CN216344293U - 一种管道顶拉施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道顶拉施工装置，包括顶拉架，沿着管道前进的方向，顶拉架包括设置在管道前端的管头连接罩、设置在管道后端的管尾顶板、设置在管头连接罩与管尾顶板之间的连接钻杆以及将管尾顶板压紧在管道后端的锚环；所述管头连接罩为封闭式结构，所述管头连接罩的前端通过连接杆连接在反向掘进钻头的后端；所述连接钻杆包括若干根短连接钻杆，在安装第一根管道时，所述短连接钻杆为一根，在安装多根管道时，所述短连接钻杆有多根，所述多根短连接钻杆首尾相连；所述锚环通过锁紧结构锁紧在短连接钻杆上。本实用新型的管道顶拉施工装置占用空间小，实现了工程与周边社会环境的和谐，并且提高了生产效率和质量，节约了工程造价。

Description

一种管道顶拉施工装置

技术领域

本实用新型涉及一种管道施工设备，具体涉及一种管道顶拉施工装置。

背景技术

在非开挖方式管道施工中，目前比较常规的方法是采用顶管施工法以及定向钻牵引法，这两种方法虽然能够实现在施工过程中不影响道路交通情况，但对周边的施工环境要求比较高。其中顶管施工法，需要设置尺寸较大的工作井、接收井，对地面设施的破坏大，工程费用高，而且对周边行人存在一定的安全风险。对于定向钻牵引法，施工时需要设置较长的造斜段，管道焊接成型后的施工场地占地面积大，影响了周边的社会环境，当两侧紧邻建筑物时，面临无法施工的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管道顶拉施工装置，该施工装置占用空间小，实现了工程与周边社会环境的和谐，并且提高了生产效率和质量，节约了工程造价。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种管道顶拉施工装置，包括用于顶拉管道的顶拉架，沿着管道前进的方向，所述顶拉架包括设置在管道前端的管头连接罩、设置在管道后端的管尾顶板、设置在管头连接罩与管尾顶板之间的连接钻杆以及将管尾顶板压紧在管道后端的锚环；

所述管头连接罩为封闭式结构，所述管头连接罩的前端通过连接杆连接在反向掘进钻头的后端；所述连接钻杆包括若干根短连接钻杆，在安装第一根管道时，所述短连接钻杆为一根，在安装多根管道时，所述短连接钻杆有多根，所述多根短连接钻杆首尾相连；所述锚环通过锁紧结构锁紧在短连接钻杆上。

上述管道顶拉施工装置的工作原理是：

首先，采用水平定向钻进技术施钻先导孔，具体是，利用水平定向钻机、导向钻头及导向仪等设备，将导向钻头安装在钻杆上，在管道一端的工作面上，先施钻造斜段，再过渡到设计管道水平中心位置，沿着设计好的管道中心线，由管道一端的检查井钻至另一端的检查井里；接着，在另一端的检查井里面，将导向钻头从钻杆上拆卸下来，安装上直径不超过管道外径50mm的反向掘进钻头，进行反向扩孔掘进；最后，将管道安装到顶拉架上，开始对管道进行顶拉施工，具体步骤如下：先通过连接杆，将管头连接罩连接在反向掘进钻头的后端；下一步，将短连接钻杆的前端连接在管头连接罩上，将第一段管道穿过短连接钻杆，管道的前端抵紧在管头连接罩的端部；接下来，将管尾顶板的端部抵紧在管道的后端，并将锚环锁紧在短连接钻杆上，使得锚环压紧在管尾顶板上，这样，管头连接罩及管尾顶板将管道压紧，反向掘进钻头往回掘进时，管尾顶板顶拉管道前进，完成第一段管道的铺设；完成第一段管道的安装后，将管尾顶板拆卸下来，将第二根短连接钻杆的前端连接在上一根短连接钻杆的尾端，将第二段管道穿过短连接钻杆，使得该管道的前端抵在第一段管道的后端，并使得第二段管道的前端锁紧在第二端管道的后端；将管委顶板的端部抵紧在第二段管道的后端，并将锚环锁紧在第二根短连接钻杆上，使得锚环压紧在第二段管道的管尾顶板上，这样，管头连接罩及管尾顶板将两段管道压紧，反向掘进钻头继续往回掘进时，管尾顶板继续顶拉管道前进，完成第二段管道的铺设。依次类推，通过顶拉施工的方式，完成所有管道的安装铺设。

