CN116989186A - 一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置 - Google Patents

Abstract

所以本申请本申请涉及水利工程领域，特别涉及一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，包括叉车、转盘、连接钢管和前方导向车，叉车前侧设置有两个货叉，转盘设置在两个货叉上，连接钢管固定连接在转盘与前方导向车之间，前方导向车用于承接管道。通过叉车的左右、前后移动，以调整前方导向车以及转盘之间的管道在隧洞内调整自身的前后、左右角度，以实现对管道承插口处的安装；在需要调节高度时，通过叉车的货车以及千斤顶同步升降，实现对管道的提升；无需预制管道和龙门架，简化了工作人员的操作流程，提升了管道安装的效率。

Description

一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置

技术领域

本申请涉及水利工程领域，尤其是涉及一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置。

背景技术

近几年，由于经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，各地区水量逐年增长，供需矛盾十分突出，而由于长期过量开采，地下水位持续下降，为了避免地下超采，现采用将部分地区的水库水资源通过管道运送来实现农村引水灌溉的全面部署，调整农村农业引水灌溉的结构形式，废弃地下机井，使用水库水资源进行引水灌溉的目的。

其中，改造方式主要为将渠道改造成将DN1600球墨铸铁管道穿过隧道的形式，湾里隧洞贯穿山体而出，过山隧洞坐落于乡道与农户民房之下，大多隧洞均穿越村落，上方坐落建筑物及道路不计其数，隧洞无法通过拆除的方式来进行管道施工。

相关技术中，在隧道内安装管道时，通常采用龙门架运输的方式，在龙门架上设置有卷扬机，通过卷扬机上的铰链将管道吊起，在隧道的地面上铺设轨道，龙门架底部的滚轮在轨道上滚动，滚轮由电机驱动转动，实现对管道前后方向的输送。

但是，在进行隧洞施工的过程中，发现隧洞内管道安装较常规隧洞施工来说较为复杂，隧洞狭窄而且弯道多，存在多处转角，不同隧道的结构不同，因此需要铺设的轨道也不同，在不同隧道内进行安装时，需要定制轨道；且，不同隧道的高度也可能不同，龙门架的高度和顶部斜撑的高度也需要定制，定制轨道和龙门架，增加了工作人员的作业难度。

发明内容

为了降低管道在隧道内安装时的作业难度，本申请提供一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置。

本申请提供的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置采用如下的技术方案：

一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，包括叉车、转盘、连接钢管和前方导向车，所述叉车前侧设置有两个货叉，转盘设置在两个货叉上，连接钢管固定连接在转盘与前方导向车之间，前方导向车用于承接管道。

通过采用上述技术方案，通过叉车的左右、前后移动，以调整前方导向车以及转盘之间的管道在隧洞内调整自身的前后、左右角度，以实现对管道承插口处的安装；在需要调节高度时，通过叉车的货车以及千斤顶同步升降，实现对管道的提升；无需预制管道和龙门架，简化了工作人员的操作流程，提升了管道安装的效率。

可选的，转盘与货叉转动连接且转动轴的轴线沿竖直方向设置，所述前方导向车还设置有导向轮，导向轮转动连接在车体的侧方，且导向轮的转动轴沿竖直方向设置。

通过采用上述技术方案，当管道的直径较大时，导向轮与隧洞内壁抵接，导向轮与隧洞内壁抵接实现自动转向，前方导向车转向，同时带动转盘以一定角度偏移，使得叉车在不易大幅度左右横移的情况下能够使得管道顺利转向，实现对管道的运输。

可选的，在车体固定设有导向杆，导向杆远离车体的端部螺纹连接有螺母，在导向杆上套设滑移板，滑移板的侧方固定配置有连接部，导向轮与连接部转动连接且转动轴的方向平行于导向轮的轴线方向；在车体的侧方固定设有弹簧，弹簧设置有导向轮与车体之间。

