一种大直径电力顶管的连接装置及其使用方法与流程

1.本技术涉及顶管施工领域，尤其是涉及一种大直径电力顶管的连接装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前常使用顶管施工在地下铺设电力系统，与在地面开槽施工相比，顶管施工能跨越地面障碍物，减少环境污染，减少噪音，由于便于工作人员对电力系统进行安装检修，电力顶管常使用大直径的顶管并在施工之前对顶管进行制造并按照安装顺序进行标号。顶管施工时，通过设置在头部的顶管机钻进土层中进行挖掘，对排开的泥土进行清理并通过管道输送至发射坑中，发射坑内通过顶进设备将一节节顶管按设计好的顺序顶进顶管机挖掘的通道中。
3.为避开地下的障碍物，部分顶管施工会将顶管的行进轨迹设计成曲线，而在实际施工中会在行进过程中通过顶管机的纠偏装置人为对顶进方向进行调节，从而将多个顶管布设为折线来代替设计的曲线。当曲线较大或地层松软时，仅依靠顶管机自身的纠偏装置，难以对离顶管机距离较远的顶管的朝向进行调节，导致难以调节后续顶管使之顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合。


技术实现要素：

4.为了改善难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题，本技术提供一种大直径电力顶管的连接装置及其使用方法。
5.本技术提供的一种大直径电力顶管的连接装置采用如下的技术方案：一种大直径电力顶管的连接装置，包括沿顶管的周向间隔布设的多个连接柱、用于驱使位于多个方位的所述连接柱分别推动顶管的驱动机构和用于限制相邻顶管相对转动的角度的连接组件，所述连接柱一端与顶管固定连接、另一端与另一顶管滑移连接。
6.通过采用上述技术方案，当需要对顶管的运动轨迹进行调节时，在顶管机通过纠偏装置对顶进方向进行调节后，启动驱动机构通过合适方位的连接柱驱使顶管相对连接柱滑移，从而使得相邻两顶管之间形成小幅度的张角，在多对顶管的共同配合下从而与顶管机通过纠偏装置调节的顶进方向相配合，连接组件将两个顶管进行连接，尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，改善了难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
7.可选的，所述连接柱上套设有环状垫板，多个所述连接柱均贯穿所述环状垫板的板面设置，所述环状垫板同轴固定连接在与所述连接柱滑移连接的顶管端面处，且与相邻顶管端面活动抵接。
8.通过采用上述技术方案，当相邻两顶管形成张角时，两端的顶管分别与环状垫板抵接，环状垫板用来对相邻两顶管的位置变化进行补偿，提高了相邻两顶管的形成张角时的接触面积，提高了顶管的承载能力。
9.可选的，所述连接柱远离与其固定连接的顶管的端面上开设有注液槽，所述驱动机构包括设置在与所述连接柱滑移连接的顶管上的多个容纳盒、固定套设在所述连接柱端部的滑移板和用于朝所述连接柱的所述注液槽内注液的注液组件，所述滑移板滑移连接在所述容纳盒内，且其周壁与所述容纳盒内壁抵接，所述注液槽与所述容纳盒内位于所述滑移板远离所述连接柱一侧的空腔连通。
10.通过采用上述技术方案，当需要驱使安装有容纳盒的顶管转动时，通过注液组件朝与合适的容纳盒连通的连接柱上的注液槽内进行注液，液体在容纳盒内聚集，使得容纳盒相对滑移板滑移，该容纳盒带动顶管的一侧朝远离相邻顶管的方向运动，从而使得两顶管强制形成张角，改善了难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
11.可选的，所述容纳盒固定嵌设在顶管端面内，且位于所述环状垫板远离对应所述连接柱所处的顶管的一侧。
12.通过采用上述技术方案，容纳盒嵌设在顶管端面内，且位于环状垫板远离对应连接柱所处的顶管的一侧，一方面，节省了安装空间，提高了顶管之间连接的紧密性，另一方面，提高了容纳盒与顶管的接触面积，从而提高顶管受力的均匀程度,改善了难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
