CN217482131U - 用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置，由结构外壳、传力套筒、钻机传动端以及钩爪组成；结构外壳和传力套筒由外向内套装设置，结构外壳的后端与钻机传动端不耦合连接；钻机传动端转动连接传力套筒，能够驱动所述传力套筒在结构外壳内沿轴向方向伸出或缩回；结构外壳和传力套筒上开设有孔洞；钩爪一端露出在结构外壳表面，另一端穿过结构外壳以及传力套筒的孔洞伸入传力套筒内，并且钩爪能够通过传力套筒的伸出或缩回在结构外壳外侧闭合或张开。本实用新型能够解决非开挖拖拉管拔除施工中如何有效将管体从周围土体、固化剂等拔除的问题，结构简单，便于现场拼接及安装，值得拖拉管拔除工程中推广应用。

Description

用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置

技术领域

本实用新型涉及非开挖施工技术领域，具体涉及一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置。

背景技术

随着经济和城市的快速发展，使得城市输配电网络和市政排污工程迅猛发展，地下电缆和地下污水管道的布设力度逐年增长，非开挖拖拉管敷设工程数量日益增多。非开挖拖拉管凭借其占地小、施工快、成本低、不封闭交通、航道等优点被广泛使用。非开挖拖拉管涉及污水、给水、电力、燃气等，材质有MPP、PVC、PPR、PE等，数量少则一两根，多则十几根，各类管线交汇之处埋深逐渐增大，部分拖拉管埋深达十多米，长度几十米甚至上百米。

实际工程中，大量拖拉管的敷设过程需要穿越江河、下穿隧道、箱涵。随着非开挖地下管线工程的日益增加和地下管线密度的增大，多次出现拖拉管作业过程中的管线冲突问题，导致线路跳闸等事故，造成较高的经济损失和负面社会影响。尤其是近些年大城市修建地铁、管廊等大型地下工程经常与既有拖拉管产生冲突，以往通常的做法是将管网进行改移，但拖拉管本身并不处理，遗留的管路给新建工程带来了安全隐患，甚至发展成为安全事故。

以浙江地区某地铁盾构工程为例，遗弃的MPP材质的拖拉管强度高、韧性大、侵入距离长，存在卡死刀盘、堵塞螺旋输送机、影响盾构姿态、影响地表沉降等安全风险。因此，在施工前采用非开挖的方式将拖拉管拔除对盾构区间建设具有经济效益和重要意义。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的主要目的是提供一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置，以解决现有技术中的一个或多个问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置，由结构外壳、传力套筒、钻机传动端以及钩爪组成，其中：

所述结构外壳和传力套筒由外向内套装设置，并且结构外壳的后端与钻机传动端不耦合连接；

所述钻机传动端转动连接传力套筒，能够驱动所述传力套筒在结构外壳内沿轴向方向伸出或缩回；

所述结构外壳和传力套筒上开设有孔洞，并且结构外壳孔洞与传力套筒孔洞相对应；

所述钩爪一端露出在结构外壳表面，另一端穿过结构外壳孔洞以及传力套筒孔洞，伸入传力套筒内，并且所述钩爪能够通过传力套筒的伸出或缩回在结构外壳外侧闭合或张开。

在一些实施方式中，所述钻机传动端上设置有外螺纹，并且其上径向开设有插销孔，传力套筒设置有内螺纹，钻机传动端一端与传力套筒螺纹连接，另一端通过插销穿过插销孔与钻杆连接固定。

在一些实施方式中，所述结构外壳的内壁和/或传力套筒的外壁上沿轴向方向对称开设有滚珠凹槽，滚珠凹槽内嵌设有滚珠。

在一些实施方式中，所述钩爪包括钩爪头和钩爪臂，钩爪头露出在结构外壳表面，钩爪臂穿过结构外壳孔洞以及传力套筒孔洞伸入传力套筒内。

在一些实施方式中，还包括钩爪滑轨，设置在传力套筒内，与结构外壳连接固定，并且所述钩爪臂能够沿钩爪滑轨滑动，钩爪滑轨用于约束钩爪臂在传力套筒内的运动轨迹。

在一些实施方式中，所述钩爪滑轨包括两个相对应的圆弧板，两个圆弧板之间形成一滑轨空隙，所述钩爪臂底端设置有钩爪卡板，钩爪臂穿过滑轨空隙通过底端的所述钩爪卡板滑动卡接在两个圆弧板的圆弧面上。