通过采用上述技术方案，弹簧的伸缩性使得导向轮与车体之间的间距可调节，在导向轮因为与隧洞内壁抵接而无法顺利通过时，通过弹簧的调节，增大前方导向车的转向灵活度。

可选的，所述施工装置还包括控制模块，控制模块用于接收叉车的控制信号，在检测到控制信号为控制货叉进行升降动作的控制信号时，生成同步信号，根据所述同步信号控制千斤顶同步升降。

通过采用上述技术方案，通过控制模块控制千斤顶和叉车的货叉同步升降，使得管道在被提升时不易发生倾斜。

可选的，在前方导向车靠近转盘的一侧固定设置有防翻转板。

通过采用上述技术方案，防翻转板增大了管道与车体之间的接触面积，使得管道不易在运输过程中发生翻转。

可选的，连接钢管包括固定杆和伸缩杆，固定杆与伸缩杆插接配合，在固定杆上开设有多个固定孔，在伸缩杆上开设有多个伸缩孔，将螺栓穿过对齐后的固定孔和伸缩孔后连接螺母将固定杆和伸缩杆固定。

通过采用上述技术方案，连接钢管的长度可调，能够实现对不同长度钢管的运输。

可选的，在前方导向车靠近转盘的一侧固定设置有防扭曲挡板，防扭曲挡板与连接钢管平行设置，在防扭曲挡板上固定设置有U型锁扣，连接钢管穿过U型锁扣，U型锁扣的开口处朝向防扭曲挡板。

通过采用上述技术方案，U型锁扣对连接钢管起到承接作用，能够避免连接钢管在与前方导向车断裂时，连接钢管掉落。

可选的，在前方导向车上固定设置有固定套筒，固定套筒沿竖直方向设置，连接钢管上的下侧固定设有插接柱，插接柱与固定套筒插接配合。

通过采用上述技术方案，插接柱与固定套筒插接配合，给车体的转向提供了一定的自由度，且配合U型锁扣，U型锁扣使得车体不会相对于连接钢管发生较大角度的偏移，防止车体因过度转弯卡死，同时，达到了使得车体随隧洞延伸方向的转向更加灵活。

可选的，所述施工装置还配置有图像处理模块，所述图像处理模块用于获取导向轮前方对应的隧洞内壁的图像，判断隧洞内壁的图像内是否存在障碍物，若存在，则生成提示信息，根据所述提示信息控制反馈模块提示。

通过采用上述技术方案，工作人员在驾驶叉车时，在导向轮前侧出现障碍物时，生成提示信息，根据提示信息提示工作人员，便于工作人员及时对隧洞内的障碍物进行清理，以避免障碍物阻挡导向轮的前进。

可选的，在车体上固定设置有引导筒，在横杆上固定设置有引导杆，引导杆与引导筒沿竖直方向插接配合。

通过采用上述技术方案，千斤顶带动升降架沿竖直方向升降时，引导杆与引导筒插接配合，能够提升升降架提升的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：通过叉车的左右、前后移动，以调整前方导向车以及转盘之间的管道在隧洞内调整自身的前后、左右角度，以实现对管道承插口处的安装；在需要调节高度时，通过叉车的货车以及千斤顶同步升降，实现对管道的提升；无需预制管道和龙门架，简化了工作人员的操作流程，提升了管道安装的效率。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体示意图；