13.可选的，所述注液组件包括与所述注液槽连通的连通管和用于启闭所述连通管的第一阀门，多个所述连通管均与外界液体源连通。
14.通过采用上述技术方案，当需要对注液槽进行注液时，开启第一阀门，液体通过连通管输送到注液槽中，从而便捷的实现朝容纳槽内注液的过程。
15.可选的，所述滑移板上设置有用于对所述滑移板和所述容纳盒内壁之间的缝隙进行密封的密封环，所述密封环固定套设在所述滑移板的周侧。
16.通过采用上述技术方案，当对容纳盒内进行注液时，密封环尽可能避免液体从滑移板和容纳盒内壁之间泄漏，提高了液体推动容纳盒运动的效果和效率，从而提高对顶管进行调节的效率和效果，改善了难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
17.可选的，所述连接组件设置有多组，多组所述连接组件沿顶管的周向均匀布设。
18.通过采用上述技术方案，连接组件沿顶管的周向均匀布设，从而在对顶管进行不同方向上的转动时均能尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，提高了相邻两顶管之间的连接效果。
19.可选的，所述连接组件包括分别固定在相邻两个顶管上的连接环、穿设两个所述连接环设置的保险拉杆和用于将所述保险拉杆限制在两个所述连接环内的防脱片，两所述防脱片分别固定在所述保险拉杆的两端。
20.通过采用上述技术方案，当两个顶管形成张角时，两顶管上的连接环沿着保险拉杆的长度方向朝相互远离方向运动，防脱片尽可能避免连接环运动至脱离保险拉杆，从而尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，提高了两顶管的连接效果。
21.可选的，所述连通管上连通设置有环形管，所述环形管上连通有多个支管，所述支管一端贯穿顶管内壁延伸至顶管外壁处，所述支管位于顶管内的一端设置有用于启闭所述支管的第二阀门，所述环形管与润滑浆源连通。
22.通过采用上述技术方案，当对顶管进行顶进时，开启第二阀门，通过环形管和支管
朝顶管外壁输送润滑浆，从而降低顶管与土层之间的摩擦阻力，提高顶管的顶进效率。
23.一种大直径电力顶管的连接装置的使用方法，包括如下操作步骤：s1：安装，在制作顶管时，顶管按照顶管的顶进的先后顺序，将所述容纳盒、所述滑移板和所述环状垫板预埋在后顶进的顶管靠近后续顶进顶管的端部，将所述连接柱、所述连通管、所述环形管和所述支管预安装有所述容纳盒的顶管的后一个顶管端部；s2：连接，对若干对顶管进行s1操作，驱使所述连接柱一端依次穿设所述环状垫板和所述容纳盒固定在所述滑移板上，并将所述连接组件安装在每一对顶管内；s3：润滑，顶管在顶进过程中，开启所述第二阀门，润滑浆通过所述环形管和所述支管流动到顶管外壁对顶管进行润滑；s4：转向，顶管机通过纠偏装置进行转向时，开启与多个所述容纳盒中的其中一个连通的所述连通管上的所述第一阀门；s5：支撑，对顶管进行转向后，关闭已经开启的所述第一阀门。
24.通过采用上述技术方案，在容纳盒、环状垫板、连接柱、滑移板和连接组件的共同作用下，相邻两个顶管被连接在一起，同时在顶进过程中，通过环形管对顶管外壁进行润滑；在转向过程中，在连通管、连接柱、滑移板和容纳盒的共同作用下，对相邻顶管进行转向调节；调节过后关闭第一阀门，使得容纳盒内的液体通过滑移板和连接柱对顶管转向处进行支撑，改善难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.当需要对顶管的运动轨迹进行调节时，在顶管机通过纠偏装置对顶进方向进行调节后，启动驱动机构通过合适方位的连接柱驱使顶管相对连接柱滑移，从而使得相邻两顶管之间形成张角，从而与顶管机通过纠偏装置调节的顶进方向相配合，连接组件将两个顶管进行连接，尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，改善了难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题；2.