CN212921491U - 顶管内施工用物料运输车及顶管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种顶管内施工用物料运输车及顶管装置，物料运输车包括：车箱，用于盛放物料，设有装料口、螺旋卸料机构、卸料闸门；驱动滚轮，驱动物料运输车往返运动，驱动滚轮包括滚轮本体、固定架、水平陀螺仪；承重滚轮，设置在车箱的底部，用于承载车箱的重量；平衡滚轮，设置在车箱的两侧中部，平衡车箱；控制模块，以及电池。通过本实用新型方案，运输效率提高；实现自动操作和遥控操作，减少了顶管内施工操作人员数量，减少了工人受伤的概率；提高工作效率和缩减了工期；无需对顶管进行内部适应性改造和施工，运输作业完后即可进行其它施工。

Description

顶管内施工用物料运输车及顶管装置

技术领域

本实用新型涉及顶管施工技术领域，尤其涉及一种顶管内施工用物料运输车及顶管装置。

背景技术

以燃气管道为例，目前燃气管道穿越高速公路、公路、铁路、河流和建筑物时，通常的做法是顶管施工，可以对交通的影响、河流流水的影响和建筑物正常使用的影响降低到最小，可以节约施工费用和缩短施工工期。采用顶管先穿越高速公路、公路、铁路、河流和建筑物，顶管施工完毕，然后再在顶管的内部穿燃气管道施工，方便燃气管道维修或后期燃气管道升级施工等工作，可以不用再次刨开高速公路、公路、铁路、河流和建筑物进行燃气管道的再次施工。

在顶管的施工工程中和燃气管道穿越顶管的准备工作过程中，需要在顶管内运输挖掘的泥土、沙石料、混凝土或施工原材料。当顶管截面是圆环形的钢筋混凝土管时，在顶管内运输物料，空间狭窄、空气污浊、光线不足，运输工具车很难有回转掉头的空间，尤其在顶管的长度大于30米时，顶管的直径小于1.5米时，施工更加困难。因此，目前传统的顶管内施工物料的运输大部分靠人工手推车来进行的，所有的运输工作都要靠人力来完成。

但是，靠人工手推车运输的方法有以下问题：1.顶管内物料靠人力运输效率低下，由于顶管内小车无法掉头，只能一辆人工小推车进进出出运输物料，工作效率很难保证；2.顶管内灯管昏暗，空气污浊，有时还有渗水和冒泥浆的现象，工作环境恶劣，劳动强度大，工人身体健康容易受到影响，工人容易受伤；3.人工运输物料受到影响因素比较多，若遇到天气原因，例如顶管内结冰、积水等现象，施工将难以进行，施工工期难以保证。

实用新型内容

本实用新型公开一种顶管内施工用物料运输车，用于解决现有技术中，在顶管内运送物料效率低、工人劳动强度大、施工工期较长的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

提供一种顶管内施工用物料运输车，包括：

车箱，所述车箱用于盛放物料，所述车箱的顶部设有装料口、底部内侧设有螺旋卸料机构、侧边底部设有卸料闸门；

驱动滚轮，所述驱动滚轮设置在所述车箱的底部外侧，驱动所述物料运输车往返运动，所述驱动滚轮包括与所述顶管接触的滚轮本体、连接所述滚轮本体和所述车箱的固定架，以及固定在所述固定架中的水平陀螺仪；

驱动控制模块，所述驱动控制模块驱动所述滚轮本体；

承重滚轮，所述承重滚轮设置在所述车箱的底部且位于所述驱动滚轮的两侧，用于承载所述车箱的重量；

平衡滚轮，所述平衡滚轮设置在所述车箱的两侧中部，平衡所述车箱；以及

电池，所述电池为所述驱动滚轮提供动力。

可选的，所述滚轮本体沿其轴向的长度大于所述承重滚轮沿其轴向的长度。

可选的，所述驱动滚轮设有一个且靠近所述车箱的一端。

可选的，所述物料运输车还包括设置在所述车箱顶端且用于与所述顶管接触的辅平衡滚轮。

可选的，所述辅平衡滚轮设有一个，且与所述滚轮本体分别位于所述车箱的两端。

可选的，沿所述车箱的长度方向，设有多组所述承重滚轮，各组所述承重滚轮设有两个且关于经过所述车箱中心点的竖直面对称。

可选的，各组所述承重滚轮的上方均对应设有所述平衡滚轮。

还提供一种顶管装置，包括顶管、位于所述顶管一端外部的水泥平台、安装在所述水泥平台上的工装钢管，以及可移动式设置在所述顶管和所述工装钢管中的物料运输车，所述物料运输车为上述中任一项所述的物料运输车，所述工装钢管的顶部设有用于向所述物料运输车装料的开孔，且内部设有限位所述物料运输车的限位机构。

