[发明专利]一种可伸缩的成套顶铁装置

说明书

本发明属于技术领域，本发明属于非开挖市政顶管工程技术领域，特别是一种可伸缩的成套顶铁装置，包括可逐级伸长的多级顶铁装置、顶铁装置与主顶油缸的受力转接装置。本方案一次组装完成即可投入使用，相比于传统顶铁装置单次顶进过程可节省时间成本86％以上，达到相同顶进行程的前提下，顶铁装置所占工作井空间仅为传统装置的1/3，极大地减少了施工成本、降低了施工风险、提高了施工效率。

技术领域

本发明属于非开挖市政顶管工程技术领域，特别是一种可伸缩的成套顶铁装置。

背景技术

顶铁作为非开挖顶管工程顶进过程中的一个重要辅助工具，在管节顶进过程中起到非常重要的作用。通过在主顶油缸和新顶入管节中放置顶铁和顶进环，使主顶油缸的推力均匀分散作用到管节端面，保护管节端面的同时还能增加油缸的形行程。

然而，在具体顶进施工过程中，由于顶管工作井的空间有限，管节需逐节下放，前一节管节顶入后，需将顶铁吊出工作井为后一节管节腾出充足的安放空间，待新管节吊入后，再吊入顶铁继续顶进。上述过程不但耗时长、效率低、成本高，而且重复吊装过程中可能出现顶铁与管节磕碰造成管节损伤、以及吊装绳摆动造成的安全隐患等情况，增加了施工质量及现场安全性等方面的不可控因素。此外，实际施工现场为增加油缸行程，一般将多块顶铁叠加起来共同工作，在不能保证每次精准吊放的情况下难以保持该套系统的整体安全性，容易出现各分块顶铁间、顶铁与管节及主顶油缸间的接触不完全或错位等情况，从而导致顶力传递发生偏心和偏转，使得接触端面产生角度偏转和破坏，易造成工程事故。

发明内容

本发明主要针对顶管施工过程中需重复吊放顶铁以及现有顶铁设备整体性不强等给施工带来安全隐患的情况，提出一种成套的、可伸缩回退的顶铁装置，以解决顶管工作井空间有限导致的顶铁吊装、顶进等一系列问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种可伸缩的成套顶铁装置，包括主顶油缸、可逐级伸长的多级顶铁装置、多级顶铁装置与主顶油缸的受力转接装置以及整体顶铁回收装置，所述可逐级伸长的多级顶铁装置由多级直径逐级变小且能依次套住的顶铁单元和位于最外侧顶铁单元底部的定向轮组成，所述顶铁单元由顶铁外壳、若干个双向油缸、与双向油缸数量相同的油缸夹持装置和直线导轨、以及周向设置的环向连接构件组成，直线导轨沿轴向设在顶铁外壳的内壁，双向油缸通过油缸夹持装置固定在直线导轨上且能沿直线导轨运动，所述油缸夹持装置由上部活动端、下部滑块、转动轴、限位立柱、对拉螺杆、螺母、橡胶垫片、紧固螺栓和纵向限位挡板组成，上部活动端的内部有空腔且上部活动端能绕转动轴打开，双向油缸位于上部活动端的内腔中，紧固螺栓将双向油缸与下部滑块的相对位置固定，下部滑块能在直线导轨上运动，上部活动端内的橡胶垫片包裹住双向油缸，上部活动端外的限位立柱、对拉螺杆和螺母相配合使上部活动端栓紧，每一级顶铁单元内所有的双向油缸或油缸夹持装置通过环向连接构件连接为整体；所述受力转接装置位于多级顶铁装置和主顶油缸之间，由矩形受力转接钢板、螺纹法兰盘及固定螺栓组成，主顶油缸的一端通过螺纹法兰盘和固定螺栓与矩形受力转接钢板相连，多级顶铁装置的一端通过固定螺栓与受力转接钢板连接；所述整体顶铁回收装置至少包括顶进环和倒拉油缸，所述顶进环位于多级顶铁装置前方，所述倒拉油缸的一端与受力转接钢板固定、另一端与顶进环固定。

而且，多级顶铁装置由位于最外侧顶铁单元底部的定向轮支撑，多级顶铁装置通过定向轮在位于顶管工作井底板上的导轨上运动。

而且，所述受力转接装置用于将主顶油缸提供的顶进力转换到多级顶铁装置上。

而且，若干个双向油缸间或油缸夹持装置通过环向连接构件进行连接，每一级顶铁单元内的各顶进单元形成一个整体并同步顶进，所述顶进单元为一组双向油缸及其油缸夹持装置。

而且，主顶油缸的另一端与油缸排架连接，位于油缸排架后方的后背墙以及顶管工作井井壁提供的反作用力；主顶油缸通过受力转接钢板将顶力传递给多级顶铁装置，在多级顶铁中顶力通过双向油缸传递到位于多级顶铁装置前方的顶进环，再传递到顶进环前的管节上。