆28上远离连接杆29的一端，连接扣30设置为U形，连接扣30远离节杆28的侧壁靠近工作坑坑口的一端设置为圆角，连接扣30的开口远离节杆28设置，连接扣30上相对的侧壁上设置有弹槽31，弹槽31的底部连接有压簧32，压簧32远离弹槽31底部的一端连接有扣板33，两个扣板33相对的侧壁相抵，扣板33相互靠近的侧壁上远离节杆28的一端设置为圆角，当连接杆29位于扣板33和连接扣30的水平部之间时，连接扣30远离节杆28的侧壁与相邻的节杆28相抵。
相邻的节杆28相互靠近，连接扣30朝向连接杆29移动，连接杆29抵住扣板33，扣板33移动至弹槽31内，压簧32被压缩，连接杆29移动至扣板33与连接扣30的水平部之间，压簧32恢复自然状态，两个扣板33相互抵触，将连接杆29锁在连接扣30与扣板33之间，实现相邻节杆28之间的铰接和可拆卸连接。
参照图2，导向座27上设置有导向孔，导向孔沿管路设置，导向座27连接在工作坑内，导向杆贯穿导向孔并与导向孔滑动配合。
参照图2、图7和图8，出水管21远离管体2轴心的一端设置有杆槽34，杆槽34位于阀门22远离管体2轴心的一侧，杆槽34的侧壁上设置有燕尾槽，杆槽34的侧壁上滑动连接有插杆35，插杆35上连接有燕尾条36，燕尾条36位于燕尾槽内并与燕尾槽滑动配合，出水管21的侧壁上设置有通槽37，通槽37位于阀门22远离管体2轴心的一侧，导向杆通过通槽37贯穿出水管21的侧壁，通槽37位于杆槽34靠近出水管21轴心的一侧，并与杆槽34连通，杆槽34的侧壁上转动连接有棘轮38，导向杆远离工作坑坑口的侧壁上连接有棘齿39，棘齿39远离搅土装置倾斜设置，杆槽34与通槽37连通，插杆35与节杆28交错设置，插杆35上也连接有棘齿39，插杆35上的棘齿39朝向管体2的轴心倾斜，棘齿39与棘轮38啮合。
参照图5，杆槽34的槽口处连接有密封圈40，密封圈40设置为橡胶材质，密封圈40与插杆35、棘齿39紧抵，插杆35贯穿密封圈40。
本申请一种淤泥土质采用的顶管施工装置的实施原理为：
将顶管1通过工作坑降至合适的位置后，将一个节杆28连接在顶管1上，启动驱动机3，驱动机3带动转盘4转动，刀片7对淤泥进行破土，将顶管1推入淤泥，启动抽吸泵8，抽吸泵8将淤泥吸入输泥管12，淤泥通过挤压板9时，挤压板9远离沥水孔14转动，在扭簧17的作用下挤压板9对淤泥进行挤压，淤泥中的水通过沥水孔14流至存水管13。
将管体2套设在分离管道上，并将管体2连接在顶管1远离搅土装置的一端，将其他的节杆28相互连接后，使得节杆28贯穿导向座27，并通过通槽37贯穿出水管21，将节杆28与固定在顶管1上的节杆28连接，将分离管道架设在支架10上，此时接近传感器26与感应板25相抵，接近传感器26使得电磁圈23通电，电磁圈23与连接圈24磁性连接，输水管18与出水管21连接，接近传感器26使得阀门22和水泵19开启，存水管13中的水通过输水管18和出水管21朝向管体2周围的淤泥输出，减少了排至外部环境中的淤泥的水分，从而提高了管体2周围淤泥的含水量，提高管体2周围的淤泥的流动性，从而减小了淤泥与管体2之间的摩擦力，便于顶管1进入淤泥提高了顶管1施工的效率。
当顶管1到达接收坑后，将顶管1从接收坑取出，导向杆跟随顶管1从接收坑取出，管体2内的导向杆沿管体2的轴向移动，导向杆上的棘齿39带动棘轮38转动，通过插杆35上的棘齿39与棘轮38的配合，使得插杆35远离管体2轴心移动，插杆35穿出杆槽34的槽口并与插设在管体2周围的淤泥中，提高了管体2的稳定性。
Claims (8)
1.一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：包括顶管(1)和用于组成管道的管体(2)，所述顶管(1)远离所述管体(2)的一端连接有搅土装置，所述顶管(1)内连接有抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸泵(8)和分离组件，所述分离组件用于对淤泥进行固液分离，所述分离组件包括分离管道，所述分离管道和所述抽吸泵(8)连接在所述顶管(1)内，所述分离管道贯穿所述管体(2)，所述管体(2)内连接有用于固定分离管道的支架(10)，所述抽吸泵(8)与所述分离管道连接，所述分离管道上连接有输水管