图2是本申请实施例1突出前方导向车的示意图；

图3是本申请实施例2的整体示意图；

图4是本申请实施例2突出前方导向车的示意图；

图5是本申请实施例3的整体示意图。

附图标记说明：1、叉车；11、货叉；12、支撑杆；121、转轴；2、转盘；3、连接钢管；31、固定杆；32、伸缩杆；311、插接柱；4、前方导向车；41、车体；411、引导筒；42、车轮；43、升降架；431、横杆；4311、防翻转板；432、阻挡杆；4321、引导杆；44、千斤顶；45、导向轮；5、导向杆；51、滑移板；52、弹簧；53、螺母；6、控制模块；7、防扭曲挡板；71、U型锁扣；8、固定套筒。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例公开一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置。参照图1，包括：包括叉车1、转盘2、连接钢管3和前方导向车4，叉车1前侧设置有两个货叉11，两个货叉11之间固定连接有呈交叉状设置的两个支撑杆12；转盘2为转动板，转动板与支撑杆12连接；连接钢管3设置有两个，两个连接钢管3分别与转动板的两端固定，且连接钢管3的另一端与前方导向车4固定连接；运输管道时，将管道的一端放置于转动板上，另一端放置于前方导向车4上。

参照图1和图2，前方导向车4包括车体41、车轮42、升降架43和千斤顶44，车体41固定连接在连接钢管3远离转盘2的一端，升降架43包括横杆431和两个阻挡杆432，横杆431沿水平方向设置，两个阻挡杆432分别固定设置在横杆431的两端，两个横杆431的端部向相互远离的方向设置；管道放置于横杆431上，两个阻挡杆432对管道能够起到阻挡限位作用；在车体41上固定设置有引导筒411，在阻挡杆432上固定设置有引导杆4321，引导杆4321与引导筒411沿竖直方向插接配合，千斤顶44沿竖直方向固定设置在车体41上，千斤顶44的顶部与阻挡杆432固定连接，用于控制升降架43的升降，以调节管道的高度；车轮42转动连接在车体41的底部。

上述施工装置的工作原理为：管道能够随叉车1的角度变换而调整方向，当管道与隧道内壁之间的间距能够使得整个管道在隧洞内进行较大幅度左右横移时，通过左右横移叉车1来带动整个前方导向车4、转盘2和管道同步移动；且叉车1提供了工作人员将管道插入承插口时前后方向的推力；相比于传统的龙门架运输方式，在通过龙门架对接管道时，需要工作人员手动推动管道，以调节管道的左右位置，由于管道的质量较重，因此很容易造成工作人员损伤，因此本申请的施工装置相比于龙门架更安全；进一步地，本申请实施例通过千斤顶44即可实现对管道高度的调节，相比于龙门架采用吊装的方式，无需考虑隧道对施工工具高度的限制，提高了操作便利性，而后将对齐后的管道通过支墩支撑。

参照图1，进一步地，连接钢管3位于管道边沿的外侧，能够防止隧道内壁撞击管道；由于DN1600球墨铸铁管道重量较大，在前进或后退时力量较大，为防止前方导向车4翻转，故在在横杆431靠近叉车1的一侧固定连接有防翻转板4311，防转翻板以增大管道与前方导向车4之间的有效接触面积，以降低前方导向车4发生翻转的可能性；引导杆4321与引导筒411插接配合，能够提高千斤顶44将升降架43提升、降落时的移动稳定性。

参照图1，为了提升施工装置的适应性，本申请实施例设置的连接钢管3为可伸缩结构，连接钢管3可包括固定杆31和伸缩杆32，固定杆31与伸缩杆32插接配合，在固定杆31上开设有多个固定孔，在伸缩杆32上开设有多个伸缩孔，将螺栓穿过对齐后的固定孔和伸缩孔，即可实现调节连接钢管3长度的功能。

具体地，本申请实施例利用叉车1货叉11的升降功能以及千斤顶44的顶撑功能，实现了将管道前端和后端同步升降的功能；若采用工作人员手动控制货叉11和千斤顶44升降，则可能存在操作误差，造成管道倾斜，因此本申请实施例设置的施工装置配置有控制模块，控制模块用于接收叉车1的控制信号，在检测到控制信号为控制货叉11进行升降动作的控制信号时，生成同步信号，根据同步信号控制千斤顶44同步升降。

