一种承插口混凝土排水管道的安装装置及其施工方法与流程

本发明创造属于城市道路排水工程技术领域，尤其是涉及一种承插口混凝土排水管道的安装装置及其施工方法。

背景技术：

城市排水设施是指接纳、输送和处理城市雨污水的管网，它是城市生活的“动脉”，其设计方案、排水效果以及分布方式都会对自身的功能性发挥产生影响。在城市生活环境的当前需求越来越高的情况下，现有的城市排水管网已难以满足城市生活的需要，必须对排水管网进行规划和改造。

现在，国内城市道路排水系统多采用300～1000mm承插口混凝土管。城市排水管网改造工程较多采用开挖支撑形式施工，该形式施工技术要求较低，施工精度较高，改造较为彻底，但往往因占用机动车道路会对城市交通造成压力，从而影响城市生产和生活，因此对建设周期改造计划有更加严格的要求，施工队工作压力大。

传统的承插口混凝土管安装采用卷扬机配合人工进行安装，支撑槽需要为人工操作预留宽度，管道承插作业需要动用吊车、卷扬机设备，并至少需要管道吊装、就位、承插、卷扬等环节的人工配备。不仅浪费大量的安装时间，还需要人力机械的配合，费时费力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种承插口混凝土排水管道的安装装置及其施工方法。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种承插口混凝土排水管道的安装装置，包括固定端抓钳组件、活动端抓钳组件、以及取替挖斗安装在挖掘机机械臂上的刚性架；所述固定端抓钳组件包括固定端抓爪和驱动固定端抓爪进行抓取动作的第一驱动机构；所述活动端抓钳组件包括活动端抓爪和驱动活动端抓爪进行抓取动作的第二驱动机构；所述刚性架上设有驱动所述活动端抓钳组件相对所述固定端抓钳组件移动的第三驱动机构；连接所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构的液压管路上均设有压力测量装置。

进一步，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括液压缸，各液压缸均通过液压管路连入挖掘机的液压系统。

进一步，所述第三驱动机构包括的液压缸水平布置，其上连接有与所述刚性架水平滑动配合的导向板。

进一步，所述刚性架上设有与所述导向板配合的凹型滑槽。

进一步，所述压力测量装置包括与外界控制室连接的压力传感器。

进一步，所述活动端抓爪和固定端抓爪的内侧均设有弹性垫。

一种应用上述承插口混凝土排水管道安装装置的施工方法，包括如下步骤：

①将安装有承插口混凝土排水管道安装装置的挖掘机骑跨在已开挖好的支撑槽两侧，将待安装管节和支撑槽内的既有管节的承插口均套上胶圈，并涂上润滑油；

②利用固定端抓爪和活动端抓爪同时夹持住待安装管节，并将其对应既有管节吊放至支撑槽中；

③松开固定端抓爪和活动端抓爪，后退挖掘机位置，利用固定端抓爪夹持住既有管节，同时利用活动端抓爪夹持待安装管节，使两管节处于同一轴向线；

④操控第三驱动机构，使活动端抓爪向固定端抓爪移动，将管节的插口顶入承口；

⑤管节顶入后，按基准线测量轴线偏差，用水准仪调整管顶高程，然后用挖掘机抓钳进行调整，调整到两管节接缝严密、误差在合格范围内为止；

⑥管节调整完毕，将石屑填入管道两侧，然后解除吊装。

进一步，步骤④插口顶入承口过程中，在所述既有管节上施加向待安装管节一侧的顶推力。

进一步，安装第一节管节时，先在检查井后背垫设方木支顶。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造易于实施，减少设备投入，利用挖掘机的灵活性可施做管道吊装、就位、承插、调平，土方回填、夯实等工作，整体施工效益可观，有效提高了安装进度、加快了整体的施工进度、节省施工费用。同时还减少人工投入，降低工人劳动强度和风险，提高作业效率。减少开挖宽度，减少土方开挖，缓解施工交通压力，并可避免因开槽过宽造成的地下构筑物碰撞。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图。

