CN210531747U - 一种狭小空间下管节顶进辅助设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种狭小空间下管节顶进辅助设备，本实用新型套设于管节外侧，配合顶镐使用，呈槽体框架结构，包括前顶铁、后顶铁和拉带，前顶铁套设于管节管身段，呈拱形，包括拱形环和焊接于拱形环两拱脚外侧的顶板，顶板的板面与管节中轴线垂直设置，拱形环的尺寸大于管节的尺寸，后顶铁套设于管节后端面，呈圆环状，圆环尺寸与管节后侧面尺寸相适配，拉带有两条，紧贴管节管身段两侧设置，前端焊接于前顶铁内侧面，后端焊接于后顶铁外侧面。本实用新型有效减小了顶管施工技术中始发井的尺寸，在降低成本的同时显著缩短了施工周期，而且本实用新型制作材料易得，制作工艺简单，结构简单，轻便耐用，使用方便，成本低廉，普适性及可推广性强。

Description

一种狭小空间下管节顶进辅助设备

技术领域

本实用新型涉及顶管施工领域，具体涉及一种狭小空间下管节顶进辅助设备。

背景技术

随着技术的革新和经济的高速发展，城市高楼不断涌现在各大城市的各个角落，不计其数的地下综合管网工程应运而生。各种管网的建造给人们带来了生活上的极大便利。目前，城市管网工程施工方法已从原先的开挖施工到非开挖或者少开挖施工方向演变，与日俱增的施工方法改变了市容市貌，让人们感受到城市更加的舒适温馨，也大大降低了二次开挖路面所带来的经济损失。目前国内少开挖或不开挖的主要施工方法有如下几种：一是人工顶管施工；二是机械顶管施工；三是盾构施工，三种施工方法各有优缺点，其中，这三种主要方式优点都是无需阻断交通，且因都在地下施工对交通的干扰少，相比开挖施工，大大缩减了施工工期，减少了施工噪声污染，且顶管法可以明显减少明挖法大尺寸基坑开挖和井点降水带来的环境影响及危害。人工顶管施工法适用于掌子面较大、大管径管道的施工；机械顶管施工适用于管径较小的管道施工；盾构法施工一般应用在松软含水地层，相对均质条件，在隧道等施工都有一定的应用，要求有足够的埋深，且覆土深度宜小于6m。基于以上三种不开挖或少开挖施工方法，不同施工环境下采用不用的施工方法，考虑到城市群密集以及施工地理位置的限制，顶管法施工中，施工井的尺寸往往会受众多因素的限制，因此，在现有技术基础上进一步减小施工井的尺寸，对于顶管技术的适用及推广显得尤为重要。目前，在狭小空间下顶管施工成为市政行业所要研究的一个重要内容。CN202082490U公开了一种反向顶管机，它包括机头、后座、主顶油泵和混凝土管，其优点是它采用反向顶进的工作方法，能够大幅度减小工作井的尺寸，但是，反向顶管机结构相对复杂，制作不便，且为一体组合结构，设备较重，在狭小的井下空间不便施工。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种狭小空间下管节顶进辅助设备，以解决现有技术存在的难以在狭小空间下有效施工或者制作推广难度大，设备自重大、不便施工等问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种狭小空间下管节顶进辅助设备，套设于管节外侧，配合顶镐使用，呈槽体框架结构，包括前顶铁、后顶铁和拉带；