本申请实施例一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置的实施原理为：通过叉车1的左右、前后移动，以调整前方导向车4以及横杆431之间的管道在隧洞内调整自身的前后、左右角度，以实现对管道承插口处的安装；在需要调节高度时，通过叉车1的货车以及千斤顶44同步升降，实现对管道的提升。

实施例2

参照图3，本申请实施例公开一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，与实施例1的不同之处在于，在两个支撑杆12的中心处固定连接有竖直设置的转轴121，转动板通过转轴121与支撑杆12转动连接；参照图4，前方导向车4还包括导向轮45，导向轮45转动连接在车体41的侧方且导向轮45的轴线沿竖直方向设置，导向轮45能够与隧道的内壁抵接，在车体41固定设有导向杆5，导向杆5远离车体41的端部螺纹连接有螺母53，在导向杆5上套设滑移板51，滑移板51的侧方固定设置有连接部511，导向轮45与连接部511转动连接且转动轴的方向平行于导向轮45的轴线方向；在车体41的侧方固定设有弹簧52，弹簧52设置有导向轮45与车体41之间，弹簧52的弹力大小可根据弹簧52型号的不同而设定。

上述管道施工装置的工作原理为：当管道的直径较大时，管道外壁与隧道内壁之间的间距很小，此时整个管道无法在隧道内大幅度左右移动，工作人员在调节后方叉车1时，很难准确调节前方导向车4的角度；因此，对于本申请实施例，设置了自动控制前方导向车4随隧洞内壁延伸方向而转向的导向轮45，具体地，由于滑移板51与导向杆5滑动连接，因此结合弹簧52的弹力作用，前方导向车4在前进时，导向轮45与隧道内壁处于抵接状态，导向轮45受到墙壁的抵接力，此抵接力使得车轮42随隧道的转弯方向调整角度，与此同时，转动板在车体41的带动下相对于叉车1转动，进而改变整个管道的前行方向，使得管道能够顺利通过弯道。

进一步地，在导向轮45沿隧洞内壁滑移过程中，为了避免隧洞内壁上的不平整处对导向轮45的滑动造成干涉，本申请实施例设置的施工装置还配置有图像处理模块，图像处理模块用于获取导向轮45前方对应的隧洞内壁的图像，判断隧洞内壁的图像内是否存在障碍物，若存在，则生成提示信息，根据提示信息控制反馈模块提示。工作人员在驾驶叉车1时，在导向轮45前侧出现障碍物时，生成提示信息，根据提示信息提示工作人员，便于工作人员及时对隧洞内的障碍物进行清理，以避免障碍物阻挡导向轮45的前进；具体地，图像处理模块可通过神经网络模型对障碍物进行识别，对神经网络模型进行训练时，将已标注的障碍物类型和尺寸的隧洞内壁图片作为训练样本输入至神经网络模型，以调整神经网络模型的参数。

参照图4，将车体41与连接钢管3固定连接时，通常可采用焊接的形式，但是若采用焊接的形式，在叉车1前进的方式中，承插过程中由需要不断调节导向车的前后、左右方向，因此钢管焊接处很容易发生断裂，因此，本申请实施例设置的车体41上还固定设置有防扭曲挡板7，防扭曲挡板7与连接钢管3平行设置，防扭曲挡板7上设置有U型锁扣71，U型锁扣71的开口处朝向防扭曲挡板7。U型锁扣71对连接钢管3起到承接作用，能够避免焊接钢管在焊接处焊接不牢导致的断裂。

本申请实施例一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置的实施原理为：当管道与隧洞之间的间距较小时，车体41两侧的导向轮45与隧洞内壁抵接，当车体41因为在弯道处转弯而转弯时，由于弹簧52的伸缩度，可使得导向轮45与车体41之间的间距缩小，进而便于前方导向车4顺应隧洞的延伸方向微调角度，以实现转弯，通过叉车1前进的作用力，实现对管道整体的运输。

