一种管片修补装置及用于该装置的修补块定位工装

技术领域

本发明涉及盾构管片修补领域，具体为一种管片修补装置及用于该装置的修补块定位工装。

背景技术

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力；地下水压力以及一些特殊荷载的作用，盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，但在盾构隧道施工时，由于管片椭变；同步注浆量分布不合理等原因，管片破损的现象时有发生。管片破损后不仅影响隧道内表观，严重时也会对隧道结构整体承载力造成削弱。

但在通过制作混凝土块对管片破洞处进行填充的方式中，制作的混凝土块不能很好贴合管片破洞的形状，使得在向破洞中填充混凝土块时，可能会导致混凝土块无法进入破洞，需要人工修整，耗时费力。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种管片修补装置及用于该装置的修补块定位工装，克服了现有技术中的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种管片修补装置，包括壳体、检测组件和固定组件，所述检测组件包括橡胶膜、多个竖杆和与所述竖杆一一对应的滑块，所述竖杆的一端固定于所述滑块上，所述橡胶膜与所述竖杆固定；

所述壳体的上表面具有呈圆周阵列排布的多个与所述壳体的内腔贯通的长条形通槽，所述长条形通槽与所述滑块一一对应，所述滑块限位于所述长条形通槽内，且能沿所述长条形通槽滑动，所述竖杆与所述壳体的上表面垂直，所述滑块沿所述长条形通槽朝向所述壳体的边缘滑动时，所述橡胶膜随所述竖杆移动并撑开，此时所述橡胶膜呈上部开口的半封闭多棱柱结构；

所述固定组件包括挤压盘和圆杆，所述挤压盘位于所述壳体内，所述圆杆穿过所述壳体的底面，所述圆杆位于所述壳体内的一端固定于所述挤压盘的底面的中心，所述圆杆与所述壳体滑动连接，向上推动所述圆杆时，所述挤压盘的上表面能与所述滑块抵触。

上述结构在使用时，首先使各竖杆相互并拢，并拢后将竖杆伸入所需修补的管片破洞内，向外拉动滑块，使各竖杆相互分离并分别与管片破洞的内壁抵靠，此时竖杆的分离将橡胶膜撑开，使橡胶膜形成一接近于上部开放的圆桶结构，而后向上推圆杆，使挤压盘与各滑块抵靠，将滑块的位置固定，以此使竖杆与橡胶膜形成的圆桶结构的大小形状保持不变，此时该接近与圆桶的结构的横截面即为所检测到的管片破洞横截面的形状，在此圆桶结构内灌注修补液，待修补液凝固后将其从橡胶膜内取出，即可作为修补块填入破洞内。

可选的，所述挤压盘上设置挤压块，所述挤压块为弹性材料制成，所述挤压块能与所述滑块的底面抵触。挤压块的设置可更好地将滑块位置固定。

可选的，所述挤压块为橡胶材料制成。

关于如何控制滑块的移动，可采用现有技术中所能达到控制滑块移动的多种结构，本申请给出一种较优的控制结构，具体如下：用于控制所述滑块移动的传动组件包括圆盘、第一转动杆、呈圆周阵列排布的滑动杆和与所述滑动杆一一对应的连接杆，所述圆盘位于所述壳体内，所述圆盘位于所述挤压盘的下方，所述圆盘中心处具有能使所述圆杆穿过的孔，所述圆盘的周向外壁上均布多个间隔设置的弧形块，所述弧形块与所述滑动杆一一对应，所述壳体的侧壁上具有与所述滑动杆一一对应的孔，所述滑动杆穿过所述孔，且能沿所述孔的轴线方向滑动；

所述连接杆的一端与所述滑动杆位于所述壳体外的一端连接，所述连接杆的另一端伸出所述壳体上表面以上，所述连接杆与所述滑块一一对应，所述连接杆与所述滑块之间通过弹簧连接，在所述弹簧的作用下，所述滑动杆位于所述壳体内的一端能与所述弧形块的弧形面接触；

所述第一转动杆为管件结构，所述第一转动杆套设于所述圆杆上，所述第一转动杆穿过所述壳体的底面与所述圆盘的中心连接，所述第一转动杆与所述壳体滑动连接。

该传动组件的工作过程为：转动第一转动杆使圆盘转动，此时由于弧形块随之转动使得滑动杆的一端扫过弧形块的弧形面，连接杆通过弹簧的传动带动竖杆向壳体外缘方向打开，由于弹簧的弹性作用，各竖杆可与不规则的管片破洞的内壁抵靠，以此完成对破洞形状的探测。