可选的，所述车箱横截面的中心与所述顶管横截面的中心位于同一竖直线上且不重合。

可选的，所述车箱的横截面为圆形时，所述平衡滚轮与所述顶管的内壁贴合；

所述车箱的横截面为正方形、长方形或多边形时，所述平衡滚轮与所述顶管之间留有间隙。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：

1.可以代替人力实现顶管内物料的运输，一次装在物料数量多，运输效率提高；2.可以实现自动操作和遥控操作，减少了顶管的操作人员数量，减少了工人受伤的概率；3.可以在顶管恶劣的工作环境中连续运输作业，实现了物料在顶管内自动卸料，提高工作效率和缩减了工期；4.可以直接在顶管内运行，无需对顶管进行内部适应性改造和施工，运输作业完后即可进行其它施工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型公开的物料运输车在顶管的截面结构示意图；

图2为本实用新型公开的物料运输车在顶管内的工作示意图；

图3为本实用新型公开的物料运输车在方型顶管或方型隧道的结构示意图；

图4为本实用新型公开的物料运输车在U型顶管或U型隧道的结构示意图。

其中，附图1-4中具体包括下述附图标记：

顶管-1；物料运输车-2；物料-3；施工用地-4；基坑-5；水泥平台-6；工装钢管-7；吊装装置-8；空隙-9；方型隧道-11；U型隧道-12；车箱-21；螺旋卸料机构-211；卸料闸门-212；空间-213；驱动滚轮-22；驱动控制模块-221；承重滚轮-23；平衡滚轮-24；辅平衡滚轮-25；开孔-71；限位机构-72。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1、图2示出本实用新型的物料运输车2在顶管1内施工时使用的工作示意图。顶管1的横截面(垂直顶管1轴线方向的截面)具体可以是圆形、方形、多边形或U型等，此外如图3、图4所示，顶管1具体还可以为方型隧道11、U型隧道12等。

该物料运输车2包括车箱21、驱动滚轮22、承重滚轮23、平衡滚轮24、驱动控制模块221和电池。车箱21装载物料3，驱动控制模块221控制驱动滚轮22，使车箱21在驱动滚轮22驱动下行走，同时车箱21在承重滚轮23和平衡滚轮24配合稳定行进，实现车箱21在顶管1内运输物料3。

通过该物料运输车2在顶管1内运输物料3，可以实现：1.可以代替人力实现顶管1内物料3的运输，一次装在物料3数量多，运输效率提高；2.可以实现自动操作和遥控操作，减少了顶管1的操作人员数量，减少了工人受伤的概率；3.可以在顶管1恶劣的工作环境中连续运输作业，实现了物料3在顶管1内自动卸料，提高工作效率和缩减了工期；4.可以直接在顶管1内运行，无需对顶管1进行内部适应性改造和施工，运输作业完后即可进行其它施工。

为实现上述目的，物料运输车2的各部件可以以多种方式设置，以下以具体的实施例为例，详细介绍各部件的构造。

车箱21由顶壁、底壁和环绕顶壁、底壁的侧壁围设而成。车箱21横截面可以为圆形、正方形、长方形或多边形，其具体的形状选择可以视顶管1横截面的形状而定，例如顶管1横截面为圆形时，车箱21横截面也为圆形；顶管1横截面为U型或多边形时，车箱21横截面为正方形等。车箱21的顶壁设有装料口，车箱21内侧且靠近底壁的位置设有螺旋卸料机构211，车箱21的侧壁底部设有卸料闸门212。螺旋卸料机构211包括沿底壁延伸的螺旋杆和设置在螺旋杆一端且远离卸料闸门212的电机。卸料闸门212可以与通用型闸门相同。需要卸料时，卸料闸门212打开，电机带动螺旋杆旋转，由螺旋杆将物料3输送至卸料闸门212，物料3从卸料闸门212掉落至顶管1内，实现自动卸料，方便施工。

驱动滚轮22设置在车箱21的底壁外侧，不承受物料运输车2的重量，而是为物料运输车2提供动力，使其在顶管1内往返运动，并保证物料运输车2在运行的过程中处于平衡位置。驱动滚轮22包括与车箱21固定连接的固定架、可转动式设置在固定架中的滚轮本体和固定在固定架中的水平陀螺仪。水平陀螺仪确保滚轮本体在运动过程中始终处于平衡位置，防止物料运输车2发生翻车。