当两个顶管形成张角时，两顶管上的连接环沿着保险拉杆的长度方向朝相互远离方向运动，防脱片尽可能避免连接环运动至脱离保险拉杆，从而尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，提高了两顶管的连接效果；3.在容纳盒、环状垫板、连接柱、滑移板和连接组件的共同作用下，相邻两个顶管被连接在一起，同时在顶进过程中，通过环形管对顶管外壁进行润滑；在转向过程中，在连通管、连接柱、滑移板和容纳盒的共同作用下，对相邻顶管进行转向调节；调节过后关闭第一阀门，使得容纳盒内的液体通过滑移板和连接柱对顶管转向处进行支撑，改善难以调节后续顶管的顶进轨迹与设计的行进轨迹相契合的问题。
附图说明
26.图1是本技术实施例一的整体结构示意图。
27.图2是本技术实施例一沿顶管轴向的爆炸图。
28.图3是本技术实施例一中用于展示容纳盒、滑移板和密封环的剖视图。
29.图4时本技术实施例一中用于展示连接柱、连通管、输入管、分流管、环形管、支管、第一阀门和第二阀门的结构示意图。
30.图5是本技术实施例二的流程图。
31.附图标记：1、环状垫板；2、环形管；3、连接组件；31、连接环；32、保险拉杆；33、防脱片；41、容纳盒；42、滑移板；43、注液组件；431、连通管；432、第一阀门；5、输入管；6、第二阀门；7、分流管；8、支管；9、环形槽；10、连接柱；11、连通孔；12、注液槽；13、密封环。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
33.实施例一：本技术实施例一公开一种大直径电力顶管的连接装置。
34.参照图1，一种大直径电力顶管的连接装置包括沿顶管的周向间隔布设的多个连接柱10、用于驱使位于多个方位的连接柱10分别推动顶管的驱动机构和用于限制相邻顶管相对转动的角度的连接组件3。在本技术实施例中，连接柱10设置为圆柱，连接柱10设置有十二个，十二个连接柱10分为四组，四组连接柱10分别沿顶管周向布设在顶管的四个方位；在其他实施例中，在顶管施工过程中只需要在两个方向上对顶管进行转向时，连接柱10可设置为两组，每组连接柱10的个数根据实际顶管管径进行适应性增减均可。连接柱10一端固定嵌设在一侧顶管端面上、另一端与另一顶管滑移连接。
35.参照图2和图3，在本技术实施例中，连接柱10远离与其固定连接的顶管的端面上开设有注液槽12，注液槽12的深度方向沿连接柱10的长度方向设置，驱动机构包括设置在与连接柱10滑移连接的顶管上的多个容纳盒41、固定套设在连接柱10端部的滑移板42和用于朝连接柱10的注液槽12内注液的注液组件43。
36.在其他实施例中，驱动机构包括分别驱使四组连接柱10伸缩的四组气缸，三个气缸为一组，气缸固定嵌设在顶管端部且其活塞杆于连接柱10固定连接。当需要驱使两顶管形成强制夹角时，分别驱使四组气缸中的一组或两组，推动顶管的一侧的连接柱10，从而推动相邻顶管转动，从而强制形成小幅度张角。
37.具体的，参照图3和图4，容纳盒41嵌设在顶管端面的环形槽9内，在本技术实施例中，容纳盒41设置有四个且四个容纳盒41拼合组成圆环状，四组连接柱10分别与四个容纳盒41对应，在其他实施例中，容纳盒41还可设置有十二个且为圆柱体状，容纳盒41与连接柱10一一对应。滑移板42滑移连接在容纳盒41内，且其周壁与容纳盒41内壁抵接，滑移板42上开设有用于供连接柱10插接的连通孔11，连接柱10靠近滑移板42的一端设置为阶梯状，连接柱10的阶梯状端部插接在连通孔11中，且通过密封结构胶与滑移板42固定连接，连接柱10注液槽12与容纳盒41内位于滑移板42远离连接柱10一侧的空腔连通。
38.为进一步提高滑移板42与容纳盒41内壁之间的密封效果，参照图4，滑移板42上设置有用于对滑移板42和容纳盒41内壁之间的缝隙进行密封的密封环13，密封环13固定套设在滑移板42的周侧。
