1.本技术涉及隧道工程施工的技术领域，尤其是涉及一种管道顶管纠偏装置及纠偏方法。
背景技术：
2.在市政工程项目中，为了减少对地面层设施的损坏和减少对交通的影响，发展起一种非开挖的顶管施工方法，顶管施工是先间隔开挖一个发射井和接收井，发射井内安装有主顶油缸等顶进设备，借助顶进设备的推力将管道按设计的坡度顶入土中直到与接收井连通，管道前方连接有用于破土的机头。
3.由于地下条件复杂，且发射井和接收井一般相距上千米，在顶进的过程中容易出现管位偏移的现象。为了能够实时纠正偏移，现有的机头分为外筒和内筒，外筒位于前端进行破土，外筒和内筒之间连接有纠偏装置，纠偏装置包括沿内筒的轴向设置的纠偏油缸，纠偏油缸设置有多个并沿内筒圆周阵列排布，接收井内设置有激光，激光检测出机头的偏移后，工作人员通过控制设备调节相应位置的纠偏油缸，通过摆动外筒的方向以纠正机头的位置。
4.但是，上述技术中若干纠偏油缸相对于内筒和外筒的位置是固定的，当机头往相邻两个纠偏油缸之间的方向偏移时，需要调节多个纠偏油缸才能使机头摆正前进方向，纠偏的效率较低，会影响施工进度。
技术实现要素：
5.为了改善现有顶管纠偏装置纠偏效率较低的缺陷，本技术提供一种管道顶管纠偏装置及纠偏方法。
6.第一方面，本技术提供一种管道顶管纠偏装置，采用如下的技术方案：一种管道顶管纠偏装置，安装于机头内，所述机头包括相连的连接筒和掘进筒，所述掘进筒远离所述连接筒的一端转动连接有钻盘，所述钻盘的中部设置有转动轴，所述转动轴连接有驱动所述钻盘转动的驱动源；管道顶管纠偏装置包括连接机构和纠偏机构；所述连接机构用于活动连接所述连接筒和所述掘进筒；所述纠偏机构包括安装于所述掘进筒内的激光发射器、绕所述掘进筒的中轴线转动的驱动缸和驱动所述驱动缸转动的第一驱动组件，发射井内设置有与所述激光发射器配合的光靶，所述第一驱动组件安装于所述连接筒上，所述驱动缸包括活塞和驱动所述活塞做直线运动的缸体，所述活塞远离所述缸体的一端抵接于所述掘进筒的内壁。
7.通过采用上述技术方案，驱动源驱动钻盘转动以进行破土，使机头便于前行，当机头偏移时，激光发射器和光靶配合能够检测出机头偏移的方向和距离，然后第一驱动组件驱动驱动缸转动至与偏移方向相对的位置，缸体驱动活塞移动以推动掘进筒转向回复至原前进方向；第一驱动组件能够驱动驱动缸活动至与偏移方向相对的位置，提高了纠偏的精度，且只需控制一个缸体便可直接将掘进筒推回原前进方向，计算简单，操作方便，提高了
纠偏的效率，进而提高了施工效率；另外，连接机构能够提高掘进筒和连接筒之间连接结构的稳定性。
8.可选的，所述第一驱动组件包括固接于所述连接筒内的安装架、安装于所述安装架上的第一驱动件以及与所述安装架转动连接的转动套，所述转动套套接于所述转动轴外且所述转动套与所述转动轴之间设有间距，所述第一驱动件的输出端与所述转动套的外表面啮合，所述驱动缸设置于所述转动套靠近所述钻盘的一端。
9.通过采用上述技术方案，驱动缸通过安装架与连接筒连接，以使驱动缸能够纠正掘进筒的偏移，不会随着掘进筒一起移动，驱动缸设置在靠近钻盘的位置，能够减小驱动缸需要推动掘进筒的力矩，更加稳定地控制掘进筒的纠偏方向，进一步提高了纠偏的效率。
10.可选的，所述安装架与所述转动套连接的一端设有环形部，所述环形部套接于所述转动轴外且所述环形部与所述转动轴之间设有间距，所述环形部的内壁沿周向设置有若干压力传感器。
11.通过采用上述技术方案，转动套通过环形部与安装架转动连接，能够提高连接结构的稳定性，掘进筒偏移角度过大时会使转动轴触压环形部内的压力传感器，此时，压力传感器会发送信号以停止推动机头前进，待掘进筒摆正方向后再继续前进，避免后续被推进的管道弯折过大的情况出现，减少施工失误，进而提高施工效率。
12.可选的，所述活塞与所述掘进筒内壁抵接的一端设置有滚轮。
13.通过采用上述技术方案，滚轮能够减少活塞与掘进筒内壁的摩擦阻力，便于控制驱动缸更快转动至指定位置，进一步提高纠偏效率；另外，在机头未发生偏移的时候，也能够持续驱动驱动缸转动，使掘进筒和连接筒始终保持在平行连接的状态，以减少掘进筒和连接筒之间发生偏移的情况发生。
