顶推装置的制作方法

1.本发明涉及水电管道施工技术领域，特别地，涉及一种顶推装置。


背景技术：

2.地铁、铁路、公路、市政等水电管道施工时，现有一般的施工方法为：首先在需要铺设水电管道的位置进行半封闭开挖，即沿管道铺设长度方向由上至下开挖出内凹的安装渠，然后把水电管道铺设于该安装渠内，最后再填土封闭，该种施工方式中，工人的劳动强度非常大、施工进度低、且施工质量差。
3.鉴于现有施工方法存在的该些技术问题，发明一种与隧道掘进用盾构机相似的小型盾构机，该小型盾构机工作时，其主体部分在顶推装置的顶推作用下，按照预设路线在地层中盾构出用于安装水电管道的安装通道，然后再将待安装的水电管道装入该安装通道中，最后再采用顶推装置顶推安装管道的外露端，以使安装通道的盾构及管道的前移铺设同步进行。
4.该顶推装置包括驱动结构和卡装结构，卡装结构用于卡紧在管道的外圆上，且与驱动结构相连，驱动结构延伸时，通过卡装结构推动管道前移，从而实现管道的前移铺设。工作时，驱动结构每个伸缩行程中，均需采用吊车首先将卡装结构吊装固定至管道上，伸缩到位后再采用吊车将卡装结构由管道上吊取下来，整个动作过程非常繁琐、复杂，工人的劳动强度高，管道铺设效率非常低，费时、费力。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种顶推装置，以解决现有的顶推装置存在的动作过程繁琐、复杂，工人的劳动强度高，及施工效率低的技术问题。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种顶推装置，包括：滑动支设于地面上的安装支架，安装支架上设有沿长度方向伸缩设置的顶推驱动机构，顶推驱动机构的固定端与安装支架固定，其相对的伸缩段沿安装支架的长度方向滑动支设于安装支架上，且伸缩段上沿其长度方向间隔设有第一顶环和第二顶环，并第一顶环靠近固定端；安装支架上还滑动支设有顶推锁紧机构，顶推驱动机构穿设顶推锁紧机构并沿轴向自由伸缩，顶推锁紧机构用于首先与第一顶环顶抵，以在伸缩段第一次外伸过程中随伸缩段同步滑移，以将与其抵接的管道和/或盾构机向前顶推，顶推锁紧机构还用于在伸缩段第一次外伸后回缩到位时卡紧伸缩段，以与第二顶环顶抵，以在伸缩段第二次外伸过程中再次随伸缩段同步滑移，以将管道和/或盾构机再次向前顶推。
8.进一步地，安装支架包括滑动支设于地面上的支撑底架，及垂直支设于支撑底架一端上的支撑立板；顶推驱动机构的固定端与支撑立板固定，且伸缩段沿支撑底架的长度方向滑动支设于支撑底架上；顶推锁紧机构垂直伸缩段的滑移方向设置，且滑动支设于支撑底架上。
9.进一步地，顶推驱动机构包括伸缩缸，及用于滑动支撑伸缩缸的滑移支架；伸缩缸
包括安装外筒，及滑动装设于安装外筒内的伸缩杆，伸缩杆的自由端与支撑立板固定，安装外筒构成伸缩段；滑移支架滑动支撑于安装底架上，且安装外筒固定支设于滑移支架的顶端；第一顶环和第二顶环分别连接于安装外筒的外圆上，且第一顶环靠近支撑立板。
10.进一步地，支撑底架上设有沿顶推驱动机构的伸缩方向延伸布设的支撑滑轨；滑移支架的数量为多组，多组滑移支架沿安装外筒的轴向依次间隔设置，且各滑移支架包括安装支板，及连接于安装支板底端的滚轮，滚轮滚动支设于对应设置的支撑滑轨上，安装外筒固定支设于安装支板的顶端。
11.进一步地，顶推驱动机构的数量为多组，多组顶推驱动机构沿与其伸缩方向相垂直的方向依次间隔布设且同步动作；多组顶推驱动机构同时穿设顶推锁紧机构，且顶推锁紧机构用于在顶推驱动机构第一次延伸后回缩到位时同时卡紧多组顶推驱动机构。
12.进一步地，顶推锁紧机构包括安装立板，及用于卡紧安装外筒的锁紧机构；安装立板滑动支设于支撑底架上，其上开设有供安装外筒穿设的穿设孔，穿设孔的孔径小于第一顶环的外径，且大于第二顶环的外径；锁紧机构连接于安装立板上。