可选的，还包括用于驱动第一转动杆转动的驱动组件，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴上具有第一齿轮，所述第一转动杆上具有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

可选的，还包括用于驱动所述挤压盘移动且能将所述挤压盘固定于与所述滑块抵触状态的驱动定位组件，所述驱动定位组件包括第一固定盘、第二固定盘和位于所述第一固定盘上的凸块，所述第一固定盘位于所述电机的输出轴上，所述第二固定盘位于所述圆杆上，所述第二固定盘位于所述第一固定盘的上方所在的平面，所述凸块随所述第一固定盘转动至与所述第二固定盘的底面接触使，可将所述第二固定盘顶起。

可选的，所述壳体底板连接电动电动伸缩杆。

本发明还提供一种修补块定位工装，用于配合管片修补装置使用，包括密封外壳、转动盘和固定管，所述固定管固定于所述密封外壳的底面，所述固定管的内部与所述密封外壳的内部贯通，所述转动盘位于所述密封外壳内，所述转动盘的底面中心处具有控制杆，所述控制杆的一端伸入所述固定管内；

所述密封外壳的侧壁上绕其轴线均布多个滑孔，所述密封外壳内具有与所述滑孔一一对应的滑动块，所述滑动块穿过所述滑孔与所述滑孔滑动连接，所述滑动块位于所述密封外壳外的一端具有插杆，所述转动盘的上表面具有螺旋槽，所述滑动块上具有与所述螺旋槽适配的弧形条板。

可选的，所述密封外壳的外表面均具有多个与所述密封外壳的外壁垂直的固定杆，所述固定杆的外壁上具有与所述固定杆外壁垂直的多个连接支杆。

可选的，还包括用于控制所述转动盘转动的转动块，所述转动块上具有连接插块，所述控制杆的端部具有能使所述连接插块插入的连接插槽，所述连接插块的截面为多边形，所述连接插槽与所述连接插块适配。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明提出的一种管片修补装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1；本发明通过设置多个竖杆与橡胶膜，转动第一转动杆，第一转动杆带动圆盘转动，圆盘上的弧形块随圆盘转动后与滑动杆接触，将滑动杆向圆形的壳体外推动，滑动杆通过连接杆与弹簧拉动滑块在长条形通槽内滑动，同时多个竖杆相互远离，橡胶膜被拉长，当所有的竖杆接触到破洞的内壁时，此时所有竖杆沿着破洞的内壁排列，所有竖杆所排列成的形状为破洞的形状，之后通过使用竖杆与橡胶膜来制作修补块，使修补块可以更好的贴合破洞洞口的形状，不需修整，省时省力，由于破洞洞口被修补块阻挡，减少修补材料从破洞洞口流失。

2；本发明通过设置固定件，将修补块填入破洞后，通过转动块，转动块的一端设有连接块，将连接块插入连接槽内，通过拧动转动块，使控制杆转动，控制杆带动转动盘转动，使滑动块下表面的弧形条在螺旋槽内滑动，随着滑动使滑动块向远离控制杆的方向滑动，将滑动块一侧的插杆插入破洞的侧壁，使修补块固定在破洞中，之后将转动块取下，之后向修补块与破洞之间的缝隙中注入修补材料，将破洞填满，通过固定件将修补块固定在破洞中，避免填充修补材料时，修补块从破洞中脱离，造成修补材料的浪费，同时降低修补效率。

3；本发明通过设置固定杆与支杆，在制作修补块之前需预先将固定件放入竖杆与橡胶膜之间，之后向竖杆与橡胶膜之间注入修补材料，制作修补块，固定杆与支杆用于使密封外壳上表面与下表面的修补块与密封外壳连接的更加紧密。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1中E处放大的结构示意图；

图3为壳体的俯视图；

图4为壳体的剖面图；

图5为图1的侧视图；

图6为图5中A-A处的剖面结构示意图；

图7为图5中B-B处的剖面结构示意图；

图8为固定件与修补块的剖面结构示意图；

图9为固定件与修补块的使用状态示意图；

图中：1-壳体；2-检测组件；3-固定组件；4第一固定盘；5-固定件；6-连接支杆；10-修补块；11-第一转动杆；12-圆盘；13-弧形块；14-滑动杆；15-连接杆；16-弹簧；17-电动电动伸缩杆；21-滑块；22-竖杆；23-橡胶膜；31-圆杆；32-挤压盘；33-挤压块；34-安装架；35-电机；36-第一齿轮；37-第二齿轮；41-第二固定盘；42-凸块；51-密封外壳；52-控制杆；53-固定管；54-转动盘；55-螺旋槽；56-插杆；57-滑动块；58-固定杆；59-弧形条板；61-连接插槽；100-转动块；200-连接插块。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的描述中，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的限制。在本发明的描述中，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，可以是两个部件内部的连通。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中的具体含义。