所述前顶铁套设于管节管身段，呈拱形，包括拱形环和焊接于拱形环两拱脚外侧的顶板，所述顶板的板面与管节中轴线垂直设置，所述拱形环的尺寸大于管节的尺寸；

所述后顶铁套设于管节后端面，呈圆环状，圆环尺寸与管节后侧面尺寸相适配；

所述拉带有两条，紧贴管节管身段两侧设置，前端焊接于前顶铁内侧面，后端焊接于后顶铁外侧面。

优选地，所述前顶铁与拉带接触部焊接有牛腿，所述牛腿水平设置，呈三角形状，两条边分别焊接于顶板上边缘和拉带外侧面。

优选地，所述拉带的长度与顶镐初始长度相适配。

优选地，所述拉带外侧面对应焊接加劲板。

优选地，所述顶板焊接于拱形环拱脚的后侧面，与拱形环后侧面平齐，顶板前侧面与拱形环拱脚的外侧面之间均匀焊接若干加劲肋，所述加劲肋水平设置，呈直角三角形状。

优选地，每块顶板前侧面至少焊接三块加劲肋。

优选地，所述前顶铁与后顶铁顶端对应焊接有吊环。

优选地，所述狭小空间下管节顶进辅助设备由钢材焊制。

与现有技术相比，本实用新型的技术优势在于：

1、将顶镐着力点从管节后端前移，使顶镐与管节在横向上并排安装，缩小了始发井的开挖尺寸，既大幅节约了成井成本，又减少了征地面积，同时显著缩短了施工工期；

2、制作材料易得，制作工艺简单，实用价值高，可推广性强；

3、结构简单，轻便耐用，使用方便，普适性强。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为本实用新型涉及的一种狭小空间下管节顶进辅助设备的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的一种狭小空间下管节顶进辅助设备的安装体系示意图；

图3为现有顶管技术的安装体系示意图。

附图标记：1-前顶铁、1.1-拱形环、1.2-顶板、1.3-加劲肋、2-后顶铁、3-拉带、3.1-加劲板、4-牛腿、5-吊环、6-顶镐、7-管节。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本实用新型的一种狭小空间下管节顶进辅助设备的实施例。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。下面结合图1-3，对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明：

如图1-2所示，本实用新型优选的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，套设于外部半径为40cm混凝土管节7外侧，配合顶镐6使用，呈槽体框架结构，通体由Q235钢材焊制而成，包括前顶铁1、后顶铁2和拉带3；

所述前顶铁1套设于管节7管身段，呈拱形，包括拱形环1.1和焊接于拱形环1.1两拱脚外侧的顶板1.2，所述拱形环1.1采用内侧半径为62.5cm、厚度为10cm的环形顶铁切割加工制成，切割完成后拱形环1.1高度为112cm，前顶铁1内部空间尺寸略大于管节7的尺寸，方便设备的安装及拆除，所述顶板1.2焊接于拱形环1.1拱脚的后侧面，与拱形环1.1后侧面平齐，其板面与管节7中轴线垂直设置，顶板1.2前侧面与拱形环1.1拱脚的外侧面之间均匀焊接三块加劲肋1.3，所述加劲肋1.3水平设置，呈直角三角形状，所述顶板1.2和加劲肋1.3采用2cm厚钢板制作；

所述后顶铁2套设于管节7后端面，呈圆环状，由内部半径为40cm、厚度为10cm的环形顶铁制成，其内径与管节7外径尺寸相同，安装后可紧贴管节7外壁，对管节7进行限位保护，确保顶进过程中管节7稳定不晃动；

所述拉带3有两条，采用222cm×59cm×2cm钢板制成，紧贴管节7管身段两侧设置，前端焊接于前顶铁1内侧面，后端焊接于后顶铁2外侧面，每条拉带3分别与前顶铁1和后顶铁2之间均匀布置两条焊缝，焊条采用502焊条，焊缝长度不小于10cm，焊缝厚度不小于2cm，焊接过程中拉带3和前顶铁1以及拉带3和后顶铁2之间的空隙严禁夹渣焊，为了确保拉带3的稳定，对设计拉带3尺寸进行了强度和焊缝强度验算，顶镐6的顶进阻力Fp=1452KN，拉带3截面积为A，由此得到拉带3截面拉应力为Fp/(2A)=1452KN/(0.02m×0.59m×2)=61.5MPa<Q235钢材容许拉应力，每条焊缝需要承受的拉力为1452/4=363KN，上述材料下的焊缝强度值为490MPa，每条焊缝能承受的拉力为490MPa×0.1m×0.02m=980KN>363KN，因此拉带3和焊缝强度均满足要求；

