本发明涉及管线埋设技术领域，尤其涉及一种软质管线埋设设备及其施工方法。
背景技术
随着沿海城市建设及对外开放的需要，围海造陆已成为沿海工程建设和海岸开发工程中的重要组成部分，据不完全统计，我国每年完成的吹填造陆面积达到500平方公里以上，其中90%以上的吹填造陆面积采用真空预压法进行地基加固，在真空预压加固过程中软质滤管的埋设需大量劳动力，人工埋设滤管用工量大，进度缓慢，埋设深度不易控制，且现在阶段劳动力组织难度较大，当工期要求严格时，无法满足进度要求。
公告号为cn202055275u的实用新型专利公开了一种地下管线埋设装置，其包括开槽器、连接在开槽器后部的放管线装置、以及连接在开槽器上方的牵引架，所述放管线装置上部设有至少一个管线进入口，下部设有至少一个管线输出口，内部设有管线通道，所述管线进入口与管线输出口通过管线通道相连通，所述牵引架上设置有用于与牵引装置连接的第一连接孔。其采用连接孔对管线进行牵引，仍存在牵引阻力大，而且在工作的过程中容易与设备碰撞摩擦而影响埋设进度。
技术实现要素：
为克服现有技术中存在的用工量大、效率低、埋设深度不易控制、劳动力组织难度大等问题，本发明提供了一种软质管线埋设设备，包括行走履带、架体、发动机、管线卷绕装置和操作杆，所述行走履带安装在所述架体两侧下表面上，所述发动机、所述管线卷绕装置安装在所述架体前方上表面上，所述操作杆安装在所述架体上表面，所述架体上表面上还安装有支撑架体，所述支撑架体包括竖直设置的竖直架体和水平设置的水平架体，所述竖直架体上设有用于引导管线向后输送的第一导向轮；所述水平架体安装在所述架体后方，所述水平架体上设有用于引导管线向后输送走向的第二导向轮。
采用带行走履带的埋设设备，设备在向前行走的过程中，管线从设备后方铺设在地面，实现了管线的自动埋设，并安装支撑架体且在其上设备两组导向轮，用于引导管线的输送，达到降低管线输送阻力，防止管线与设备中各组件发生接触和摩擦，对管线埋设产生影响。
进一步，所述第一导向轮为上下设置的竖直导向轮，所述竖直架体长度方向上均匀分布有若干个导向轮安装孔，每个竖直导向轮由竖直导向轮旋转轴和竖直导向轮体组成，所述竖直导向轮体中心轴固定安装在所述竖直导向轮旋转轴上，且所述竖直导向轮旋转轴安装在所述导向轮安装孔内并可沿所述竖直导向轮中心轴方向旋转。
第一导向轮采用上下设置的竖直导向轮，管线从两竖直导向轮中间通过，两竖直导向轮在其中不仅可以引导管线输送轨迹，而且还可以降低管线在输送过程中的阻力，降低输送能耗。
进一步，所述竖直架体上固定安装有用于开沟的开沟装置，所述开沟装置包括开沟固定杆和犁体，所述开沟固定杆上部分通过第一u型螺栓固定安装在所述竖直架体上，下部分固定安装在所述犁体。
进一步，所述水平架体尾端固定安装有用于将铺设好的管线用土埋设好的覆土镇压装置，所述覆土镇压装置包括镇压固定杆和挡板，所述镇压固定杆上部分通过第二u型螺栓固定安装在所述水平架体上，所述挡板固定安装在所述镇压固定杆下部分。
先采用开沟装置在埋设设备后方开成一条用于铺设管线的沟壑，铺设管线完成后，再采用覆土镇压装置对沟壑进行填埋和压实，达到管线自动埋设的效果。
进一步，所述竖直导向轮体两边向中心方向半径逐渐减小且其纵截面为弧形，所述第一导向轮上的两个所述竖直导向轮体中间形成供管线通过的通道。
进一步，所述第二导向轮包括水平导向轮旋转轴和水平导向轮体组成，所述水平导向轮体中心轴固定安装在所述水平导向轮旋转轴上，所述水平架体上表面长度方向均匀分布有若干导向轮安装槽，所述水平导向轮旋转轴通过导向轮安装套固定安装所述导向轮安装槽上。
采用在竖直架体和水平架体上设置用于安装导向轮的安装孔和安装槽，用于固定导向轮，并可调节导向轮在竖直架体和水平架体上不同的位置以控制管线的输送轨迹，特别是第二导向轮的设置，可防止管线与覆土镇压装置中的挡板接触，保证了管线施工的顺利进行。
进一步，所述导向轮安装套包括用于套在所述水平导向轮旋转轴上的套筒和固定安装在所述套筒上用于将所述套筒固定安装在所述水平架体上的安装套环，所述安装套环通过套环螺栓固定安装在所述水平架体上。
