陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统及施工方法

技术领域

本申请涉及钢管施工的领域，尤其是涉及一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输安装施工工法及运输系统。

背景技术

在水电站建设工程中，压力钢管的运输和安装始终是工程控制的关键环节之一。尤其对于需要将压力钢管安装在狭长隧洞中的水电站建设工程，更为压力钢管的运输和安装增加了施工难度。而由于水电站建设环境的限制，大多数水电站均建设在河流附近，河流两侧的陡坡地段不易运输车行驶，也不易塔吊的建设，致使压力钢管运输难度进一步加大。

相关技术中为了能够将压力钢管运输到隧洞中，先对陡坡地段进行修整，通过削坡或浇筑混凝土等手段在陡坡上建造至少一个水平段，而后在水平段上安装塔吊，通过塔吊将压力钢管吊装到隧洞入口处，再使用运输车将压力钢管运输至隧洞内，对压力钢管进行安装。

针对上述中的相关技术，发明人认为在陡坡上建造水平段增加了压力钢管施工的步骤，延长了压力钢管安装的周期，影响了压力钢管的施工效率。

发明内容

为了便于提高压力钢管的施工效率，本申请提供一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统及施工方法。

第一方面，本申请提供的一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统采用如下的技术方案：

一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统，包括卷扬机、运输板车和轨道组件；

所述卷扬机用于牵引所述运输板车；所述运输板车用于盛装压力钢管；所述轨道组件用于供所述运输板车移动至隧洞内；

所述运输板车包括车体，所述车体的下表面设有若干第一移动轮，所述车体上表面的一侧固定设置有限位板，所述限位板垂直于所述车体上表面；所述车体的外周面上焊接有用于与所述卷扬机的牵引绳连接的挂钩。

通过采用上述技术方案，将卷扬机的牵引绳连接在运输板车的挂钩上，而后使用吊车、手拉葫芦或者电动葫芦将压力钢管运输到运输板车上。将运输板车移动至陡坡上，运输板车因重力自动向下移动，卷扬机对运输板车进行牵引，控制运输板车的移动速度。无论陡坡的坡面长度有多长，均不需要对陡坡的坡面进行修建，使用牵引绳长度充足的卷扬机即可直接将压力钢管运输到隧洞洞口处，便于节省工时，缩短压力钢管安装周期，有助于提高压力钢管的施工效率。

可选的，所述运输板车共设置有两个，两个所述运输板车之间设置有钢丝绳。

通过采用上述技术方案，在运输长度较长的压力钢管时，使用两个运输板车对同一个压力钢管进行盛装，有助于提高压力钢管的运输稳定性。相比使用一个运输板车运输压力钢管，压力钢管装车不需要反复调节位置，寻找平衡点，压力钢管不易在运输过程中脱离运输板车，从而有助于保证压力钢管的运输效率，进而有助于提高压力钢管的施工效率。钢丝绳便于控制两个运输板车之间的距离，使运输板车的移动方向便于控制，从而更高效的将压力钢管运输至隧洞洞口处。

可选的，所述限位板远离运输板车中心的侧面上转动设置有若干第二移动轮；

所述轨道组件包括两条平行设置的导轨，两条所述导轨用于与所述第二移动轮接触，所述导轨的一端位于隧洞内，所述导轨的另一端延伸至隧洞外；

所述轨道组件还包括固定板和千斤顶，所述固定板上设有用于与两个运输板车接触的转动板，所述转动板靠近导轨的一端与固定板转动设置；所述千斤顶位于转动板远离导轨的一侧且与地面铰接，所述转动板靠近所述千斤顶的一侧设有用于与千斤顶输出端铰接的连接板。

通过采用上述技术方案，运输板车移动至隧洞洞口处后，运输板车的第一移动轮与转动板的上表面接触，此时使用千斤顶带动连接板转动，连接板带动转动板转动，转动板带动运输板车翻转。由于两个运输板车均位于转动板上，因此两个运输板车同步翻转。翻转后的运输板车的第二移动轮插入到对应的导轨中，工人驱动靠近隧洞洞口的运输板车移动即可将运输板车移动至隧洞内。压力钢管运输过程中，减少了塔吊等吊装装置的使用次数，且压力钢管始终位于运输板车上，不需要反复装卸，有助于节省时间，提高压力钢管的运输效率，进而有助于提高压力钢管的施工效率。