13.进一步地，锁紧机构包括可向内收紧或向外张开的锁紧环，锁紧环用于套装于安装外筒的外圆上；锁紧环连接有锁紧驱动构件，锁紧驱动构件连接于安装立板上，以用于在外力作用下使锁紧环向内收紧以卡紧安装外筒后锁定。
14.进一步地，锁紧环包括对半设置的两块锁片，两块锁片的底端分别与穿设孔下方的安装立板铰接；锁紧驱动构件包括分别与两块锁片的顶端相连的牵引绳、用于对牵引绳进行导向和限位的滑轮组、用于牵拉牵引绳的驱动杆、及伸出后抵顶驱动杆限位的限位件；滑轮组转动设置于安装立板上，且牵引绳穿设滑轮组后连接驱动杆；驱动杆与安装立板铰接，限位件滑动连接于安装立板上。
15.进一步地，顶推锁紧机构还包括定位环，定位环连接于安装立板上朝向盾构机或管道的外侧面上，以用于对盾构机或管道的端部进行卡持定位；安装立板上还设有连通定位环内腔的连通孔，连通孔的外径小于定位环的内径。
16.进一步地，锁紧环的数量为多组，多组锁紧环对应多个穿设孔设置，且各组锁紧环连接同一锁紧驱动构件，以同步驱动多组锁紧环同步动作。
17.本发明具有以下有益效果：
18.采用本发明的顶推装置顶推盾构机或管道时，整个动作过程简单，自动化程度高，且无需使用吊装机频繁吊装卡紧机构，工人的劳动强度低，且可极大提高管道或隧洞的铺设效率；顶推驱动机构两次延伸时，顶推锁紧机构仅锁紧一次伸缩段，操作简单，且省时省力，且相比现有驱动结构每次伸缩时卡装结构均需重新与盾构机或管道进行卡装连接及定位，本发明中，顶推驱动机构第二次延伸时，无需再对顶推锁紧机构与待顶推的盾构机或管道进行连接、定位、校正，进一步简化顶推操作过程，提高施工效率，同时盾构机和管道的铺设质量好、直线度高；安装支架滑动支设于地面上，便于本发明装置顺畅向前推进，伸缩段滑动支设于安装支架上，便于盾构机和管道的顺畅向前推进，提高推进质量。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1是本发明优选实施例的顶推装置的俯视结构示意图；
22.图2是图1中顶推锁紧机构的主视结构示意图。
23.图例说明
24.10、安装支架；11、支撑底架；12、支撑立板；13、支撑滑轨；20、伸缩缸；21、安装外筒；22、伸缩杆；30、滑移支架；40、第一顶环；50、第二顶环；60、安装立板；601、穿设孔；602、连通孔；70、锁紧机构；71、锁紧环；711、锁片；72、锁紧驱动构件；721、牵引绳；722、滑轮组；723、驱动杆；724、限位件；80、定位环。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
26.参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种顶推装置，包括：滑动支设于地面上的安装支架10，安装支架10上设有沿长度方向伸缩设置的顶推驱动机构，顶推驱动机构的固定端与安装支架10固定，其相对的伸缩段沿安装支架10的长度方向滑动支设于安装支架10上，且伸缩段上沿其长度方向间隔设有第一顶环40和第二顶环50，并第一顶环40靠近固定端。安装支架10上还滑动支设有顶推锁紧机构，顶推驱动机构穿设顶推锁紧机构并沿轴向自由伸缩，顶推锁紧机构用于首先与第一顶环40顶抵，以在伸缩段第一次外伸过程中随伸缩段同步滑移，以将与其抵接的管道和/或盾构机向前顶推，顶推锁紧机构还用于在伸缩段第一次外伸后回缩到位时卡紧伸缩段，以与第二顶环50顶抵，以在伸缩段第二次外伸过程中再次随伸缩段同步滑移，以将管道和/或盾构机再次向前顶推。