如图1-7所示，本发明提供了一种管片修补装置，包括圆形的壳体1，壳体1的顶板上表面设有多个长条形通槽，全部长条形通槽圆周阵列设置，壳体1上设有检测组件2，检测组件2用于检测管片破洞的形状，检测组件2包括多个滑块21，全部滑块21位于长条形通槽内且与壳体1的顶板滑动连接，全部滑块21的上表面均固定连接竖杆22，全部竖杆22中相邻两个竖杆22之间均固定连接橡胶膜23，橡胶膜23具体弹性，壳体1的空腔内位于滑块21的下方设有固定组件3，固定组件3用于检测完成后固定滑块21，滑块21被固定后可通过滑块21上表面的多个竖杆22位置与橡胶膜23的形状判断破洞的形状同时制作修补块10，壳体1的底板固定连接电动伸缩杆17，用于将本装置举起；

圆形的壳体1的底板转动连接第一转动杆11，第一转动杆11贯穿壳体1的底板且延伸至壳体1的内腔，第一转动杆11的上端固定连接圆盘12，圆盘12位于壳体1的内腔，圆盘12的外圆固定连接多个弧形块13，壳体1的侧壁滑动连接多个滑动杆14，滑动杆14与弧形块13相配合，全部滑动杆14的上表面均固定连接连接杆15，连接杆15与滑块21之间固定连接弹簧16。

固定组件3包括圆杆31，圆杆31贯穿第一转动杆11与圆盘12且与第一转动杆11与圆盘12转动连接，圆杆31与第一转动杆11与圆盘12处于同一轴心，圆杆31的上端固定连接挤压盘32，挤压盘32的上表面设有挤压块33；

本装置用于对管片内壁破损处进行修补，首先需要对破损处进行检测，以获取破洞洞口的形状，获取时，电动伸缩杆17推动圆形的壳体1向上运动，此时圆形的壳体1上的多个竖杆22相互贴近，当所有的竖杆22的上端进入破洞后，转动第一转动杆11，第一转动杆11带动圆盘12转动，圆盘12上的弧形块13随圆盘12转动后与滑动杆14接触，将滑动杆14向圆形的壳体1外推动，滑动杆14通过连接杆15与弹簧16拉动滑块21在长条形通槽内滑动，同时多个竖杆22相互远离，橡胶膜23被拉长，当其中一个竖杆22先接触到破洞的内壁后，此时仅仅对弹簧16形成拉伸，滑块21保持不动，因此当所有的竖杆22接触到破洞的内壁时，此时所有竖杆22沿着破洞的内壁排列，所有竖杆22所排列成的形状为破洞的形状，因此适用于不规则的破洞的形状；

之后向上推动圆杆31，使圆杆31上端的挤压盘32挤压滑块21的下表面，将滑块21停留在长条形通槽内，不会由于挤压盘32的回转且弧形块13失去对滑动杆14的推动而复位，之后电动伸缩杆17收缩，使竖杆22离开破洞，之后通过竖杆22与橡胶膜23，在竖杆22与橡胶膜23之间制作修补块10。

此装置通过竖杆22与橡胶膜23来获取破洞洞口的形状，之后通过使用竖杆22与橡胶膜23来制作修补块10，使修补块10可以更好的贴合破洞洞口的形状，减少修整工作量，省时省力，从隧道内部将修补块10填入破洞，之后从地面向管片破损处挖出一条通道，从地面向破损处注入修补材料，将修补块10与破洞之间的缝隙填满，由于破洞洞口被修补块10阻挡，减少修补材料从破洞洞口流失。

圆形的壳体1的下表面固定连接安装架34，安装架34上固定连接电机35，电机35主轴的上端固定连接第一齿轮36，第一转动杆11的外圆固定连接第二齿轮37，第一齿轮36与第二齿轮37啮合，电机35主轴的外圆固定连接第一固定盘4，圆杆31的外圆固定连接第二固定盘41，第一固定盘4的上表面固定连接凸块42，第二固定盘41位于第一固定盘4的上方；