可选的，所述车体下表面靠近限位板的一侧开设有多个第一伸缩孔，所述第一伸缩孔靠近限位板的一端连通有第二伸缩孔，所述第二伸缩孔的孔径大于第一伸缩孔的孔径；

所述第一伸缩孔中滑动设置有伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定连接有位于所述第二伸缩孔中的限位座，所述限位座的横截面面积大于第一伸缩孔的横截面面积；

所述伸缩杆远离限位座的一端转动设置有与第二移动轮平行设置的第三移动轮。

通过采用上述技术方案，由于限位板位于车体上表面的一侧，因此在翻转运输板车后，运输板车容易因压力钢管失去平衡，此时工人可以在翻转运输板车前将伸缩杆向外拉出，使翻转后的运输板车，第三移动轮与地面接触，对运输板车进行支撑，便于稳定运输板车，使运输板车不易翻车，保证压力钢管运输过程中的流畅性，从而有助于提高压力钢管的施工效率。

可选的，所述导轨包括若干顺次连接的槽钢，所述槽钢的外侧壁上设有若干水平设置的连接钩；

所述限位板的竖直侧面上转动设置有驱动杆，所述驱动杆的一端固定连接有转盘，所述转盘上设置有把手；所述驱动杆上缠绕有用于与所述连接钩连接的驱动绳。

通过采用上述技术方案，运输板车翻转后，将驱动绳牵引到隧洞内，并将驱动绳的自由端固定在连接钩上，而后转动把手，即可带动驱动杆转动，对驱动绳进行收卷，在收卷的过程中，运输板车受到驱动绳的拉力向隧洞内移动，结构简单，操作简单。

可选的，所述第一移动轮设置有四个，四个所述第一移动轮两两为一组，靠近所述限位板的一组第一移动轮的半径大于远离限位板的一组第一移动轮的半径；

所述转动板上开设有用于供半径较小的一组第一移动轮掉入的定位槽。

通过采用上述技术方案，运输板车在下坡时，限位板位于运输板车运动方向的前方，用于对压力钢管进行限位，防止压力钢管脱离运输板车。当运输板车移动到隧洞洞口处时，靠近限位板的一组第一移动轮先经过定位槽，但由于此组第一移动轮的半径大，因此不会陷入到定位槽中。当远离限位板的一组第一移动轮移动至定位槽处时，掉入到定位槽中，便于对运输板车的位置进行定位，而后更加快捷和精确的对运输板车进行翻转，使运输板车的第二移动轮能够准确插入到对应的导轨中，无需工人反复调节运输板车的停车位置，有助于提高压力钢管的运输效率。