(18)，所述输水管(18)上连接有水泵(19)，所述管体(2)的侧壁上连接有出水管(21)，所述出水管(21)贯穿所述管体(2)，所述出水管(21)远离所述管体(2)轴心的一端与所述管体(2)外侧壁齐平，所述出水管(21)上连接有阀门(22)，所述出水管(21)与所述输水管(18)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述分离管道包括输泥管(12)和存水管(13)，所述输泥管(12)位于所述存水管(13)内并与所述存水管(13)连接，所述输泥管(12)的侧壁上设置有沥水孔(14)，所述沥水孔(14)与所述存水管(13)连通，所述存水管(13)和所述输泥管(12)朝向所述搅土装置的一端均连接有封闭板(16)，所述抽吸泵(8)连接在所述输泥管(12)上的所述封闭板(16)上所述输水管(18)连接在所述存水管(13)上并与所述存水管(13)连通，所述分离组件还包括挤压板(9)，所述挤压板(9)铰接在所述输泥管(12)内，所述挤压板(9)与所述输泥管(12)之间的铰接点远离所述沥水孔(14)设置，所述挤压板(9)于所述输泥管(12)之间的铰接轴上套设有扭簧(17)。
3.根据权利要求2所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述输泥管(12)上连接有拦截网，所述拦截网位于所述沥水孔(14)内。
4.根据权利要求2所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述输水管(18)远离所述存水管(13)的一端连接有电磁圈(23)，所述出水管(21)朝向所述管体(2)轴心的一端连接有连接圈(24)，所述连接圈(24)具有磁性，所述连接圈(24)与所述电磁圈(23)相对设置，所述输水管(18)的侧壁上连接有接近传感器(26)，所述出水管(21)上连接有与所述接近传感器(26)对应设置的感应板(25)，当所述连接圈(24)与所述电磁圈(23)相对时，所述接近传感器(26)与所述感应板(25)相抵，所述接近传感器(26)与所述电磁圈(23)和所述阀门(22)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述存水管(13)上的所述封闭板(16)上连接有回水泵(20)，所述回水泵(20)将所述存水管(13)中的水朝向所述搅土装置输送。
6.根据权利要求1所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：还包括导向装置，所述导向装置包括导向座(27)和导向杆，所述导向杆的一端固定连接在所述顶管(1)的内侧壁上，所述导向杆的另一端贯穿所述顶管(1)和所述管体(2)，所述导向杆包括若干个节杆(28)，所述节杆(28)同轴设置并相互铰接，相邻的所述节杆(28)可拆卸连接，所述节杆(28)之间的铰接点位于所述节杆(28)的端部朝向工作坑的坑口的一侧，所述导向座(27)沿管路设置，所述导向座(27)连接在工作坑内，所述导向杆贯穿所述导向座(27)并与所述导向座(27)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述出水管(21)远离所述管体(2)轴心的一端设置有杆槽(34)，所述杆槽(34)位于所述阀门(22)远离所述管体(2)轴心的一侧，所述杆槽(34)的侧壁上滑动连接有插杆(35)。
8.根据权利要求7所述的一种淤泥土质采用的顶管施工装置，其特征在于：所述出水管(21)的侧壁上设置有通槽(37)，所述通槽(37)位于所述阀门(22)远离所述管体(2)轴心的一侧，所述导向杆通过所述通槽(37)贯穿所述出水管(21)的侧壁，所述杆槽(34)的侧壁上转动连接有棘轮(38)，所述导向杆远离工作坑坑口的侧壁上连接有棘齿(39)，所述棘齿(39)远离搅土装置倾斜设置，所述杆槽(34)与所述通槽(37)连通，所述插杆(35)上也连接有棘齿(39)，所述插杆(35)上的所述棘齿(39)朝向所述管体(2)的轴心倾斜，所述棘齿(39)与所述棘轮(38)啮合。
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