进一步，所述安装套环由三个半圆弧曲面首尾相连而成，位于中间的半圆弧向上凸起，位于两边的半圆弧向下凹陷，所述导向轮安装槽内设有用于安装所述套环螺栓的螺栓孔。
进一步，所述竖直导向轮体和所述水平导向轮体外圆周侧面上均匀设有凸起的纵条纹。
进一步，所述支撑架体上安装有用于监测所述竖直导向轮体旋转速度的竖直导向轮速度传感器和用于监测所述水平导向轮体旋转速度的水平导向轮速度传感器，并设置有用于显示管线埋设长度的显示屏，所述竖直导向轮速度传感器和所述水平导向轮速度传感器输出端与所述显示屏输入端相连。
通过在导向轮体上设置纵条纹，使导向轮体与管线同步运动，现通过传感器监测导向轮体的速度，从而可以测算出管线的铺设长度，便于操作人员按图纸进行有序的管线铺设。
本发明还提供了一种软质管线埋设的施工方法，采用上述的埋设设备进行埋设，包括如下步骤：
步骤一：管线埋设，按照图纸要求完成管线的埋设；
步骤二：管线绑扎，将管线接头与连接件进行对接，采用滤布将管线接头与连接件连接处严密包裹，用玻璃纤维绳将连接件每端与管线接头连接处绑扎三道玻璃纤维绳，完成管线埋设施工；
所述连接件为三通连接件或四通连接件。传统的滤管接头绑扎采用铅丝做为绑扎材料，硬度大且需用手工钳绑扎，绑扎困难且绑扎时间长，且铅丝产生的废料易刺破滤管上部密封膜。本专利采用玻璃纤维绳做为绑扎材料，能有效的提高绑扎速度、玻璃纤维绳残料不会对滤管上部密封膜产生影响，且玻璃纤维绳较铅丝成本低，一种非常适宜的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）采用带行走履带的埋设设备，设备在向前行走的过程中，管线从设备后方铺设在地面，实现了管线的自动埋设，并安装支撑架体且在其上设备两组导向轮，用于引导管线的输送，达到降低管线输送阻力，防止管线与设备中各组件发生接触和摩擦，对管线埋设产生影响；
（2）第一导向轮采用上下设置的竖直导向轮，管线从两竖直导向轮中间通过，两竖直导向轮在其中不仅可以引导管线输送轨迹，而且还可以降低管线在输送过程中的阻力，降低输送能耗；
（3）通过在导向轮体上设置纵条纹，使导向轮体与管线同步运动，现通过传感器监测导向轮体的速度，从而可以测算出管线的铺设长度，便于操作人员按图纸进行有序的管线铺设；
（4）传统的滤管接头绑扎采用铅丝做为绑扎材料，硬度大且需用手工钳绑扎，绑扎困难且绑扎时间长，且铅丝产生的废料易刺破滤管上部密封膜。本专利采用玻璃纤维绳做为绑扎材料，能有效的提高绑扎速度、玻璃纤维绳残料不会对滤管上部密封膜产生影响，且玻璃纤维绳较铅丝成本低，一种非常适宜的方法。
附图说明
图1为本发明较佳之埋设设备结构图；
图2为本发明较佳之竖直架体结构图；
图3为本发明较佳之第一导向轮结构图；
图4为本发明较佳之水平架体结构图；
图5为本发明较佳之安装套环结构图；
图6为本发明较佳之管线铺设长度监测系统结构图；
图7为本发明较佳之管线三通接口绑扎结构图；
图8为本发明较佳之管线四通接口绑扎结构图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1~3所示，软质管线埋设设备包括行走履带1、架体2、发动机11、管线卷绕装置（图中未示出）和操作杆12，所述行走履带1安装在所述架体2两侧下表面上，所述发动机11、所述管线卷绕装置安装在所述架体2前方上表面上，所述操作杆12安装在所述架体2上表面，所述架体2上表面上还安装有支撑架体3，所述支撑架体3包括竖直设置的竖直架体31和水平设置的水平架体32，所述竖直架体31上设有用于引导管线4向后输送的第一导向轮33；所述水平架体32安装在所述架体2后方，所述水平架体32上设有用于引导管线4向后输送走向的第二导向轮34。采用带行走履带的埋设设备，设备在向前行走的过程中，管线从设备后方铺设在地面，实现了管线的自动埋设，并安装支撑架体且在其上设备两组导向轮，用于引导管线的输送，达到降低管线输送阻力，防止管线与设备中各组件发生接触和摩擦，对管线埋设产生影响。