实施例3

参照图5，本申请实施例与实施例1和实施例2的不同之处在于，为了增加前方导向车4转向的灵活度，本申请实施例设置的车体41上设置有固定套筒8，在连接钢管3的端部上固定设置有插接柱311，插接柱311与固定套筒8沿垂直于地面的方向插接配合。插接柱311与固定套筒8插接配合，给车体41的转向提供了一定的自由度，且配合U型锁扣71，U型锁扣71使得车体41不会相对于连接钢管3发生较大角度的偏移，防止车体41因过度转弯卡死，同时，达到了使得车体41随隧洞延伸方向的转向更加灵活。

以上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 (10)

1.一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，包括叉车(1)、转盘(2)、连接钢管(3)和前方导向车(4)，所述叉车(1)前侧设置有两个货叉(11)，转盘(2)设置在两个货叉(11)上；所述前方导向车(4)包括车体(41)、车轮(42)、升降架(43)和千斤顶(44)，连接钢管(3)固定连接在转盘(2)与车体(41)之间，车轮(42)转动连接在车体(41)的底部，千斤顶(44)的底部固定设置在车体(41)上，千斤顶(44)沿竖直方向设置，升降架(43)固定连接在千斤顶(44)的顶部，用于承接管道。

2.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，转盘(2)与货叉(11)转动连接且转轴（121）的轴线沿竖直方向设置；所述前方导向车(4)还设置有导向轮(45)，导向轮(45)转动连接在车体(41)的侧方，且导向轮(45)的转动轴沿竖直方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，在车体(41)固定设有导向杆(5)，导向杆(5)远离车体(41)的端部螺纹连接有螺母(53)，在导向杆(5)上套设滑移板(51)，滑移板(51)的侧方固定配置有连接部，导向轮(45)与连接部转动连接且转动轴的方向平行于导向轮(45)的轴线方向；在车体(41)的侧方固定设有弹簧(52)，弹簧(52)设置有导向轮(45)与车体(41)之间。

4.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，所述施工装置还包括控制模块，控制模块用于接收叉车(1)的控制信号，在检测到控制信号为控制货叉(11)进行升降动作的控制信号时，生成同步信号，根据所述同步信号控制千斤顶(44)同步升降。

5.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，在前方导向车(4)靠近转盘(2)的一侧固定设置有防翻转板(4311)。

6.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，连接钢管(3)包括固定杆(31)和伸缩杆(32)，固定杆(31)与伸缩杆(32)插接配合，在固定杆(31)上开设有多个固定孔，在伸缩杆(32)上开设有多个伸缩孔，将螺栓穿过对齐后的固定孔和伸缩孔后连接螺母(53)将固定杆(31)和伸缩杆(32)固定。

7.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，在前方导向车(4)靠近转盘(2)的一侧固定设置有防扭曲挡板（7），防扭曲挡板（7）与连接钢管(3)平行设置，在防翻转挡板上固定设置有U型锁扣(71)，连接钢管(3)穿过U型锁扣(71)，U型锁扣(71)的开口处朝向防扭曲挡板（7）。

8.根据权利要求7所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，在前方导向车(4)上固定设置有固定套筒（8），固定套筒（8）沿竖直方向设置，连接钢管(3)上的下侧固定设有插接柱（311），插接柱（311）与固定套筒（8）插接配合。

9.根据权利要求2所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，所述施工装置还配置有图像处理模块，所述图像处理模块用于获取导向轮(45)前方对应的隧洞内壁的图像，判断隧洞内壁的图像内是否存在障碍物，若存在，则生成提示信息，根据所述提示信息控制反馈模块提示。

10.根据权利要求1所述的一种穿越弯曲隧洞的管道施工装置，其特征在于，在车体(41)上固定设置有引导筒(411)，在横杆(431)上固定设置有引导杆(4321)，引导杆(4321)与引导筒(411)沿竖直方向插接配合。