本实用新型的一个优选方案，所述管头连接罩包括罩体以及连接部，所述罩体包括端板以及设置在端板上的圆周侧板，所述圆周侧板的内径与管道的外径相匹配；所述连接部包括用于与连接杆连接的前连接柱以及用于与短连接钻杆连接的后连接柱。

本实用新型的一个优选方案，所述前连接柱与连接杆之间通过万向接头结构连接，所述万向接头结构包括设置在前连接柱前端的球头、设置在连接杆尾端的球形槽以及可拆卸连接在所述连接杆尾端的盖板，所述盖板上对应所述球形槽的位置设有弧形槽，所述弧形槽与球形槽均与所述球头匹配。

本实用新型的一个优选方案，所述管尾顶板包括用于与管道后端匹配的容纳部以及顶板本体，所述顶板本体包括用于与短连接钻杆连接的连接套筒以及设置在连接套筒上的挡板，在顶拉工作时，所述挡板抵紧管道后端；所述容纳部包括外限位板以及内限位板，所述外限位板的内径与管道后端的外径相匹配，所述内限位板的外径与管道后端的内径相匹配。

优选地，所述挡板上设有多个镂空槽；所述挡板的外端还设有加强筋板，所述加强筋板设置在镂空槽之间，所述加强筋板的一端连接在所述连接套筒上，另一端沿径向向外延伸。

本实用新型的一个优选方案，所述锚环包括锁紧套筒以及设置在锁紧套筒上的手柄；所述锁紧结构包括设置在锁紧套筒内壁上的内螺纹以及设置在所述短连接钻杆外壁上的外螺纹。

本实用新型的一个优选方案，所述短连接钻杆包括设置在前端的前连接结构以及设置在后端的后连接结构；所述前连接结构包括连接锥体以及设置在连接锥体端部的卡紧销，所述连接锥体的轴线与短连接钻杆的轴线重合；所述后连接结构包括沿轴线方向设置的锥形槽以及用于匹配卡紧销的卡槽，所述锥形槽与所述连接锥体相匹配；所述卡槽包括沿轴向设置的连通槽以及沿径向设置的卡紧槽，所述连通槽的外端设置在短连接钻杆的尾端，内端向内延伸且与卡紧槽连通。

本实用新型的一个优选方案，所述后连接柱的尾端设有末端连接结构，所述末端连接结构包括沿轴线方向设置的锥状槽以及用于匹配卡紧销的卡销槽，所述锥状槽与所述连接锥体相匹配；所述卡销槽包括沿轴向设置的滑动槽以及沿径向设置的锁紧槽，所述滑动槽的外端设置在后连接柱的尾端，内端向内延伸且与锁紧槽连通。

本实用新型的一个优选方案，还包括防松结构，所述防松结构包括防松扣，所述防松扣包括插在所述卡紧槽内的插销件以及连接在所述插销件上的限位件，所述插销件与限位件垂直设置，形成一个T形结构。

优选地，所述防松结构还包括磁吸结构，所述磁吸结构包括设置在所述限位件上的磁铁槽以及设置在所述磁铁槽内的强磁铁。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本实用新型的管道顶拉施工装置通过将多段管道进行顶拉加工，由于每一段管道长度较短，因此检查井的体积更小。

2、本实用新型的管道顶拉施工装置，检查井可以做得更小，一方面，提高施工的效率，可减少施工时间，从而减少对周边道路工作面的占用时间。

3、施工过程中，造斜、会拉只是借道，无需多次扩孔，对地层的破坏可忽略不计，从而对周边建筑、市政道路本身的破坏降至最低限度。

4、相比于定向牵引的施工装置一次拖拉管道穿过多个检查井存在断管或拉不动的风险，本实用新型的顶拉施工装置由于每个检查井都可以装管道，因此施工风险更小，不存在断管或者拉不动的情形。

附图说明

图1为本实用新型的管道顶拉施工装置的主视剖视图。

图2为本实用新型的管道顶拉施工装置的立体图。

图3为本实用新型的管道顶拉施工装置在隐藏掉后两段管道时的立体图。

图4为短连接钻杆的立体图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1-图4，本实用新型的一种管道顶拉施工装置，包括用于顶拉管道的顶拉架，沿着管道前进的方向，所述顶拉架包括设置在管道前端的管头连接罩1、设置在管道后端的管尾顶板2、设置在管头连接罩1与管尾顶板2之间的连接钻杆3以及将管尾顶板2压紧在管道后端的锚环4；