参见图2和图3，第一导向轮33为上下设置的竖直导向轮35，所述竖直架体31长度方向上均匀分布有若干个导向轮安装孔311，每个竖直导向轮35由竖直导向轮旋转轴351和竖直导向轮体352组成，所述竖直导向轮体352中心轴固定安装在所述竖直导向轮旋转轴351上，且所述竖直导向轮旋转轴351安装在所述导向轮安装孔311内并可沿所述竖直导向轮35中心轴方向旋转。第一导向轮采用上下设置的竖直导向轮，管线从两竖直导向轮中间通过，两竖直导向轮在其中不仅可以引导管线输送轨迹，而且还可以降低管线在输送过程中的阻力，降低输送能耗。
参见图1，竖直架体31上固定安装有用于开沟的开沟装置5，所述开沟装置5包括开沟固定杆51和犁体52，所述开沟固定杆51上部分通过第一u型螺栓53固定安装在所述竖直架体31上，下部分固定安装在所述犁体52。
水平架体32尾端固定安装有用于将铺设好的管线4用土埋设好的覆土镇压装置6，所述覆土镇压装置6包括镇压固定杆61和挡板62，所述镇压固定杆61上部分通过第二u型螺栓63固定安装在所述水平架体32上，所述挡板62固定安装在所述镇压固定杆61下部分。先采用开沟装置在埋设设备后方开成一条用于铺设管线的沟壑，铺设管线完成后，再采用覆土镇压装置对沟壑进行填埋和压实，达到管线自动埋设的效果。
竖直导向轮体352两边向中心方向半径逐渐减小且其纵截面为弧形，所述第一导向轮33上的两个所述竖直导向轮体352中间形成供管线通过的通道。
参见图4，第二导向轮34包括水平导向轮旋转轴341和水平导向轮体342组成，所述水平导向轮体342中心轴固定安装在所述水平导向轮旋转轴341上，所述水平架体32上表面长度方向均匀分布有若干导向轮安装槽321，所述水平导向轮旋转轴341通过导向轮安装套343固定安装所述导向轮安装槽321上。采用在竖直架体和水平架体上设备用于安装导向轮的导向轮安装孔和导向轮安装槽，用于固定导向轮，并可调节导向轮在竖直架体和水平架体上不同的位置以控制管线的输送轨迹，特别是第二导向轮的设置，可防止管线与覆土镇压装置中的挡板接触，保证了管线施工的顺利进行。
导向轮安装套343包括用于套在所述水平导向轮旋转轴341上的套筒344和固定安装在所述套筒344上用于将所述套筒344固定安装在所述水平架体32上的安装套环345，所述安装套环345通过套环螺栓346固定安装在所述水平架体32上。
参见图5，安装套环345由三个半圆弧曲面首尾相连而成，位于中间的半圆弧向上凸起，位于两边的半圆弧向下凹陷，向下凹陷的半圆弧上设有用于所述套环螺栓通过的套环螺栓孔346，所述导向轮安装槽321内设有用于安装所述套环螺栓的螺栓孔322。
竖直导向轮体352和所述水平导向轮体342外圆周侧面上均匀设有凸起的纵条纹36。
参见图6，支撑架体3上安装有用于监测所述竖直导向轮体352旋转速度的竖直导向轮速度传感器37和用于监测所述水平导向轮体342旋转速度的水平导向轮速度传感器38，并设置有用于显示管线4埋设长度的显示屏41，所述竖直导向轮速度传感器37和所述水平导向轮速度传感器38输出端与所述显示屏41输入端相连。通过在导向轮体上设置纵条纹，使导向轮体与管线同步运动，现通过传感器监测导向轮体的速度，从而可以测算出管线的铺设长度，便于操作人员按图纸进行有序的管线铺设。
在实际使用过程中，为了确定管线接口的具体位置，便于按照图纸进行管线的连接，这里在水平架体32上设置管线标记组件39，当竖直导向轮速度传感器37和水平导向轮速度传感器38监测到管线达到接口位置时，将信息传递给管线标记组件39，管线标记组件39对管线4进行标记，从而使得工作人员更容易确定管线接口便于切断。
本实施方式还提供了一种软质管线埋设的施工方法，采用上述的埋设设备进行埋设，包括如下步骤：
步骤一：管线埋设，按照图纸要求完成管线的埋设；
步骤二：管线绑扎，将管线4接头与连接件42进行对接，采用滤布将管线接头与连接件连接处严密包裹，用玻璃纤维绳将连接件每端与管线接头连接处绑扎三道玻璃纤维绳43，完成管线埋设施工；
所述连接件42为三通连接件或四通连接件，参见图7和8，分别为三通连接件和四通连通件的绑扎结构图。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。