一种适用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置的制作方法

本实用新型属于地下工程施工装置，具体涉及一种适用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置。

背景技术：

目前，公知的微型钢顶管出洞姿态的辅助控制装置是由导轨、千斤顶、顶铁组成。将导轨安装牢固，千斤顶固定在油缸支架上，顶铁安装在导轨上，通过千斤顶的顶进将千斤顶的合力通过顶铁作用在钢顶管上，从而控制微型钢顶管的出洞姿态。但是，微型钢顶管出洞顶进过程中千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线不是完全相互平行的，顶铁轴线与管道轴线不是完全对称的，会使得顶铁发生平面与高程的位移，通过顶铁作用在钢顶管上的千斤顶合力会使得钢顶管产生旋转和姿态的偏差。一般顶铁上没有设置限位装置将顶铁锁定在导轨上，顶铁上没有设置限制钢管旋转的装置，钢管上部没有设置限制钢管姿态偏差的装置，无法确保微型钢顶管的高精度出洞姿态控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种适用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置，该辅助控制装置通过限位顶铁控制钢顶管放置产生旋转，同时通过龙门式抱箍上的限位滚轮装置实现对钢顶管顶进过程中的姿态控制。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种适用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置，其特征在于所述辅助控制装置包括沿导轨方向依次设置的限位顶铁和龙门式抱箍；所述龙门式抱箍呈拱门式构造，其顶部内壁面上均匀布置有至少两套呈径向设置的限位滚轮装置，所述限位滚轮装置贴紧于所述钢顶管外壁面以控制其出洞姿态。

所述限位顶铁的下部两侧设置有限位卡槽，所述限位卡槽同所述导轨之间构成滑动配合。

所述限位顶铁的顶推端面上设置有一块限扭块，所述钢顶管的受顶推端面上设置有一与所述限扭块相匹配的限位槽，所述限扭块可匹配插入所述限位槽中构成相互限扭。

所述限位顶铁的顶推端面上间隔设置有两块限扭块，所述钢顶管的受顶推端面上设置有两块限扭件，两所述限扭件位于两所述限扭块的内侧并构成相互限扭。

所述龙门式抱箍包括下部基座以及上部拱顶，所述下部基座固定于所述导轨的两侧，所述上部拱顶可翻转式安装于所述下部基座上。

所述上部拱顶可翻转式安装于所述下部基座上是指：所述上部拱顶的一侧下端部与所述下部基座的对应侧上端部铰接、另一侧下端部与所述下部基座的对应侧上端部栓接。

所述龙门式抱箍的顶部内壁面上均布有三套呈径向设置的所述限位滚轮装置，三者的间隔角度为45°。

所述限位滚轮装置包括限位丝杆以及滚轮，所述限位丝杆贯穿所述龙门式抱箍顶部并呈径向设置，所述滚轮安装于所述限位丝杆前端部并贴合设置于所述钢顶管外壁面上。

所述滚轮与所述限位丝杆之间的连接部位设置有弹簧机构，所述弹簧机构的自由压缩量为5-15mm。

本实用新型的优点是，结构简单，可以在微型钢顶管出洞过程中限制钢顶管发生平面与高程上的位移，并可限制钢顶管产生旋转和姿态偏差，确保高精度的出洞姿态控制。

附图说明

图1为本实用新型中限位顶铁的结构示意图；

图2为本实用新型中限位顶铁的顶推端面示意图；

图3为本实用新型中龙门式抱箍的结构示意图；

图4为本实用新型中龙门式抱箍翻开状态下的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4，图中标记1-11分别为：限位顶铁1、限扭块2、限位卡槽3、吊耳4、螺栓5、龙门式抱箍6、下部基座6a、上部拱顶6b、限位滚轮装置7、限位丝杆7a、弹簧机构7b、滚轮7c、钢顶管8、导轨9、转轴10、拉杆螺栓11。

实施例：如图1-4所示，本实施例具体涉及一种用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置，该辅助控制装置包括沿导轨9延伸方向依次设置的限位顶铁1以及龙门式抱箍6，通过以上两个限位机构的设置，实现在对钢顶管8出洞顶进的过程中限制钢顶管8产生旋转和姿态偏差，确保高精度的出洞姿态控制。