在一些实施方式中，所述结构外壳外壁上开设有钩爪槽，钩爪槽不贯通所述结构外壳外壁，并且其长度、宽度和深度不低于钩爪头尺寸，便于钩爪闭合时容纳钩爪头。

在一些实施方式中，所述钩爪头、钩爪臂和钩爪卡板整体形成为L形，钩爪头的端部为带倒刺的楔形。

在一些实施方式中，所述钩爪上设有定位孔，所述结构外壳孔洞内设有轴杆，钩爪通过轴杆穿过定位孔安装在结构外壳上并能够绕轴杆转动。

在一些实施方式中，还包括破土端头，所述破土端头和结构外壳前端的内壁上设有螺纹，破土端头通过螺纹与结构外壳前端连接固定。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型提出一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置，通过非开挖方式完成土层中拖拉管的拔出；拖拉管拉拔装置形式简单，便于现场拼接及安装，能够广泛运用于拖拉管拔除工程中。具体而言，至少具有如下实际效果：

(一)钻机传动端与传力套筒螺纹连接，人为控制钻机传动端旋转方向，能够使传力套筒在钻机传动端的驱动下沿轴向方向伸出或缩回，传力套筒的伸出或缩回能够实现钩爪在结构外壳外侧闭合或张开自由切换。

(二)钩爪一端通过传力套筒孔洞伸入传力套筒内，传力套筒孔洞的前后移动能够推动钩爪闭合或张开，闭合时钩爪将完整贴合结构外壳外壁，便于拖拉管无法拔出时进行结构回收；张开时钩爪由钩爪端部倒刺钩住拖拉管，由钻机拉出拖拉管。

(三)破土端头设置在结构外壳前端，便与土体侵入管体等不良作业环境下，拉拔装置仍能够顺利深入至指定拉拔位置进行管体拉拔作业。

(四)结构外壳的内壁和/或传力套筒的外壁上沿轴向设置滚珠凹槽，滚珠凹槽内嵌设滚珠，通过滚珠及滚珠凹槽能够限制传力套筒外壁只能通过滚珠沿着滚珠凹槽方向在结构外壳内壁上进行伸出或收缩，减小与结构外壳内壁的摩擦力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本实用新型一个实施方式管体拉拔装置的分解结构示意图；

图2为本实用新型一个实施方式管体拉拔装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型一个实施方式管体拉拔装置侧视图；

图4为图3的A-A剖面示意图；

图5为图3的B-B剖面示意图；

图6为本实用新型一个实施方式钩爪的整体结构示意图；

图7为本实用新型一个实施方式管体拉拔装置的纵向剖视结构示意图，其中(a)为钩爪闭合状态，(b)为钩爪张开状态。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例作进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合较佳的实施方式对本实用新型的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提出一种管体拉拔装置，用于非开挖拖拉管10拔除施工，主要包括结构外壳1、传力套筒2、钻机传动端3以及钩爪4。

参见图2，结构外壳1设置在最外侧，作为管体拉拔装置的外壁保护内部结构不受土体的侵入影响。

继续参见图1至图3，结构外壳1、传力套筒2、钻机传动端3由外向内依次套装设置，并且结构外壳1的后端与钻机传动端3不耦合连接，通过钻机传动端3与结构外壳1的后端不耦合连接，便于钻机传动端3能够带动整个结构实现拉拔，同时钻机传动端3在转动时又不会带动结构外壳1转动，即保持结构外壳1不转动。

本实用新型具体是将结构外壳1的后端与钻机传动端3周向卡接。较佳的，钻机传动端3周向设有环形槽31，结构外壳1的后端卡接在环形槽31中，借助环形槽31的卡接，结构外壳1既不沿钻机传动端3发生轴向移动，也不随钻机传动端3的转动而转动。

本实用新型中所述的前端、后端只是作为一种方位指示，前端即管体拉拔装置前进的一端，后端即管体拉拔装置连接钻机的一端，这对于本领域普通技术人员是容易理解的。

参见图4、图5，传力套筒2与钻机传动端3连接，并且传力套筒2能够在钻机传动端3的驱动下沿轴向方向伸出或缩回。

较佳的，当钻机带动钻机传动端3顺时针旋转时，传力套筒2在钻机传动端3的驱动下沿轴向方向伸出，当钻杆带动钻机传动端3逆时针旋转时，传力套筒2在钻机传动端3的驱动下沿轴向方向缩回。应当理解，这里的钻机可以是定向钻机。