14.可选的，所述连接机构包括沿所述掘进筒的周向阵列设置的若干连接组件，所述连接组件包括分别铰接于所述连接筒和所述掘进筒相对面上的伸缩杆和拉杆，所述伸缩杆和所述拉杆铰接，所述伸缩杆和所述拉杆能够往远离和靠近所述连接筒的方向转动。
15.通过采用上述技术方案，伸缩杆的长度可调节，以使伸缩杆和拉杆能够弯折，从而使掘进筒相对于连接筒进行转动，当对接安装好掘进筒和连接筒后，再将伸缩杆和拉杆连接，并且缩短伸缩杆的长度以使掘进筒和连接筒紧密连接在一起，减少掘进筒偏移的可能性，起到预防偏移的效果。
16.可选的，所述伸缩杆包括依次相连的第一杆、调节杆和第二杆，所述第一杆远离所述调节杆的一端与所述连接筒的端面铰接，所述调节杆一端与所述第一杆转动连接、所述调节杆的另一端与所述第二杆螺纹旋接，所述第二杆远离所述调节杆的一端与所述拉杆铰接，所述第一杆上安装有用于驱动所述调节杆转动的第二驱动组件。
17.通过采用上述技术方案，伸缩杆具体通过调节杆和第二杆的螺纹旋接以实现长度的调节，且在顶管施工过程中，机头是位于地层下方，通过第二驱动组件可远程控制调节杆的活动以调节伸缩杆的长度，无需人工操作。
18.可选的，所述连接筒和所述掘进筒相对的端面上分别设置有第一环形板和第二环形板，所述连接机构还包括贴合设置于所述第一环形板和所述第二环形板之间的第一密封圈，所述第一密封圈的外表面沿周向阵列设置有若干凸出的定位部，所述第二环形板上对应开设有供所述定位部配合插接的定位孔。
19.通过采用上述技术方案，第一密封圈能够减少沙土直接进入机头内部的可能性，因连接筒和掘进筒之间存在相对活动，第一密封圈会被拉扯变形，定位部和定位孔的配合能够减少第一密封圈脱落的可能性。
20.可选的，所述定位部的端部穿设出所述定位孔，所述伸缩杆和所述拉杆转动至平行状态时，所述拉杆朝向所述掘进筒内的一面抵压于所述定位部。
21.通过采用上述技术方案，拉杆抵紧在第一密封圈上，能够进一步提高密封效果；抵紧部对拉杆有反作用力，能够减少调节杆松动的可能性，进而提高掘进筒和连接筒的连接稳定性。
22.可选的，所述第二驱动组件包括固定于所述第一杆上的第二驱动件，所述第二驱动件的输出端与所述调节杆的外表面啮合。
23.通过采用上述技术方案，当第二驱动件驱动输出端转动时，能够带动调节杆转动，从而控制伸缩杆的长度。
24.第二方面，本技术提供一种纠偏方法，采用上述的管道顶管纠偏装置，包括以下步骤：步骤一，通过激光发射器和光靶配合检测出机头偏移的方向和距离；步骤二，第一驱动件根据机头的偏移方向驱动转动套转动以带动驱动缸转动至与偏移方向相对的位置；步骤三，缸体根据机头的偏移距离驱动活塞顶推掘进筒，同时，若干第二驱动件持续驱动调节杆转动以伸长伸缩杆的长度，使伸缩杆和拉杆能够弯折以使掘进筒能往转向回复至原前进方向；步骤四，当掘进筒回复至原前进方向后，缸体驱动活塞回复原长度，同时，若干第二驱动件持续驱动调节杆反向转动以减小伸缩杆的长度，使伸缩杆和拉杆回复至平行状态，从而纠正连接筒的方向。
25.通过采用上述技术方案，可以实现对顶管机头的快速、精确的纠偏，还能够使机头的结构更加稳定，起到一定的预防纠偏效果。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：1.机头偏移时，激光发射器和光靶配合能够检测出机头偏移的方向和距离，然后第一驱动组件驱动驱动缸转动至与偏移方向相对的位置，提高了纠偏的精度；2.缸体驱动活塞移动以推动掘进筒转向回复至原前进方向，只需控制一个缸体便可直接将掘进筒推回原前进方向，计算简单，操作方便，提高了纠偏的效率，进而提高了施工效率；3.连接机构能够提高掘进筒和连接筒之间连接结构的稳定性和密封性。
附图说明
27.图1是本技术实施例中管道顶管纠偏装置的结构示意图；图2是图1中沿a-a向的剖视图；图3是纠偏机构的相关结构剖视图；图4是图2中b处的放大图。
28.附图标记：1、连接筒；11、第一环形板；2、掘进筒；21、第二环形板；22、定位孔；23、