进一步的，滚轮本体可以为具有一定长度的橡胶辊，以提高与顶管1之间的摩擦力，防止打滑。在车箱21的底部可以设置一个驱动滚轮22，以降低成本，驱动滚轮22靠近车箱21的一端且位于车箱21的中心线位置。滚轮本体与顶管1壁贴合，例如当顶管1横截面为圆形时，滚轮本体的外表面呈弧线形。

驱动控制模块221与通用型驱动控制模块相同，用于驱动滚轮22本体且可以控制滚轮本体的转向、转速等。驱动控制模块221可以固定在车箱21内，也可以固定在固定架中。

承重滚轮23设置在车箱21的底壁外侧且位于驱动滚轮22的两侧，承重滚轮23用来承受物料运输车2的重量，确保物料运输车2可以沿着顶管1的长度方向(即顶管1的轴向)滑动。沿车箱21的长度方向(即顶管1的轴向)可以间隔设置多组承重滚轮23，每组承重滚轮23为两个，且每组承重滚轮23沿经过车箱21中心点的竖直面对称，以保证物料运输车2的平衡性。承重滚轮23可以为普通的滚轮，其长度(承重滚轮23轴向尺寸)可以小于滚轮本体长度(滚轮本体轴向尺寸)，以使承重滚轮23遇到顶管1内障碍物或内部凸起时，能顺利通行。

平衡滚轮24设置在车箱21的两侧中部，保证物料运输车2在运行过程中处于平衡的位置。平衡滚轮24的结构可以与承重滚轮23的结构相同。每组承重滚轮23的上方可以对应设置一组平衡滚轮24，提高物料运输车2的平衡性。平衡滚轮24可以根据顶管1形状选择是否与顶管1内壁接触，例如顶管1横截面为圆形时，平衡滚轮24与顶管1内壁接触，当物料运输车2受顶管1内障碍物或内部凸起的阻挡而发生偏转时，车箱21在平衡滚轮24和自身平衡能力作用下自动回正，防止车箱21翻转；顶管1横截面为U型或多边形时，平衡滚轮24不与顶管1内壁接触，而是在物料运输车2受顶管1内障碍物或内部凸起的阻挡而发生偏转时，平衡滚轮24与顶管1内壁接触，使车箱21在自身平衡能力作用下自动回正，防止车箱21翻转。

物料运输车2由电池为其提供动力，可以实现人工驾驶或无人驾驶，而且在顶管1内运输物料3过程中不产生尾气，不污染环境。电池可以为锂电池，未来考虑可以使用氢能燃料电池，以弥补锂电池充电时间长和实现工作连续性不足的问题。

另外，物料运输车2的顶壁外侧还可以设有辅平衡滚轮25，辅平衡滚轮25用于与顶管1壁接触，可以辅助防止物料运输车2在顶管1内部运行过程中发生翻转现象，尤其顶管1和车箱21的横截面均为圆形时，防翻转效果显著。辅平衡滚轮25可以设置一个，与驱动滚轮22分别位于车箱21的两端，与驱动滚轮22配合，提高车箱21的平衡性。

需要说明的是，将物料运输车2放置在顶管1中时，车箱21横截面的中心与顶管1的中心位于同一竖直面但不重合，而是有一个偏心量e，偏心量e的大小在50-100mm之间。如此设置，在自然状态下可以确保物料运输车2在顶管1内处于一个平衡的状态，不发生翻滚现象。

如图2所示，需要使用物料运输车2在顶管1内运输物料3时，首先在施工用地4上挖出一个施工基坑5，在基坑5的底部预制一个水泥平台6，然后安装固定一个与顶管1内径相同的工装钢管7，其中可以通过吊装装置8安装和调节工装钢管7的位置。工装钢管7的顶部有一个开孔71，可以通过开孔71向物料运输车2内装卸物料3。工装钢管7的内部设计有一个限位机构72，可以确保物料运输车2每次都可以停靠固定的位置。物料运输车2设计有驱动控制模块221，可以实现物料运输车2的自动运行。工装钢管7和顶管1精密对接，可以实现物料运输车2在这两者之间畅快无阻的运输作业。

需要说明的是，当顶管1为圆形顶管，且车箱21的横截面为圆形时，运载的物料3不超过车箱21横截面面积的一半，使车箱21至少一半的空间213是空载状态。如此，确保物料运输车2在顶管1内运行的过程中是一个稳定的状态，避免物料运输车2发生翻滚现象；而且物料运输车2在顶管1内运行过程中，空气可以在物料运输车2和顶管1之间的空隙9处自由流动，确保顶管1内的空气流通。