较佳的，结构外壳1和传力套筒2上开设有孔洞，并且结构外壳孔洞11与传力套筒孔洞21相对应。

结构外壳孔洞11的长度小于传力套筒孔洞21的长度。结构外壳孔洞11满足钩爪4能够伸入孔洞内即可，传力套筒孔洞21需要保证伸入传力套筒2内的钩爪4能够通过传力套筒2的移动在传力套筒孔洞21内摆动。具体尺寸不做限定。

钩爪4一端露出在结构外壳1表面，另一端穿过结构外壳孔洞11以及传力套筒孔洞21，伸入传力套筒2内，并且钩爪4能够通过传力套筒2的伸出或缩回在结构外壳1外侧闭合或张开，张开时钩爪4朝向后端，即朝向钻机传动端3，呈伞状。

较佳的，当传力套筒2缩回至最大位移处时，钩爪4为最大张开状态，当传力套筒2伸出至最大位移处时，钩爪4闭合，将完整贴合在结构外壳1的外侧。

当钩爪4在结构外壳1外侧呈闭合状态时，钩爪4将完全贴合在结构外壳1的表面，便于整个管体拉拔装置在拖拉管10内进行结构回收；当钩爪4在结构外壳1外侧呈张开状态时，钩爪4张开后由钩爪4端部钩住拖拉管10，便于将拖拉管10从地层中拔出。

较佳的，钩爪4的端部带倒刺，倒刺能刺入拖拉管10内壁，即使不能刺入，也能够增大钩爪4与拖拉管10内壁之间的摩擦力，使钩爪4与拖拉管10内壁的接触更加牢固，不易发生滑动，更有利于拖拉管10的拔出。

管体拉拔装置深入拖拉管10内并到达预定位置，配合钻机使钻机传动端3旋转，钻机传动端3带动传力套筒2沿轴向方向伸出或缩回。

参见图4，当钻机传动端3顺时针旋转时，传力套筒2沿轴向方向伸出，带动钩爪4闭合；钩爪4紧贴结构外壳1外侧，便于拖拉管10无法拔出时进行管体拉拔装置回收。

参见图5，当钻机传动端3逆时针旋转时，传力套筒2沿轴向方向缩回，带动钩爪4张开；钩爪4钩住土层内拖拉管10，配合钻机将地层深处拖拉管10拉拔至地面，降低拖拉管10因故断裂以致难以取出的风险。

继续参见图4、图5，钻机传动端3一端设置有外螺纹，传力套筒2设置有内螺纹，钻机传动端3与传力套筒2螺纹连接。

较佳的，钻机传动端3另一端径向开设有插销孔51，钻机传动端3通过插销5穿过插销孔51与钻杆连接固定。插销5便于钻机传动端3与钻杆的连接及固定，使钻机传动端3通过钻杆上的钻机沿顺时针及逆时针自由旋转。

作为一种较佳改进方式，结构外壳1的内壁和传力套筒2的外壁之间设置有滚珠6，滚珠6确保传力套筒2能够在结构外壳1内侧沿轴向方向左右移动。

较佳的，结构外壳1的内壁沿轴向方向对称开设有滚珠凹槽61，滚珠6嵌设在滚珠凹槽61内。滚珠凹槽61对称设置，增加结构外壳1与传力套筒2之间的顺滑性和稳定性。

当然，也可单独或同时在结构外壳1的内壁及传力套筒2的外壁沿轴向方向对称开设滚珠凹槽61，滚珠6嵌设在滚珠凹槽61内。

应当理解，滚珠凹槽61在结构外壳1的内壁和/或传力套筒2的外壁上均匀布置，布置条数应不少于两条，可以是两条、三条或多条等，在这里，本文不做具体限定。

应当理解，每条滚珠凹槽61内设置有多个滚珠6，滚珠6的个数及尺寸由滚珠凹槽61的尺寸决定，具体的尺寸不做限定。

通过设置滚珠凹槽61，便于安装滚珠6，通过滚珠6及滚珠凹槽61能够约束传力套筒2只能通过滚珠6沿着滚珠凹槽61方向在结构外壳1的内壁上进行移动，不能转动，减小传力套筒2外壁与结构外壳1内壁间的摩擦力。