所述管头连接罩1为封闭式结构，所述管头连接罩1的前端通过连接杆5连接在反向掘进钻头6的后端；所述连接钻杆3包括若干根短连接钻杆7，在安装第一根管道时，所述短连接钻杆7为一根，在安装多根管道时，所述短连接钻杆7有多根，所述多根短连接钻杆7首尾相连；所述锚环4通过锁紧结构锁紧在短连接钻杆7上。

参见图1-图4，所述管头连接罩1包括罩体1-1以及连接部，所述罩体1-1包括端板以及设置在端板上的圆周侧板，所述圆周侧板的内径与管道的外径相匹配；所述连接部包括用于与连接杆5连接的前连接柱1-2以及用于与短连接钻杆7连接的后连接柱1-3。设置上述结构的管头连接罩1，前连接柱1-2通过连接杆5与反向掘进钻头6连接，第一段管道的前端抵紧端板，管道的外壁与圆周侧板的内壁相配合，从而将管头连接罩1连接在管道的前端上；后连接柱1-3与短连接钻杆7相连，这样，管尾顶板2顶在管道的后端，在锚环4抵紧管尾顶板2且锁紧在短连接钻杆7上时，管道卡紧在顶拉架上，方便将管道进行顶拉施工。

参见图1-图4，所述前连接柱1-2与连接杆5之间通过万向接头结构连接，所述万向接头结构包括设置在前连接柱1-2前端的球头、设置在连接杆5尾端的球形槽以及可拆卸连接在所述连接杆5尾端的盖板8，所述盖板8上对应所述球形槽的位置设有弧形槽，所述弧形槽与球形槽均与所述球头匹配。设置上述万向接头结构，在连接时，首先将球头与球形槽装配在一起，然后将盖板8上的弧形槽与球头匹配并将盖板8安装到连接杆5的尾端，从而使得球头卡紧在连接杆5的尾端；球头与球形槽及弧形槽的配合，使得前连接柱1-2能够相对连接杆5摆动任意的角度，这样在反向掘进钻头6前进时，管头连接罩1能够摆动一定的角度，从而使得管道的顶拉前进更加灵活，前进更顺利。

参见图1-图4，所述管尾顶板2包括用于与管道后端匹配的容纳部以及顶板本体，所述顶板本体包括用于与短连接钻杆7连接的连接套筒2-1以及设置在连接套筒2-1上的挡板2-2，在顶拉工作时，所述挡板2-2抵紧管道后端；所述容纳部包括外限位板以及内限位板，所述外限位板的内径与管道后端的外径相匹配，所述内限位板的外径与管道后端的内径相匹配。设置上述管尾顶板2，在锚环4将管尾顶板2压紧在管道后端时，挡板2-2抵紧管道后端，外限位板的内壁与管道后端的外壁匹配，内限位板的外壁与管道后端的内壁匹配，这样，管道后端卡紧在容纳部内，在顶拉管道前进时，能够有效防止管道相对管尾顶板2蹿动，提高顶拉前进时的稳定性和可靠性。

参见图1-图4，所述挡板2-2上设有多个镂空槽；所述挡板2-2的外端还设有加强筋板，所述加强筋板设置在镂空槽之间，所述加强筋板的一端连接在所述连接套筒2-1上，另一端沿径向向外延伸。设置上述结构的挡板2-2，镂空槽的设置不仅能够减轻挡板2-2的重量，而且能够节省材料成本；加强筋板的设置能够极大地增强挡板2-2的强度，从而能够更加牢靠地顶拉管道前进。

参见图1-图4，所述锚环4包括锁紧套筒以及设置在锁紧套筒上的手柄4-1；所述锁紧结构包括设置在锁紧套筒内壁上的内螺纹以及设置在所述短连接钻杆7外壁上的外螺纹7-3。这样，转动手柄4-1将锚环4的锁紧套筒锁紧在短连接钻杆7上时，锁紧套筒的端部抵紧连接套筒2-1的端部，从而将管尾顶板2压紧在管道后端上。