39.为便于对滑移板42远离连接柱10一侧的容纳盒41空腔进行增压，参照图4，在本技术实施例中，注液组件43包括与注液槽12连通的连通管431和用于启闭连通管431的第一阀门432，连通管431穿设顶管内壁与嵌设在顶管内的连接柱10固定连接，连通管431与连接柱10一一对应，且每组连接柱10对应的三个连通管431上同时固定连通有输入管5，输入管5的长度方向布设为与顶管同轴的圆弧状，四个连通管431的长度方向沿顶管周向布设在顶管内，连通管431间隔布设在输入管5上，输入管5两端封闭，多个连通管431均与工作井内的液
体源连通。
40.在其他实施例中，连接柱10靠近滑移板42一端封闭设置，注液组件43包括与容纳盒41内位于滑移板42远离连接柱10一侧空腔连通的四个连通管431和用于启闭连通管431的第三阀门，四个连通管431分别与四个容纳盒41一一对应，连通管431与工作井内的液体源连通。
41.为对相邻两顶管的位置变化进行补偿，提高相邻两顶管的形成张角时的接触面积，参照图2，连接柱10上套设有环状垫板1，连接柱10贯穿环状垫板1的板面设置，环状垫板1同轴固定连接在与连接柱10滑移连接的顶管端面处。具体的，环状垫板1由弹性木质板制成，环状垫板1设置为阶梯状，且与顶管端部的环形槽9插接适配，环状垫板1的小直径端部将容纳盒41抵紧在顶管端部的环形槽9内，且其阶梯处与顶管抵接并通过密封结构胶与顶管固定，环状垫板1的大直径端部与安装连接柱10的顶管端面抵接。
42.当对顶管进行顶进时，后一顶管端面抵接在环状垫板1上将环状垫板1压制变形，对顶管进行小幅度转向时，前一顶管的一侧朝远离后一顶管的方向转动，此时环状垫板1由于其弹性木质结构有一定程度的回弹，从而保持与后一顶管的抵接；此时，前一顶管端部另一侧将环状垫板1抵紧至后一顶管的端部，将环状垫板1压制变形，环状垫板1在两个顶管之间进行缓冲，从而尽可能避免了两个顶管发生碰撞导致破损。
43.为便于在顶管顶进过程中对顶管外壁进行润滑，参照图4，连通管431上设置有环形管2，环形管2上连通有多个支管8，支管8一端贯穿顶管内壁延伸至顶管外壁处，支管8位于顶管内的一端设置有用于启闭支管8的第二阀门6，环形管2与工作井内的润滑浆源连通。具体的，支管8设置有八个，八个支管8沿环形管2的周向均匀布设，环形管2与顶管同轴设置且通过支管8固定架设在顶管内。通过减小顶管在顶进过程中其外壁与土层的摩擦力，从而减小两顶管之间连接的受力，提高了顶管的连接装置的使用寿命。
44.参照图4，输入管5中部固定有用于与环形管2连通的分流管7，分流管7的长度方向垂直于连通管431的长度方向设置，第一阀门432设置在分流管7中部用于分别控制四个分流管7的启闭，从而控制四组连通管431的启闭；连通管431通过环形管2与工作井中的润滑浆源连通，从而使得驱使顶管形成张角和对顶管进行润滑使用同一液态物质的输入源，便于减少顶管内的空间占用和管道布设的繁琐程度。
45.当往容纳盒41内注浆时，为便于顶管形成张角，润滑浆源对液体进行加压。第一阀门432和第二阀门6均和设置为电磁阀或手动阀，在本技术实施例中，为便于系统同时控制第一阀门432或第二阀门6的启闭，第一阀门432和第二阀门6均优选为电磁阀，第一阀门432和第二阀门6均与工作井内控制器电连接。
46.为尽可能避免两顶管之间形成的张角过度发展导致两顶管脱节，参照图1，连接组件3设置有八组，八组连接组件3沿顶管的周向均匀布设。具体的，连接组件3包括分别固定在相邻两个顶管上的连接环31、穿设两个连接环31设置的保险拉杆32和用于将保险拉杆32限制在两个连接环31内的防脱片33，两防脱片33分别固定在保险拉杆32的两端。连接环31的内径略大于保险拉杆32的直径，防脱片33设置为圆片状，防脱片33的直径大于连接环31的内径，连接环31和保险拉杆32均由弹性钢材制成，便于在两顶管形成张角时，保险拉杆32随之发生微小形变，提高相邻两顶管之间的连接效果。
47.在容纳盒41、环状垫板1、连接柱10、滑移板42和连接组件3的共同作用下，相邻两
个顶管被连接在一起；同时在顶进过程中，通过环形管2对顶管外壁进行润滑，减小相邻两个顶管之间的连接的受力，提高两个顶管之间连接的稳定性；在转向过程中，在连通管431、连接柱10、滑移板42和容纳盒41的共同作用下，对相邻顶管进行转向调节；调节过后关闭第一阀门432，使得容纳盒41内的液体通过滑移板42和连接柱10对顶管转向处进行支撑，从而对顶管转向处进行连接。