参见图6，钩爪4包括钩爪头41和钩爪臂42，钩爪头41露出在结构外壳1表面，钩爪臂42穿过结构外壳孔洞11以及传力套筒孔洞21伸入传力套筒2内。

应当理解，当传力套筒2在钻机传动端3驱动下沿轴向方向做伸出或缩回运动时，推动传力套筒孔洞21内的钩爪臂42上下摆动，钩爪臂42带动钩爪头41在结构外壳1外侧闭合或张开。

传力套筒2通过传力套筒孔洞21控制钩爪4的闭合或张开，当传力套筒2沿轴线方向伸出时，传力套筒孔洞21的后端向前抵住钩爪臂42带动钩爪头41闭合，当传力套筒2沿轴向方向缩回时，传力套筒孔洞21的前端向后推进钩爪臂42带动钩爪头41张开。

应当理解，这里的前后是在传力套筒壁上的传力套筒孔洞21沿轴向方向的左右两侧，前也就是左侧，即管体拉拔装置前进的一侧，后就是右侧，即管体拉拔装置连接钻机的一侧。

继续参见图4、图5，钩爪4还包括钩爪滑轨43，钩爪滑轨43设置在传力套筒2内，与结构外壳1连接固定，并且钩爪臂42能够沿钩爪滑轨43滑动，钩爪滑轨43用于约束钩爪臂42在传力套筒2内的运动轨迹。

钩爪滑轨43焊接在结构外壳1上，较佳的，钩爪滑轨43的前端焊接在结构外壳1上。钩爪滑轨43焊接固定在结构外壳1上不随传力套筒2进行移动。

作为一种较佳改进方式，钩爪滑轨43包括两个相对应的圆弧板，两个圆弧板之间形成一滑轨空隙431。应当理解，圆弧板弧面的弧度应当与钩爪臂42在传力套筒2内的运动轨迹相对应。

较佳的，钩爪臂42底端设置有钩爪卡板421，钩爪臂42穿过滑轨空隙431通过底端的钩爪卡板421滑动卡接在两个圆弧板的圆弧面上。

应当理解，这里的钩爪卡板421是焊接在钩爪臂42底端用于卡接在钩爪滑轨43两个圆弧板的圆弧面上的凸出部分。较佳的，钩爪卡板421的长度不应小于两个圆弧板的间距，即两个圆弧板的厚度与滑轨空隙431之和。

参见图2，结构外壳1外壁上开设有钩爪槽44，钩爪槽44在结构外壳1外壁上不贯通，防止外部土体通过钩爪槽44进入结构内部影响内部工作，以及便于钩爪4闭合时容纳钩爪头41。

应当理解，钩爪槽44的长度、宽度和深度可以与钩爪头41的尺寸完全相同，也可以大于钩爪头41的尺寸。本文优选为钩爪槽44的长度、宽度和深度与钩爪头41尺寸相同或略大，这样钩爪4闭合时钩爪头41刚好容纳在钩爪槽44内，钩爪头41外表面与结构外壳1外表面完美贴合，确保结构外壳1表面平滑完整，减小与土体的摩擦。

较佳的，钩爪4沿结构外壳1的外壁周向均匀设置，可以是两个、三个、四个或更多个。钩爪4的个数根据实际工程中拖拉管10管壁的尺寸确定。应当理解，钩爪滑轨43的个数与钩爪4相对应。

继续参见图6，钩爪头41、钩爪臂42以及钩爪臂42端部的钩爪卡板421整体形成为L形，钩爪头41的端部为带倒刺的楔形。

应当理解，此处的L形是位于结构外壳1外侧的钩爪头41与结构外壳1内侧的钩爪臂42之间的夹角为直角形成的近似L的形状。

带倒刺的楔形是近似楔形的表面不光滑有倒刺，楔形是为了方便卡住拖拉管10内壁，倒刺是为了增大与拖拉管10内壁之间的摩擦力。

较佳的，钩爪4上设有定位孔45，结构外壳孔洞11内设有轴杆12，钩爪4通过轴杆12穿过定位孔45安装在结构外壳1上并能够绕轴杆12转动。

作为一种较佳改进方式，参见图1，管体拉拔装置还包括破土端头7，破土端头7和结构外壳1前端的内壁上设有螺纹，破土端头7通过螺纹与结构外壳1前端连接固定。

破土端头7能够破除前方的土体，便于在土体侵入拖拉管10后管体拉拔装置能够顺利深入至指定位置，管体拉拔装置通过破土端头7实现土体及水流侵入管体等不利工况下的拖拉管10拉拔作业。