参见图1-图4，所述短连接钻杆7包括设置在前端的前连接结构以及设置在后端的后连接结构；所述前连接结构包括连接锥体7-1以及设置在连接锥体7-1端部的卡紧销7-2，所述连接锥体7-1的轴线与短连接钻杆7的轴线重合；所述后连接结构包括沿轴线方向设置的锥形槽7-4以及用于匹配卡紧销7-2的卡槽，所述锥形槽7-4与所述连接锥体7-1相匹配；所述卡槽包括沿轴向设置的连通槽7-5以及沿径向设置的卡紧槽7-6，所述连通槽7-5的外端设置在短连接钻杆7的尾端，内端向内延伸且与卡紧槽7-6连通。设置上述结构的短连接钻杆7，在相邻的两根短连接钻杆7连接时，其中一根短连接钻杆7的前端连接在另一根短连接钻杆7的后端，其连接原理是：首先，将卡紧销7-2放进连通槽7-5内，并使得连接锥体7-1对准锥形槽7-4；接着，连接锥体7-1往前推进，这样卡紧销7-2沿着连通槽7-5向内滑进；最后，连接锥体7-1与锥形槽7-4完全匹配，此时卡紧销7-2到达卡紧槽7-6的位置，转动连接锥体7-1，使得卡紧销7-2沿着卡紧槽7-6运动，这样，卡紧销7-2与连通槽7-5错开从而卡紧在卡紧槽7-6内，实现相邻两根短连接钻杆7的连接。

参见图1-图4，所述后连接柱1-3的尾端设有末端连接结构，所述末端连接结构包括沿轴线方向设置的锥状槽以及用于匹配卡紧销7-2的卡销槽，所述锥状槽与所述连接锥体7-1相匹配；所述卡销槽包括沿轴向设置的滑动槽以及沿径向设置的锁紧槽，所述滑动槽的外端设置在后连接柱1-3的尾端，内端向内延伸且与锁紧槽连通。

参见图1-图4，还包括防松结构，所述防松结构包括防松扣9，所述防松扣9包括插在所述卡紧槽7-6内的插销件以及连接在所述插销件上的限位件，所述插销件与限位件垂直设置，形成一个T形结构。设置上述防松结构，在卡紧销7-2卡紧在卡紧槽7-6内时，卡紧销7-2与卡紧槽7-6另一端形成一个空间，通过将插销件插入该空间，能够防止卡紧销7-2在卡紧槽7-6内的运动，从而防止卡紧销7-2转动到达连通槽7-5的位置从而松脱；在需要将相邻的两根连接钻杆3拆卸下来时，用手抓住限位件，将插销件拔起来，转动卡紧销7-2到连通槽7-5的位置，即可将两根短连接钻杆7拆卸下来。

参见图1-图4，所述防松结构还包括磁吸结构，所述磁吸结构包括设置在所述限位件上的磁铁槽以及设置在所述磁铁槽内的强磁铁10。设置上述磁吸结构，在防松扣9安装好之后，将强磁铁10从磁铁槽的一端放进去，这样，在强磁铁10的强磁吸力作用下，限位件紧紧吸附在短连接钻杆7上，防止防松扣9的松脱，限制了卡紧销7-2在卡紧槽7-6内的运动，从而防止卡紧销7-2转动到达连通槽7-5的位置从而松脱。

参见图1-图4，上述管道顶拉施工装置的工作原理是：

首先，采用水平定向钻进技术施钻先导孔，具体是，利用水平定向钻机、导向钻头及导向仪等设备，将导向钻头安装在钻杆上，在管道一端的工作面上，先施钻造斜段，再过渡到设计管道水平中心位置，沿着设计好的管道中心线，由管道一端的检查井钻至另一端的检查井里；接着，在另一端的检查井里面，将导向钻头从钻杆上拆卸下来，安装上直径不超过管道外径50mm的反向掘进钻头6，进行反向扩孔掘进；最后，将管道安装到顶拉架上，开始对管道进行顶拉施工，具体步骤如下：先通过连接杆5，将管头连接罩1连接在反向掘进钻头6的后端；下一步，将短连接钻杆7的前端连接在管头连接罩1上，将第一段管道穿过短连接钻杆7，管道的前端抵紧在管头连接罩1的端部；接下来，将管尾顶板2的端部抵紧在管道的后端，并将锚环4锁紧在短连接钻杆7上，使得锚环4压紧在管尾顶板2上，这样，管头连接罩1及管尾顶板2将管道压紧，反向掘进钻头6往回掘进时，管尾顶板2顶拉管道前进，完成第一段管道的铺设；完成第一段管道的安装后，将管尾顶板2拆卸下来，将第二根短连接钻杆7的前端连接在上一根短连接钻杆7的尾端，将第二段管道穿过短连接钻杆7，使得该管道的前端抵在第一段管道的后端，并使得第二段管道的前端锁紧在第二端管道的后端；将管委顶板的端部抵紧在第二段管道的后端，并将锚环4锁紧在第二根短连接钻杆7上，使得锚环4压紧在第二段管道的管尾顶板2上，这样，管头连接罩1及管尾顶板2将两段管道压紧，反向掘进钻头6继续往回掘进时，管尾顶板2继续顶拉管道前进，完成第二段管道的铺设。依次类推，通过顶拉施工的方式，完成所有管道的安装铺设。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道顶拉施工装置，其特征在于，包括用于顶拉管道的顶拉架，沿着管道前进的方向，所述顶拉架包括设置在管道前端的管头连接罩、设置在管道后端的管尾顶板、设置在管头连接罩与管尾顶板之间的连接钻杆以及将管尾顶板压紧在管道后端的锚环；