如图1、2、3所示，限位顶铁1安装在导轨9上，在千斤顶的顶推下，限位顶铁1能够将顶推力作用在钢顶管8的端面上，进而推动其在导轨9上移动。在限位顶铁1的底面两侧分别设置有限位卡槽3并通过螺栓5实现固定，限位卡槽3的安装位置对应于导轨9的设置位置，从而与导轨9之间构成滑动配合，其中，限位卡槽3与导轨9之间的平面自由间隙为5mm、高程自由间隙为1mm，从而限制限位顶铁1发生平面与高程上的位移；在限位顶铁1的顶推面上设置有两个限扭块2，与此同时，在钢顶管8的受顶推端部的内管壁上设置有两个与之相适配对应的限扭件（图中未示出），即钢顶管8上的限扭件与限位顶铁1上的限扭块2设置位置相互适配且构成相互限扭，从而避免在限位顶铁1对钢顶管8的顶推过程中钢顶管8产生旋转；当然，在基于能够限扭防旋转的目的下，也可以在限位顶铁1的顶推面上仅设置单个限扭块2，与此同时，在钢顶管8的受顶推端部设置一个限位槽（图中未示出），当顶推过程中，限位顶铁1上的限扭块2插入钢顶管8端部的限位槽中从而构成旋转限位。为了实现限位顶铁1的快速吊运安装，在其顶部焊接设置有多个吊耳4。

如图3、4所示，龙门式抱箍6呈拱门式构造，钢顶管8贯穿而过，主要由下部基座6a以及上部拱顶6b组合而成；下部基座6a分设于导轨9的两侧并与轨道9固定于同一基础板上，下部基座6a的主体采用10#槽钢；上部拱顶6b呈半圆形构造，且可翻转式安装在下部基座6a上，从而在闭合状态下形成拱门状，此处的可翻转式安装是指：上部拱顶6b的右侧下端部与下部基座6a的右侧上端部之间通过转轴10构成铰接，且上部拱顶6b的左侧下端部与下部基座6a的左侧上端部通过拉杆螺栓11构成栓接；为了实现对钢顶管8出洞姿态的控制，在上部拱顶6b上均匀安装有三套呈径向设置的限位滚轮装置7，即各限位滚轮装置7的安装轴线指向钢顶管8的圆心点，其中一套呈竖向设置，另外两套以竖直轴线为对称线对称设置，三者之间的间隔夹角为45°。

如图3、4所示，限位滚轮装置7具体是由限位丝杆7a、弹簧机构7b以及滚轮7c依次连接而成的，其中，限位丝杆7a贯穿上部拱顶6b设置并固定于其上，从而便于施工人员通过限位丝杆7a的外露部分进行调节；滚轮7c紧贴于钢顶管8的外壁面设置，具体采用φ100的尼龙轮子；弹簧机构7b设置于限位丝杆7a与滚轮7c之间，以提供10mm的自由压缩量，确保滚轮7c能够始终紧贴于钢顶管8的外壁面上。

如图1-4所示，本实施例中适用于微型钢顶管高精度出洞姿态的辅助控制装置的具体工作方法包括如下步骤：

（1）将钢顶管8吊装于导轨9上，之后将处于如图4所示翻开状态下的上部拱顶6b翻转闭合在下部基座6a上，并通过拉杆螺栓11调节紧固并栓接锁紧；

（2）分别拧紧调节上部拱顶6b上的三套限位滚轮装置7，通过拧紧限位丝杆7a，从而使得其前端部的滚轮7c与钢顶管8外壁面紧贴，从而限制钢顶管8的姿态偏差；需要说明的是，弹簧机构7b所提供的自由压缩量10mm提供了一定的回弹力，从而能够在一定拧紧误差下仍旧确保滚轮7c紧贴在钢顶管8的外壁面上；

（3）之后，将限位顶铁1经其吊耳4吊装至导轨9上，即钢顶管8的后端部，并将限位顶铁1上的限位卡槽3同导轨9卡接构成滑动配合；利用千斤顶顶推限位顶铁1，从而使限位顶铁1上的限扭块2与钢顶管8后端部的限扭件或是限位槽构成限扭匹配；

（4）在千斤顶作用下，限位顶铁1持续顶推钢顶管8出洞，限位顶铁1上的限扭件2防止钢顶管8发生旋转，龙门式抱箍6上的各套限位滚轮装置7控制钢钉管8的出洞姿态，防止产生偏差；

（5）当限位顶铁1需要通过龙门式抱箍6的时候，可将龙门式抱箍6左侧的拉杆螺栓11打开，利用右侧的转轴10将上部拱顶6b向右侧翻起，从而允许限位顶铁1通过；待限位顶铁1通过后，将上部拱顶6b翻转闭合；

（6）在完成出洞后，同样的将上部拱顶6b翻起，进行钢顶管8的管节的吊装，当钢顶管8的管节在导轨9上吊装完毕后，将龙门式抱箍6左侧的拉杆螺栓11重新锁定，并将上部的三套限位丝杆7a拧紧，重新开始顶进。