可选的，所述限位板与车体之间设有多个加强筋。

通过采用上述技术方案，加强筋便于提高限位板与车体之间的连接稳定性，提高运输板车的运输能力和使用寿命。

可选的，所述加强筋的两端均设有横截面呈T形的插入板，所述限位板和车体上均开设有用于供所述插入板插入的插入槽。

通过采用上述技术方案，加强筋通过插接的方式与限位板和车体连接，方便工人装卸压力钢管。

可选的，所述车体的上表面和限位板靠近车体中心的表面上均开设有用于供压力钢管插入的容纳槽。

通过采用上述技术方案，容纳槽便于对运输板车上的压力钢管进行定位，使压力钢管不易在运输板车上滚动，从而有助于降低压力钢管脱离运输板车的几率。

第二方面，本申请提供的一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管施工方法采用如下的技术方案：

一种应用于陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的施工方法，包括：

在陡坡顶端安装卷扬机；

将压力钢管放置到两个运输板车上；

将卷扬机的牵引绳连接在运输板车的挂钩上；

使用卷扬机将盛装有压力钢管的运输板车从陡坡顶端移动至隧洞洞口处；

在隧洞中铺设导轨，导轨的一端延伸至隧洞洞口处，另一端位于压力钢管安装位置；

启动千斤顶，带动转动板转动，运输板车跟随转动板翻转，使第二移动轮插入到对应的导轨中；

将驱动绳的一端连接在连接钩上，转动把手带动驱动杆转动，对驱动绳进行收卷，带动运输板车移动至压力钢管安装位置；

对压力钢管进行安装；

对安装后的压力钢管进行安装检测。

通过采用上述技术方案，不需要在陡坡坡体上建造水平段，且压力钢管在运输的过程中不需要反复装车和卸车，有助于提高压力钢管运输的效率，从而有助于提高压力钢管的施工效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在陡坡顶端安装卷扬机，而后将压力钢管装到运输板车上，使用卷扬机对运输板车进行牵引，使运输板车直接将压力钢管从陡坡坡顶运输至隧洞洞口，无需在陡坡上建造水平段和安装塔吊，有助于节省工时，提高压力钢管的施工效率；

2.在隧洞中铺设轨道组件，运输板车将压力钢管运输到隧洞洞口处后，翻转运输板车，运输板车的第二移动轮插入到对应的导轨中，使用运输板车将压力钢管运输至隧洞中，方便快捷，不需要装卸压力钢管，也不需要吊装运输板车，有助于提高压力钢管的施工效率。

附图说明

图1是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统隐藏压力钢管的整体结构示意图；

图3是图2中A部分的局部放大示意图；

图4是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的局部视图；

图5是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的另一局部视图；

图6是图5中B部分的局部放大示意图；

图7是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的运输板车的剖视图；

图8是本申请实施例的陡坡地段狭长隧洞压力钢管施工方法的流程图。

附图标记说明：1、卷扬机；2、运输板车；21、车体；211、第一移动轮；212、插入槽；213、容纳槽；22、限位板；221、第二移动轮；222、驱动杆；223、转盘；224、把手；225、驱动绳；23、挂钩；24、第一伸缩孔；25、第二伸缩孔；26、伸缩杆；27、限位座；28、第三移动轮；29、加强筋；291、插入板；3、轨道组件；31、导轨；311、槽钢；312、连接钩；32、固定板；33、千斤顶；34、转动板；341、定位槽；35、连接板；4、钢丝绳。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统。本申请公开的压力钢管运输系统适用于在陡坡地段附近建设水电站，需要将压力钢管安装在隧洞中的情况。参照图1，陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统包括卷扬机1、运输板车2和轨道组件3，在本实施例中，运输板车2共设置有两个，对应的，为了保证运输板车2在陡坡坡体上移动的稳定性，卷扬机1与运输板车2一一对应设置，即每个卷扬机1对应一个运输板车2。

卷扬机1用于牵引对应的运输板车2；运输板车2用于盛装压力钢管，当压力钢管的长度较短，即压力钢管的长度小于运输板车2长度的1.5倍时，使用一个运输板车2对压力钢管进行运输即可；当压力钢管的长度大于运输板车2长度的1.5倍时，为了提高压力钢管的运输稳定性，使用两个运输板车2搭载同一个压力钢管；轨道组件3用于供运输板车2移动至隧洞内。

参照图2和图3，两个运输板车2之间设置有钢丝绳4，具体的，钢丝绳4的一端与一个运输板车2连接，钢丝绳4的另一端与另一个运输板车2连接。钢丝绳4有助于保证两个运输板车2之间的距离不易发生变化，从而使运输板车2在陡坡坡体上移动时，两个运输板车2不易向远离彼此的方向移动，使压力钢管不易脱离运输板车2，一方面便于提高压力钢管运输的流畅性，提高效率；另一方面压力钢管不易从陡坡坡体滚下，从而不易对坡体下的工人造成威胁。

参照图2和图3，运输板车2包括车体21，车体21的下表面设有若干第一移动轮211，需要说明的是，本申请中所述的车体21下表面指将车体21水平设置时，位于车体21下方的表面，即将车体21放置到陡坡坡体上时，车体21与陡坡坡体表面距离最近的表面。第一移动轮211用于与陡坡坡体接触，并在陡坡坡体上滚动。车体21上表面的一侧固定设置有限位板22，限位板22的最大表面所处平面与车体21上表面所处平面垂直，车体21的外周面上焊接有用于与卷扬机1的牵引绳连接的挂钩23。车体21的上表面和限位板22靠近车体21中心的表面上均开设有用于供压力钢管插入的容纳槽213。