工作状态下，参见图7，启动钻机顺时针转动，钻机通过钻杆带动钻机传动端3顺时针旋转，传力套筒2与钻机传动端3螺纹连接，传力套筒2通过钻机传动端3的转动沿轴向方向伸出，传力套筒孔洞21的后端向前抵住钩爪臂42，钩爪臂42带动钩爪头41闭合，管体拉拔装置通过破土端头7深入拖拉管10内并到达预定位置；启动钻机逆时针转动，钻机通过钻杆带动钻机传动端3逆时针旋转，传力套筒2通过钻机传动端3的转动沿轴线方向缩回，传力套筒孔洞21的前端向后推进钩爪臂42使钩爪臂42沿钩爪滑轨43滑动，钩爪臂42带动钩爪头41张开，关闭钻机停止转动，带倒刺的楔形钩爪头端部卡住拖拉管10内壁，将拖拉管10从土层中拔出。

本实用新型通过非开挖方式完成土层中拖拉管的拔出，降低了拖拉管与地铁、管廊等地下工程冲突时带来的安全风险，因此，采用非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置在施工前将拖拉管拔除对地铁等地下工程建设具有显著的经济效益和工程意义。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于非开挖拖拉管拔除施工的管体拉拔装置，其特征在于由结构外壳、传力套筒、钻机传动端以及钩爪组成，其中：

所述结构外壳和传力套筒由外向内套装设置，并且结构外壳的后端与钻机传动端不耦合连接；

所述钻机传动端转动连接传力套筒，能够驱动所述传力套筒在结构外壳内沿轴向方向伸出或缩回；

所述结构外壳和传力套筒上开设有孔洞，并且结构外壳孔洞与传力套筒孔洞相对应；

所述钩爪一端露出在结构外壳表面，另一端穿过结构外壳孔洞以及传力套筒孔洞，伸入传力套筒内，并且所述钩爪能够通过传力套筒的伸出或缩回在结构外壳外侧闭合或张开。

2.根据权利要求1所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述钻机传动端上设置有外螺纹，并且其上径向开设有插销孔，传力套筒设置有内螺纹，钻机传动端一端与传力套筒螺纹连接，另一端通过插销穿过插销孔与钻杆连接固定。

3.根据权利要求1所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述结构外壳的内壁和/或传力套筒的外壁上沿轴向方向对称开设有滚珠凹槽，滚珠凹槽内嵌设有滚珠。

4.根据权利要求1所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述钩爪包括钩爪头和钩爪臂，钩爪头露出在结构外壳表面，钩爪臂穿过结构外壳孔洞以及传力套筒孔洞伸入传力套筒内。

5.根据权利要求4所述的管体拉拔装置，其特征在于，还包括钩爪滑轨，设置在传力套筒内，与结构外壳连接固定，并且所述钩爪臂能够沿钩爪滑轨滑动，钩爪滑轨用于约束钩爪臂在传力套筒内的运动轨迹。

6.根据权利要求5所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述钩爪滑轨包括两个相对应的圆弧板，两个圆弧板之间形成一滑轨空隙，所述钩爪臂底端设置有钩爪卡板，钩爪臂穿过滑轨空隙通过底端的所述钩爪卡板滑动卡接在两个圆弧板的圆弧面上。

7.根据权利要求4所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述结构外壳外壁上开设有钩爪槽，钩爪槽不贯通所述结构外壳外壁，并且其长度、宽度和深度不低于钩爪头尺寸，便于钩爪闭合时容纳钩爪头。

8.根据权利要求6所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述钩爪头、钩爪臂和钩爪卡板整体形成为L形，钩爪头的端部为带倒刺的楔形。

9.根据权利要求1所述的管体拉拔装置，其特征在于，所述钩爪上设有定位孔，所述结构外壳孔洞内设有轴杆，钩爪通过轴杆穿过定位孔安装在结构外壳上并能够绕轴杆转动。

10.根据权利要求1所述的管体拉拔装置，其特征在于，还包括破土端头，所述破土端头和结构外壳前端的内壁上设有螺纹，破土端头通过螺纹与结构外壳前端连接固定。

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