当顶管1为方型顶管、U型顶管、方形隧道11或U型隧道12，且车箱21的横截面为正方形或长方形时，物料3可以占整个车箱21大约80％的空间，剩余空间213大约占20％。如此，确保物料运输车2在顶管1内运行的过程中是一个稳定的状态，避免物料运输车2发生翻滚现象的同时，可以一次性运输较多物料3，节省物料3运输时间；而且物料运输车2在顶管1内运行过程中，空气可以在物料运输车2和顶管1之间的空隙9处自由流动，确保顶管1内的空气流通。

本实用新型的顶管1装置包括顶管1、位于顶管1一端外部的水泥平台6、安装在水泥平台6上的工装钢管7，以及可移动式设置在顶管1和工装钢管7中的物料运输车2，物料运输车2为上述中任一项的物料运输车2，工装钢管7的顶部设有用于向物料运输车2装料的开孔71，且内部设有限位物料运输车2的限位机构。

进一步的，车箱21横截面的中心与顶管1横截面的中心位于同一竖直线上且不重合。车箱21的横截面为圆形时，平衡滚轮24与顶管1的内壁贴合；车箱21的横截面为正方形、长方形或多边形时，平衡滚轮24与顶管1之间留有间隙。

通过该顶管1装置运输物料3，可以实现：1.可以代替人力实现顶管1内物料3的运输，一次装在物料3数量多，运输效率提高；2.可以实现自动操作和遥控操作，减少了顶管1的操作人员数量，减少了工人受伤的概率；3.可以在顶管1恶劣的工作环境中连续运输作业，实现了物料3在顶管1内自动卸料，提高工作效率和缩减了工期；4.可以直接在顶管1内运行，无需对顶管1进行内部适应性改造和施工，运输作业完后后即可进行其它施工。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种顶管内施工用物料运输车，其特征在于，包括：

车箱，所述车箱用于盛放物料，所述车箱的顶部设有装料口、底部内侧设有螺旋卸料机构、侧边底部设有卸料闸门；

驱动滚轮，所述驱动滚轮设置在所述车箱的底部外侧，驱动所述物料运输车往返运动，所述驱动滚轮包括与所述顶管接触的滚轮本体、连接所述滚轮本体和所述车箱的固定架，以及固定在所述固定架中的水平陀螺仪；

驱动控制模块，所述驱动控制模块驱动所述滚轮本体；

承重滚轮，所述承重滚轮设置在所述车箱的底部且位于所述驱动滚轮的两侧，用于承载所述车箱的重量；

平衡滚轮，所述平衡滚轮设置在所述车箱的两侧中部，平衡所述车箱；以及

电池，所述电池为所述驱动滚轮提供动力。

2.根据权利要求1所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，所述滚轮本体沿其轴向的长度大于所述承重滚轮沿其轴向的长度。

3.根据权利要求1所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，所述驱动滚轮设有一个且靠近所述车箱的一端。

4.根据权利要求3所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，所述物料运输车还包括设置在所述车箱顶端且用于与所述顶管接触的辅平衡滚轮。

5.根据权利要求4所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，所述辅平衡滚轮设有一个，且与所述滚轮本体分别位于所述车箱的两端。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，沿所述车箱的长度方向，设有多组所述承重滚轮，各组所述承重滚轮设有两个且关于经过所述车箱中心点的竖直面对称。

7.根据权利要求6所述的顶管内施工用物料运输车，其特征在于，各组所述承重滚轮的上方均对应设有所述平衡滚轮。

8.一种顶管装置，其特征在于，包括顶管、位于所述顶管一端外部的水泥平台、安装在所述水泥平台上的工装钢管，以及可移动式设置在所述顶管和所述工装钢管中的物料运输车，所述物料运输车为权利要求1-7中任一项所述的物料运输车，所述工装钢管的顶部设有用于向所述物料运输车装料的开孔，且内部设有限位所述物料运输车的限位机构。

9.根据权利要求8所述的顶管装置，其特征在于，所述车箱横截面的中心与所述顶管横截面的中心位于同一竖直线上且不重合。

10.根据权利要求8或9所述的顶管装置，其特征在于，所述车箱的横截面为圆形时，所述平衡滚轮与所述顶管的内壁贴合；

所述车箱的横截面为正方形、长方形或多边形时，所述平衡滚轮与所述顶管之间留有间隙。

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