参照图3，限位板22和车体21上均开设有插入槽212，插入槽212的长度方向与容纳槽213的长度方向平行，容纳槽213的长度方向与放置在车体21上的压力钢管的长度方向平行，容纳槽213的长度方向与限位板22的厚度方向垂直。限位板22与车体21之间设置有多个加强筋29，加强筋29的两端均一体成型有横截面呈T形的插入板291，插入板291用于插入到插入槽212内，因此在本实施例中，插入槽212的横截面也呈T形。通过运输车将压力钢管运输至陡坡坡体顶端后，使用吊车、手拉葫芦或电动葫芦等装置起吊压力钢管，再将压力钢管放置在两个运输板车2上，压力钢管插入在容纳槽213中。而后工人将加强筋29的插入板291插入到对应的插入槽212中，使加强筋29、车体21和限位板22形成三角支撑结构，同时加强筋29对压力钢管进行限位，使压力钢管在运输的过程中不易脱离运输板车2。装车完成后，将卷扬机1的牵引绳的自由端捆绑在对应运输板车2的挂钩23上，将运输板车2推动到陡坡坡体上，运输板车2受重力自动下滑，卷扬机1控制运输板车2下滑的速度和启停。

参照图4，轨道组件3包括两条平行设置的导轨31，导轨31的一端位于隧洞内，另一端延伸至隧洞外，用于供运输板车2移动。轨道组件3还包括固定板32和千斤顶33，固定板32上转动设置有用于与两个运输板车2接触的转动板34。具体的，固定板32安装在导轨31与陡坡坡体底端之间，通过混凝土或者膨胀螺钉与地面固定。转动板34靠近导轨31的一端与固定板32通过铰链转动设置，千斤顶33位于转动板34远离导轨31的一侧且与地面铰接。转动板34靠近千斤顶33的一侧设有用于与千斤顶33输出端铰接的连接板35，连接板35与转动板34焊接或一体成型。在安装时，将千斤顶33和连接板35设置在转动板34的中间处，防止千斤顶33和连接板35干扰运输板车2移动至转动板34上。

参照图5和图6，导轨31包括若干顺次连接的槽钢311，槽钢311的外侧壁上设有若干水平设置的连接钩312。限位板22远离运输板车2中心的侧面上转动设置有若干第二移动轮221，第二移动轮221用于与导轨31接触，即用于插入到对应的槽钢311中。两个运输板车2从陡坡坡体的上端移动到陡坡坡体的下端后，因惯性移动到转动板34上。此时启动千斤顶33，千斤顶33的输出端带动连接板35翻转，连接板35带动转动板34翻转，从而使运输板车2发生翻转。当运输板车2翻转90度后，第二移动轮221插入到对应的导轨31中。

参照图4，在本实施例中，第一移动轮211共设置有四个，四个第一移动轮211两两为一组。运输板车2位于陡坡坡体上时，两组第一移动轮211一组在前，一组在后；即两组第一移动轮211一组靠近限位板22，一组远离限位板22。靠近限位板22的一组第一移动轮211的半径大于远离限位板22的一组第一移动轮211的半径。转动板34上开设有定位槽341，定位槽341用于供半径较小的一组第一移动轮211掉入，而在在前一组第一移动轮211经过定位槽341时，并不会掉入定位槽341中。一方面便于控制运输板车2停车，另一方面便于提高运输板车2在转动板34上的位置精度，从而有助于更加精准的使翻转后的运输板车2的第二移动轮221能够插入对应的导轨31中。

参照图6，限位板22的竖直侧面上转动设置有驱动杆222，驱动杆222通过轴承座安装在限位板22上。驱动杆222的一端固定连接有转盘223，转盘223上固定设有把手224。驱动杆222上缠绕有用于与连接钩312连接的驱动绳225，具体的，驱动绳225的一端与驱动杆222固定连接，另一端用于钩挂连接钩312。工人握持把手224，带动转盘223转动，转盘223带动驱动杆222转动，驱动杆222收卷驱动绳225，带动运输板车2沿导轨31移动。