48.实施例二：本技术实施例二提供一种大直径电力顶管的连接装置的使用方法。
49.如图5所示，该使用方法包括以下步骤：s1：安装，在制作顶管时，顶管按照顶管的顶进的先后顺序，将容纳盒41、滑移板42和环状垫板1预埋在后顶进的顶管靠近后续顶进顶管的端部，具体的，将带有密封环13的滑移板42安装在容纳盒41内，然后将容纳盒41嵌入顶管端部的环形槽9中，最后驱使环状垫板1将容纳盒41抵紧在顶管的环形槽9中，并通过密封结构胶将环状垫板1与顶管固定；将连接柱10、连通管431、环形管2和支管8预安装有容纳盒41的顶管的后一个顶管端部，具体的首先将连接柱10一端固定在顶管端部的圆槽内，然后在顶管内壁上打孔至与圆槽连通，将连通管431端部涂覆密封结构胶并在顶管内插入到圆槽内的连接柱10上，使得连通管431与连接柱10的注液槽12连通，并将输入管5安装在连通管431上，最后沿顶管周向开孔，然后将支管8插入口中并固定在顶管上，将环形管2安装在支管8上并将分流管7两端分别安装在环形管2和输入管5之间。
50.s2：连接，对若干对顶管进行s1操作，驱使连接柱10一端依次穿设环状垫板1和容纳盒41固定在滑移板42上，并将连接组件3安装在每一对顶管内。具体的，按照顶管顶进的先后顺序，在顶管机的后续第三节和第四节顶管上进行s1操作，在连接柱10的阶梯状端部涂覆密封结构胶，然后将第四节顶管朝靠近第三节顶管的方向吊装至连接柱10将滑移板42抵紧在容纳盒41内壁，待密封结构胶凝固，在第三节和第四节顶管内壁上分别固定连接环31，然后驱使保险拉杆32依次穿设两个连接环31，最后在保险拉杆32两端焊接防脱片33。
51.在后续顶进的顶管中，每间隔三节顶管后对接下来的两个顶管进行s1操作并对该对顶管按上述方式进行连接。
52.s3：润滑，顶管在顶进过程中，开启所有的第二阀门6，关闭第一阀门432，润滑浆通过环形管2和支管8流动到顶管外壁对顶管进行润滑，润滑浆沿着顶管外壁在重力作用下汇聚流至顶管底部，从而完成对顶管外壁周向上的润滑。
53.s4；转向，顶管机通过纠偏装置进行转向时，关闭所有第二阀门6，控制多个分流管7中的其中一个上的第一阀门432开启，为便于根据顶管机转向方向进行调整，也可同时对相邻的两个分流管7上的第一阀门432开启。润滑浆沿着连通管431和连接柱10的注液槽12注入容纳盒41中，推动滑移板42相对容纳盒41滑移，从而使得容纳盒41带动顶管一侧朝远离连接柱10所在的顶管的方向转动，完成调节顶管朝向的过程。
54.s5：支撑，对顶管进行转向后，关闭已经开启的所述第一阀门432，使得相邻俩顶管的张角固定，在容纳盒41、环状垫板1、连接柱10、滑移板42和连接组件3的共同作用下，相邻两个顶管被连接在一起。后续开启所有第二阀门6对顶管外壁进行润滑。
55.本技术实施例一种大直径电力顶管的连接装置及其使用方法的实施原理为：在进行顶管施工之前，先将容纳盒41、滑移板42和环状垫板1安装在一个顶管上，再将连接柱10、
连通管431、输入管5、分流管7、环形管2和支管8安装在后续连接的顶管上，并将该对顶管进行固定，依次对后续的多对顶管进行连接，多对顶管按照顶进顺序间隔设置。在顶管顶进的过程中，开启第二阀门6，关闭第一阀门432，通过支管8对顶管外壁进行润滑。
56.当顶管机通过纠偏装置进行转向时，关闭所有第二阀门6，控制多个分流管7中的其中一个上的第一阀门432开启，为便于根据顶管机转向方向进行调整，也可同时对相邻的两个分流管7上的第一阀门432开启。润滑浆沿着连通管431和连接柱10的注液槽12注入容纳盒41中，推动滑移板42相对容纳盒41滑移，从而使得容纳盒41带动顶管一侧朝远离连接柱10所在的顶管的方向转动。调整完毕后，关闭开启的第一阀门432，使得相邻俩顶管的张角固定，在容纳盒41、环状垫板1、连接柱10、滑移板42和连接组件3的共同作用下，相邻两个顶管被连接在一起。
57.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。