27.本发明的顶推装置工作前，顶推驱动机构回缩至初始状态，且顶推锁紧机构紧靠第一顶环40处设置；顶推装置工作时，控制系统控制顶推驱动机构启动，以使其伸缩段向外延伸，当伸缩段向外延伸时，与第一顶环40顶抵的顶推锁紧机构在第一顶环40的顶抵作用下，随伸缩段同步朝前延伸，而顶推锁紧机构顶抵待前推的盾构机或管道的端部，当顶推锁紧机构向前滑移时，将盾构机或管道向前顶推，从而实现盾构机和/或管道的向前推移；当伸缩段延伸至设定的最远位置后，顶推驱动机构开始回缩，伸缩段反向回退直至位于初始状态，该过程中，顶推锁紧机构保持不动；控制系统控制顶推驱动机构进行第二次外伸前，顶推锁紧机构卡紧顶推驱动机构的伸缩段，同时顶推锁紧机构顶抵第二顶环50，当顶推驱动机构的伸缩段第二次向外延伸时，与第二顶环50顶抵的顶推锁紧机构在第二顶环50的顶抵作用下，随伸缩段同步朝前延伸，从而将盾构机或管道向前顶推，实现盾构机和/或管道的再次向前推移。
28.采用本发明的顶推装置顶推盾构机或管道时，整个动作过程简单，自动化程度高，且无需使用吊装机频繁吊装卡紧机构，工人的劳动强度低，且可极大提高管道或隧洞的铺设效率；顶推驱动机构两次延伸时，顶推锁紧机构仅锁紧一次伸缩段，操作简单，且省时省力，且相比现有驱动结构每次伸缩时卡装结构均需重新与盾构机或管道进行卡装连接及定位，本发明中，顶推驱动机构第二次延伸时，无需再对顶推锁紧机构与待顶推的盾构机或管
道进行连接、定位、校正，进一步简化顶推操作过程，提高施工效率，同时盾构机和管道的铺设质量好、直线度高；安装支架10滑动支设于地面上，便于本发明装置顺畅向前推进，伸缩段滑动支设于安装支架10上，便于盾构机和管道的顺畅向前推进，提高推进质量。
29.可选地，如图1所示，安装支架10包括滑动支设于地面上的支撑底架11，及垂直支设于支撑底架11一端上的支撑立板12。顶推驱动机构的固定端与支撑立板12固定，且伸缩段沿支撑底架11的长度方向滑动支设于支撑底架11上。顶推锁紧机构垂直伸缩段的滑移方向设置，且滑动支设于支撑底架11上。本可选方案中，安装支架10结构简单，顶推驱动机构与安装支架10的连接操作简单，且安装支架10、顶推驱动机构及顶推锁紧机构的该种结构布设方式，使本发明装置整体结构布局合理、紧凑。
30.本可选方案中，如图1所示，顶推驱动机构包括伸缩缸20，及用于滑动支撑伸缩缸20的滑移支架30。伸缩缸20包括安装外筒21，及滑动装设于安装外筒21内的伸缩杆22，伸缩杆22的自由端与支撑立板12固定，安装外筒21构成伸缩段。滑移支架30滑动支撑于安装底架上，且安装外筒21固定支设于滑移支架30的顶端。第一顶环40和第二顶环50分别连接于安装外筒21的外圆上，且第一顶环40靠近支撑立板12。本可选方案中，第一顶环40和第二顶环50均呈圆环状，且焊接固定于安装外筒21的外圆面上；第一顶环40靠近支撑立板12，且第一顶环40和第二顶环50在满足分别与顶推锁紧机构顶抵的前提下，两者之间的间距应最大，以提高盾构机或管道单次的顶推距离。
31.本可选方案的具体实施例中，如图1所示，支撑底架11上设有沿顶推驱动机构的伸缩方向延伸布设的支撑滑轨13。滑移支架30的数量为多组，多组滑移支架30沿安装外筒21的轴向依次间隔设置，且各滑移支架30包括安装支板，及连接于安装支板底端的滚轮，滚轮滚动支设于对应设置的支撑滑轨13上，安装外筒21固定支设于安装支板的顶端。通过滑移支架30顶端设置的滚轮与对应设置的支撑滑轨13的滑动配合，对顶推驱动机构的伸缩进行导向，使伸缩缸20伸缩顺畅进行的同时，对伸缩缸20外伸方向进行纠偏，进而提高盾构机或管道的顶推直线度和顶推质量。