当需要转动第一转动杆11与推动圆杆31固定滑块21时，电机35驱动，第一齿轮36带动第二齿轮37转动，第二齿轮37带动第一转动杆11转动，第一齿轮36转动时，第一固定盘4随第一齿轮36转动，当第一固定盘4上表面的凸块42由于偏离旋转轴线，因此由远离第二固定盘41的位置转动到第二固定盘41底下，第二固定盘41的边缘设置有圆角，因此将第二固定盘41顶起，第二固定盘41带动圆杆31向上运动，使挤压盘32挤压滑块21的下表面，从而形成对滑块21的压紧锁定。

如图8所示，还包括固定件5，用于将上述仿形的修补块10进行安装，固定件5位于修补块10内用于将修补块10固定在破洞中，固定件5包括密封外壳51，密封外壳51的下表面固定连接固定管53，固定管53内转动连接控制杆52，控制杆52贯穿密封外壳51的底面，控制杆52的上端固定连接转动盘54，转动盘54的上表面设有螺旋槽55，密封外壳51的侧壁滑动连接三个滑动块57，全部滑动块57的下表面固定连接弧形条板59，弧形条板59位于螺旋槽55内，滑动块57的一侧固定连接插杆56，插杆56的一端为锥形，固定件5位于修补块10的中间部位，修补块10为浇筑形成，密封外壳51的上表面与下表面均固定连接固定杆58，固定杆58的外圆均固定连接支杆6，固定管53与控制杆52管贯穿密封外壳51一侧的修补块10，控制杆52的一端设有连接槽61；在制作修补块10之前需预先将固定件5放入竖杆22与橡胶膜23之间，之后向竖杆22与橡胶膜23之间注入修补材料，制作修补块10，固定杆58与支杆6用于使密封外壳51上表面与下表面的修补块10与密封外壳51连接的更加紧密，将修补块10填入破洞后，通过转动块100，转动块100的一端设有连接插块200，将连接插块200插入连接插槽61内，通过拧动转动块100，使控制杆52转动，控制杆52带动转动盘54转动，使滑动块57下表面的弧形条板59在螺旋槽55内滑动，随着滑动使滑动块57向远离控制杆52的方向滑动，将滑动块57一侧的插杆56插入破洞的侧壁，(弧形条板59与螺旋槽55的配合借鉴三爪卡盘的机械原理)，使修补块10固定在破洞中，之后将转动块100取下，之后向修补块10与破洞之间的缝隙中注入修补材料，将破洞填满，通过固定件5将修补块10固定在破洞中，避免填充修补材料时，修补块10从破洞中脱离，造成修补材料的浪费，同时降低修补效率。

使用时，电动伸缩杆17推动壳体1向上运动，此时壳体1上的多个竖杆22相互贴近，当所有的竖杆22的上端进入破洞后，转动第一转动杆11，第一转动杆11带动圆盘12转动，圆盘12上的弧形块13随圆盘12转动后与滑动杆14接触，将滑动杆14向圆形的壳体1外推动，滑动杆14通过连接杆15与弹簧16拉动滑块21在长条形通槽内滑动，所有的竖杆22接触到破洞的内壁，电机35转动，第一齿轮36带动二齿轮37转动，第二齿轮37带动第一转动杆11转动，第一齿轮36转动时，第一固定盘4随第一齿轮36转动，当第一固定盘4上表面的凸块42将第二固定盘41顶起时，第二固定盘41带动圆杆31向上运动，使挤压盘32挤压滑块21的下表面，之后电动伸缩杆17收缩，使竖杆22离开破洞，之后通过竖杆22与橡胶膜23制作修补块10，在制作修补块10之前需预先将固定件5放入竖杆22与橡胶膜23之间，之后向竖杆22与橡胶膜23之间注入修补材料，制作修补块10，将修补块10填入破洞后，通过转动块100，转动块100的一端设有连接插块200，将连接插块200插入连接插槽61内，通过拧动转动块100，使控制杆52转动，控制杆52带动转动盘54转动，使滑动块57下表面的弧形条板59在螺旋槽55内滑动，随着滑动使滑动块57向远离控制杆52的方向滑动，将滑动块57一侧的插杆56插入破洞的侧壁，使修补块10固定在破洞中，之后将转动块100取下，如图9，之后从地面向管片破损处挖出一条通道，从地面向破损处注入修补材料，将修补块10与破洞之间的缝隙填满。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。