所述管头连接罩为封闭式结构，所述管头连接罩的前端通过连接杆连接在反向掘进钻头的后端；所述连接钻杆包括若干根短连接钻杆，在安装第一根管道时，所述短连接钻杆为一根，在安装多根管道时，所述短连接钻杆有多根，所述多根短连接钻杆首尾相连；所述锚环通过锁紧结构锁紧在短连接钻杆上。

2.根据权利要求1所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述管头连接罩包括罩体以及连接部，所述罩体包括端板以及设置在端板上的圆周侧板，所述圆周侧板的内径与管道的外径相匹配；所述连接部包括用于与连接杆连接的前连接柱以及用于与短连接钻杆连接的后连接柱。

3.根据权利要求2所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述前连接柱与连接杆之间通过万向接头结构连接，所述万向接头结构包括设置在前连接柱前端的球头、设置在连接杆尾端的球形槽以及可拆卸连接在所述连接杆尾端的盖板，所述盖板上对应所述球形槽的位置设有弧形槽，所述弧形槽与球形槽均与所述球头匹配。

4.根据权利要求1所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述管尾顶板包括用于与管道后端匹配的容纳部以及顶板本体，所述顶板本体包括用于与短连接钻杆连接的连接套筒以及设置在连接套筒上的挡板，在顶拉工作时，所述挡板抵紧管道后端；所述容纳部包括外限位板以及内限位板，所述外限位板的内径与管道后端的外径相匹配，所述内限位板的外径与管道后端的内径相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述挡板上设有多个镂空槽；所述挡板的外端还设有加强筋板，所述加强筋板设置在镂空槽之间，所述加强筋板的一端连接在所述连接套筒上，另一端沿径向向外延伸。

6.根据权利要求1所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述锚环包括锁紧套筒以及设置在锁紧套筒上的手柄；所述锁紧结构包括设置在锁紧套筒内壁上的内螺纹以及设置在所述短连接钻杆外壁上的外螺纹。

7.根据权利要求2所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述短连接钻杆包括设置在前端的前连接结构以及设置在后端的后连接结构；所述前连接结构包括连接锥体以及设置在连接锥体端部的卡紧销，所述连接锥体的轴线与短连接钻杆的轴线重合；所述后连接结构包括沿轴线方向设置的锥形槽以及用于匹配卡紧销的卡槽，所述锥形槽与所述连接锥体相匹配；所述卡槽包括沿轴向设置的连通槽以及沿径向设置的卡紧槽，所述连通槽的外端设置在短连接钻杆的尾端，内端向内延伸且与卡紧槽连通。

8.根据权利要求7所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述后连接柱的尾端设有末端连接结构，所述末端连接结构包括沿轴线方向设置的锥状槽以及用于匹配卡紧销的卡销槽，所述锥状槽与所述连接锥体相匹配；所述卡销槽包括沿轴向设置的滑动槽以及沿径向设置的锁紧槽，所述滑动槽的外端设置在后连接柱的尾端，内端向内延伸且与锁紧槽连通。

9.根据权利要求7所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，还包括防松结构，所述防松结构包括防松扣，所述防松扣包括插在所述卡紧槽内的插销件以及连接在所述插销件上的限位件，所述插销件与限位件垂直设置，形成一个T形结构。

10.根据权利要求9所述的一种管道顶拉施工装置，其特征在于，所述防松结构还包括磁吸结构，所述磁吸结构包括设置在所述限位件上的磁铁槽以及设置在所述磁铁槽内的强磁铁。

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