为了进一步加强拉带3的抗拉强度与顶板1.2的稳定性，在前顶铁1与拉带3接触部焊接有牛腿4，所述牛腿4水平设置，为三角形钢板，厚度为2cm，两条边分别焊接于顶板1.2上边缘和拉带3外侧面，同时在拉带3外侧面对应焊接矩形加劲板3.1；

为了方便起吊装置对设备进行吊装，在前顶铁1与后顶铁2顶端对应焊接吊环5。

利用上述狭小空间下管节顶进辅助设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、设备安装：始发井内搭设导轨，后壁安置横铁后座并架设液压油缸顶镐6；

步骤二、首管吊入：通过起重装置将第一段管节7吊入井内的导轨上；

步骤三、辅助设备吊入及安装：通过起重装置将辅助设备吊入井内，并将辅助设备作为套箍安装到管节7外侧；

步骤四、设备微调：调整顶镐6安装位置，使顶镐6与顶板1.2位置正对齐，保证顶镐6着力点位于管道前段顶板1.2处；

步骤五、首管顶进：借助顶镐6推力将管节7顶入土体的设计位置；

步骤六、停止顶进、顶镐回缩：前顶铁1距离土体10cm时，停止顶进，顶镐缩回初始位置；

步骤七、下放管节、接管：借助起重装置移开辅助设备并吊入下一段管节7，对管节7对接位置进行接管处理，再借助起重装置将辅助设备安装到新吊入的管节7上，继续顶进，重复步骤六、步骤七；

步骤八、前段尾管顶进：安装在最后一段管节7上的前顶铁1距离土体10cm时，停止顶进；

步骤九、辅助设备吊出：借助起重装置将辅助设备拆除并吊出始发井；

步骤十、设备调整：调整顶镐6位置至管节7正后方，如图3所示；

步骤十一、后段尾管顶进：顶镐6着力点调整至最后一段管节7后端，将最后一部分管节7顶入土体。

步骤十二、设备拆除：按照安全施工规范依次拆除始发井内设备。

需要注意的是，上述使用方法仅针对涉及辅助设备的相关流程进行描述，其他相关操作（如掘进、出土、泥浆润滑、纠偏等）与常规技术中的操作方法一致，并未在上述描述中详尽列出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种狭小空间下管节顶进辅助设备，套设于管节（7）外侧，配合顶镐（6）使用，其特征在于：呈槽体框架结构，包括前顶铁（1）、后顶铁（2）和拉带（3）；

所述前顶铁（1）套设于管节（7）管身段，呈拱形，包括拱形环（1.1）和焊接于拱形环（1.1）两拱脚外侧的顶板（1.2），所述顶板（1.2）的板面与管节（7）中轴线垂直设置，所述拱形环（1.1）的尺寸大于管节（7）的尺寸；

所述后顶铁（2）套设于管节（7）后端面，呈圆环状，圆环尺寸与管节（7）后侧面尺寸相适配；

所述拉带（3）有两条，紧贴管节（7）管身段两侧设置，前端焊接于前顶铁（1）内侧面，后端焊接于后顶铁（2）外侧面。

2.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述前顶铁（1）与拉带（3）接触部焊接有牛腿（4），所述牛腿（4）水平设置，呈三角形状，两条边分别焊接于顶板（1.2）上边缘和拉带（3）外侧面。

3.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述拉带（3）的长度与顶镐（6）初始长度相适配。

4.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述拉带（3）外侧面对应焊接加劲板（3.1）。

5.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述顶板（1.2）焊接于拱形环（1.1）拱脚的后侧面，与拱形环（1.1）后侧面平齐，顶板（1.2）前侧面与拱形环（1.1）拱脚的外侧面之间均匀焊接若干加劲肋（1.3），所述加劲肋（1.3）水平设置，呈直角三角形状。

6.根据权利要求5所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：每块顶板（1.2）前侧面至少焊接三块加劲肋（1.3）。

7.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述前顶铁（1）与后顶铁（2）顶端对应焊接有吊环（5）。

8.根据权利要求1所述的一种狭小空间下管节顶进辅助设备，其特征在于：所述狭小空间下管节顶进辅助设备由钢材焊制。

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