附图标记说明：

1-固定端抓钳组件；2-活动端抓钳组件；3-刚性架；4-固定端抓爪；5-第一驱动机构；6-活动端抓爪；7-第二驱动机构；8-第三驱动机构；9-液压管路；10-压力测量装置；11-既有管节；12-待安装管节。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种承插口混凝土排水管道的安装装置，如图1所示，包括固定端抓钳组件1、活动端抓钳组件2、以及取替挖斗安装在挖掘机机械臂上的刚性架3；所述固定端抓钳组件1包括固定端抓爪4和驱动固定端抓爪进行抓取动作的第一驱动机构5；所述活动端抓钳组件2包括活动端抓爪6和驱动活动端抓爪进行抓取动作的第二驱动机构7；所述刚性架3上设有驱动所述活动端抓钳组件2相对所述固定端抓钳组件1移动的第三驱动机构8；连接所述第一驱动机构5、第二驱动机构7和第三驱动机构8的液压管路9上均设有压力测量装置10。

上述第一驱动机构5、第二驱动机构7和第三驱动机构8均包括液压缸，各液压缸均通过液压管路连入挖掘机的液压系统，由挖掘机的自带的液压系统提供动力。需要指出的是，为了保证工作过程的稳定可靠，同时兼顾布管和使用时的便利性，避免发生干涉，液压管路可以包括设置在挖掘机机械臂上的标准液压无缝钢管、以及各活动关节处的液压软管，标准液压无缝钢管与液压软管通过接头连通。

上述第三驱动机构8包括的液压缸水平布置，其上连接有与所述刚性架水平滑动配合的导向板。在上述刚性架3上设有与所述导向板配合的凹型滑槽，满足导向板水平滑动的需求。

另外，在一个可选的实施例中，可以在导向板与刚性架之间设置滑轨，导向板通过滑轨在刚性架上水平滑动，确保活动端抓钳组件调整时的稳定性，易于调整和对正两管节的承插口，并且调整精确可控，施工操作简单。

上述压力测量装置10包括与外界控制室连接的压力传感器，可以在管节顶入承口的过程中，通过测压力测量装置实时检测液压管路中压力的变化，必要时可以进行调整后再继续下一步动作。具体的，可利用挖掘机预留监测端口反馈给操作室，液压警报值不大于破坏实验荷载值的0.2倍，加荷速度均匀且不大于每分钟2kN/m。

上述活动端抓爪6和固定端抓爪4的内侧均设有弹性垫，以防止抓爪损坏管道。抓爪的内径可以根据工程需要选择，直径比管径略小即可。需要指出的是，上述的固定端抓钳组件和活动端抓钳组件中可以选用市面现有的抓木器用抓爪，能够稳固的夹持管节并进行安装就位即可，抓爪的具体结构及其用于抓取物体的原理为现有技术，在此不再赘述。

下面提供一种应用上述承插口混凝土排水管道安装装置的施工方法，包括如下步骤：

①将安装有承插口混凝土排水管道安装装置的挖掘机骑跨在已开挖好的支撑槽两侧，将待安装管节12和支撑槽内的既有管节11的承插口均套上胶圈，并涂上润滑油；

②利用固定端抓爪和活动端抓爪同时夹持住待安装管节，并将其对应既有管节吊放至支撑槽中，使两管节的承插口初始就位；

③松开固定端抓爪和活动端抓爪，后退挖掘机位置，利用固定端抓爪夹持住既有管节，同时利用活动端抓爪夹持待安装管节，使两管节处于同一轴向线；

④操控第三驱动机构，使活动端抓爪向固定端抓爪移动，将管节的插口顶入承口；在管节顶入承口的过程中，通过测压力测量装置实时检测液压管路中压力的变化，必要时可以进行调整后再继续下一步动作。比如，当压力突然升高时，可能是管节某部位卡住，此时应检查管节状态，做出适应性的调整，之后再继续两管节的对接。

⑤管节顶入后，按基准线测量轴线偏差，用水准仪调整管顶高程，然后用挖掘机抓钳进行调整，调整到两管节接缝严密、误差在合格范围内为止；

⑥管节调整完毕，将石屑填入管道两侧，然后解除吊装。

其中，在步骤④插口顶入承口过程中，在所述既有管节上施加向待安装管节一侧的顶推力。具体的，可以利用螺旋式千斤顶抵住既有管节远离待安装管节的一侧，并向待安装管节一侧施力。

其中，安装第一节管节时，先在检查井后背垫设方木支顶，防止安装第二节管节时，造成第一节管节移动。

本发明创造提供的承插口混凝土排水管安装装置，可以实现管道吊装、就位、承插一体化作业，可以彻底的解放劳动力，并可减少开槽宽度。有利于优化施工方案，加快施工进度，减少土方开挖成本，减少劳动力成本，并可避免因开槽过宽造成地下构筑物碰撞和交通压力。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。