32.优选地，如图1所示，顶推驱动机构的数量为多组，多组顶推驱动机构沿与其伸缩方向相垂直的方向依次间隔布设且同步动作。多组顶推驱动机构同时穿设顶推锁紧机构，且顶推锁紧机构用于在顶推驱动机构第一次延伸后回缩到位时同时卡紧多组顶推驱动机构。为提高对盾构机或管道的顶推作用力，同时防止盾构机或管道顶推过程中偏航，本发明优选方案中，使顶推驱动机构包括沿与伸缩方向相垂直的方向间隔设置的多组，且顶推锁紧机构同时与多组顶推驱动机构卡紧，并多组顶推驱动机构同步动作。
33.可选地，如图1和图2所示，顶推锁紧机构包括安装立板60，及用于卡紧安装外筒21的锁紧机构70。安装立板60滑动支设于支撑底架11上，其上开设有供安装外筒21穿设的穿设孔601，穿设孔601的孔径小于第一顶环40的外径，且大于第二顶环50的外径。锁紧机构70连接于安装立板60上。本可选方案中，安装立板60的底端连接有支撑轮，该支撑轮滑动支撑于安装支架10的支撑滑轨13上，以对安装立板60的滑移进行导向和限位。穿设孔601的孔径小于第一顶环40的外径，以便第一顶环40顶抵安装立板60，以推动安装立板60滑移，同时便于解锁锁紧机构70，锁紧机构70无需卡紧安装外筒21；穿设孔601的孔径大于第二顶环50的外径，以便伸缩缸20第一次外伸回缩时，保持顶推锁紧机构不动，以在锁紧机构70卡紧伸缩缸20的安装外筒21后，第二顶环50再与顶推锁紧机构顶抵，该种设置方式中，顶推驱动机构
的两次外伸过程中，顶推锁紧机构仅需锁紧一次伸缩缸20，操作简单，且省时省力。
34.本可选方案中，如图2所示，锁紧机构70包括可向内收紧或向外张开的锁紧环71，锁紧环71用于套装于安装外筒21的外圆上。锁紧环71连接有锁紧驱动构件72，锁紧驱动构件72连接于安装立板60上，以用于在外力作用下使锁紧环71向内收紧以卡紧安装外筒21后锁定。
35.本可选方案的具体实施例中，如图2所示，锁紧环71包括对半设置的两块锁片711，两块锁片711的底端分别与穿设孔601下方的安装立板60铰接，且各锁片711呈半圆弧线状，卡紧安装外筒21后，沿穿设孔601的周向延伸。锁紧驱动构件72包括分别与两块锁片711的顶端相连的牵引绳721、用于对牵引绳721进行导向和限位的滑轮组722、用于牵拉牵引绳721的驱动杆723、及伸出后抵顶驱动杆723限位的限位件724。滑轮组722转动设置于安装立板60上，且牵引绳721穿设滑轮组722后连接驱动杆723。驱动杆723与安装立板60铰接，限位件724滑动连接于安装立板60上。本可选方案的具体实施例中，滑轮组722至少包括用于对牵引绳721进行导向牵引的牵引轮，及对牵引绳721进行限位的限位轮，牵引绳721从牵引轮和限位轮之间穿过；限位件724为门栓型结构，包括滑动设置的滑杆、用于滑动安装滑杆的安装支座、及用于与滑杆上的锁片顶抵限位的限位块。
36.工作时，外力驱动驱动杆723转动，驱动杆723通过两根牵引绳721分别拉动两块锁片711同步转动后相对靠拢夹紧安装外筒21，待驱动杆723转动到位后，限位件724的滑杆伸出并顶抵驱动杆723后锁定，从而对驱动杆723的旋转角度进行锁定，此时，两片锁片711相对夹紧安装外筒21。
37.可选地，如图1所示，顶推锁紧机构还包括定位环80，定位环80连接于安装立板60上朝向盾构机或管道的外侧面上，以用于对盾构机或管道的端部进行卡持定位，方便顶推锁紧机构迅速连接定位盾构机或管道的端部。安装立板60上还设有连通定位环80内腔的连通孔602，连通孔602的外径小于定位环80的内径，形成限位板，以与盾构机或管道的端部顶抵。
38.优选地，如图2所示，锁紧环71的数量为多组，多组锁紧环71对应多个穿设孔601设置，且各组锁紧环71连接同一锁紧驱动构件72，以同步驱动多组锁紧环71同步动作。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。