为了使运输板车2在导轨31上移动时稳定性更高，不易倾覆。参照图7，车体21下表面靠近限位板22的一侧开设有多个第一伸缩孔24，第一伸缩孔24靠近限位板22的一端连通有第二伸缩孔25，第二伸缩孔25的孔径大于第一伸缩孔24的孔径。第一伸缩孔24中滑动设置有伸缩杆26，伸缩杆26的一端固定连接有位于第二伸缩孔25中的限位座27，限位座27与伸缩杆26焊接。限位座27的横截面面积大于第一伸缩孔24的横截面面积。伸缩杆26远离限位座27的一端转动设置有与第二移动轮221平行设置的第三移动轮28。在翻转运输板车2前，向远离限位板22的方向移动伸缩杆26，而后翻转运输板车2，第二移动轮221插入在对应的导轨31中，第三移动轮28与导轨31一侧的地面接触，对运输板车2进行支撑。

本申请实施例一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管运输系统的实施原理为：将卷扬机1固定在陡坡坡体的顶端，使用起吊装置将压力钢管装载到两个运输板车2上，下放运输板车2，运输板车2沿陡坡坡体表面移动，期间通过卷扬机1控制运输板车2的移动速度。运输板车2移动到陡坡坡体底端后，移动至转动板34上，启动千斤顶33，通过转动板34同时带动两个运输板车2翻转，第二移动轮221插入到对应的导轨31中，而后工人将驱动绳225的自由端挂钩23在连接钩312上，转动驱动杆222收卷驱动绳225，将运输板车2驱动到隧洞内。

本申请实施例还公开一种陡坡地段狭长隧洞压力钢管的施工方法。参照图8，陡坡地段狭长隧洞压力钢管的施工方法包括：

S100、在陡坡顶端安装卷扬机1。

卷扬机1可通过螺钉或膨胀螺栓与陡坡顶端地面固定连接，也可提前浇筑混凝土台，再将卷扬机1安装在混凝土台上，保证卷扬机1的稳定性，降低压力钢管运输过程中的危险系数。

S200、将压力钢管放置到两个运输板车2上。

具体的，可以使用手拉葫芦、电动葫芦或者装载有起吊设备的吊车将压力钢管放置到运输板车2上。放置压力钢管前，根据压力钢管的长度控制两个运输板车2之间的距离，有助于提高压力钢管位于运输板车2上的稳定性。

S300、将卷扬机1的牵引绳连接在运输板车2的挂钩23上。

S400、使用卷扬机1将盛装有压力钢管的运输板车2从陡坡顶端移动至隧洞洞口处。

需要说明的是，卷扬机1主要起到控制运输板车2移动速度和移动方向的作用。运输板车2在陡坡坡体上因重力即可自动下移。

S500、在隧洞中铺设导轨31，导轨31的一端延伸至隧洞洞口处，另一端位于压力钢管安装位置。

不难理解，步骤S500并不一定要在步骤S400后进行，为了提高压力钢管的施工效率，可以在安装卷扬机1时，即对导轨31进行铺设。

S600、启动千斤顶33，带动转动板34转动，运输板车2跟随转动板34翻转，使第二移动轮221插入到对应的导轨31中。

在运输板车2翻转的过程中，使用卷扬机1控制运输板车2的翻转速度。

S700、将驱动绳225的一端连接在连接钩312上，转动把手224带动驱动杆222转动，对驱动绳225进行收卷，带动运输板车2移动至压力钢管安装位置。

S800、对压力钢管进行安装。

安装压力钢管时，可使用手拉葫芦或者电动葫芦起吊压力钢管，而后对压力钢管的始装节进行安装，安装完成后顺着始装节安装下一节管节，用于千斤顶33和压板进行压缝，采用焊前预热、焊后缓冷的方式进行焊接。。

S900、对安装后的压力钢管进行安装检测。

在本实施例中，使用超声波对焊缝进行检查，保证压力钢管的安装的质量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。