支撑座；3、破土机构；31、钻盘；32、转动轴；33、驱动源；4、连接机构；41、连接组件；411、伸缩杆；4111、第一杆；4112、调节杆；4113、第二杆；412、拉杆；413、第二驱动组件；4131、第二驱动件；42、第一密封圈；421、定位部；43、第二密封圈；5、纠偏机构；51、激光发射器；52、驱动缸；521、缸体；522、活塞；523、滚轮；53、第一驱动组件；531、安装架；5311、环形部；5312、延伸部；532、第一驱动件；533、转动套；54、压力传感器。
具体实施方式
29.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
30.第一方面，参照图1和图2，本技术实施例公开一种管道顶管纠偏装置，安装于机头内，机头包括连接筒1、掘进筒2和安装于掘进筒2内的破土机构3；管道顶管纠偏装置包括连接机构4和纠偏机构5，连接机构4用于活动连接连接筒1和掘进筒2，破土机构3、连接机构4和纠偏机构5均电性连接于一个控制系统；管道抵接于连接筒1远离掘进筒2的一端，破土机构3能够开掘土层，通过顶进设备将若干节管道从发射井依次往接收井方向顶入土层内，当机头出现偏移时，纠偏机构5和连接机构4配合能够实现快速且精准的纠偏。
31.参照图2，连接筒1和掘进筒2可设为中空的圆柱状，破土机构3包括钻盘31和驱动源33，钻盘31转动连接于掘进筒2远离连接筒1的一端，钻盘31的表面设有若干凸齿以便于破土，钻盘31的中部固设有转动轴32，掘进筒2内设置有用于支撑转动轴32的支撑座23，转动轴32配合穿设支撑座23并与支撑座23转动连接，转动轴32远离钻盘31的一端连接有驱动钻盘31转动的驱动源33，驱动源33可设置为单个电机或电机组件。
32.参照图2和图3，纠偏机构5包括安装于掘进筒2内的激光发射器51、绕掘进筒2的中轴线转动的驱动缸52和驱动驱动缸52转动的第一驱动组件53，激光发射器51采用现有的发射器，发射井内设置有与激光发射器51配合的光靶，第一驱动组件53安装于连接筒1上，驱动缸52可沿圆周阵列设置有多个，驱动缸52包括活塞522和驱动活塞522做直线运动的缸体521，缸体521可为油缸、气缸或电缸，活塞522远离缸体521的一端抵接于掘进筒2的内壁，为了减少摩擦阻力以使活塞522转动更加快速，活塞522与掘进筒2内壁抵接的一端设置有滚轮523，掘进筒2的内壁设置有供活塞522活动的导向槽，导向槽的宽度大于滚轮523的宽度。当机头偏移时，激光发射器51和光靶配合能够检测出机头偏移的方向和距离并向控制系统发射信号，控制系统控制第一驱动组件53，使驱动缸52转动至与偏移方向相对的位置，缸体521驱动活塞522移动以推动掘进筒2转向回复至原前进方向；另外，在机头未发生偏移的时候，也能够持续驱动驱动缸52转动，使掘进筒2和连接筒1始终保持在平行连接的状态，起到一定的预防偏移的效果。
33.第一驱动组件53包括固接于连接筒1内的安装架531和安装于安装架531上的第一驱动件532，第一驱动件532优选为电机。
34.在其他实施例中，为了简化第一驱动组件53的结构，将第一驱动件532与驱动源33同轴设置，第一驱动件532位于驱动源33远离钻盘31的后端，缸体521远离活塞522的一端直接安装于第一驱动件532的输出轴上，从而能够实现驱动缸52的转动。
35.在本实施例中，为了更加稳定地控制掘进筒2的纠偏方向，驱动缸52设置于掘进筒2内靠近钻盘31的一端。具体的，安装架531包括与连接筒1内部固接的延伸部5312以及与延伸部5312连接的环形部5311，第一驱动组件53还包括与环形部5311转动连接的转动套533，
环形部5311和转动套533均套接于转动轴32外，且转动套533与转动轴32之间、环形部5311与转动轴32之间均设有间距，从而不会干涉驱动缸52对掘进筒2的纠偏，第一驱动件532安装于安装架531上与驱动源33偏心的位置，第一驱动件532的输出端连接有第一主动轮，转动套533的外表面固接有与第一主动轮啮合的第一从动轮，驱动缸52设置于转动套533靠近钻盘31的一端，若干驱动缸52沿转动套533的周向阵列设置。
36.进一步的，环形部5311的内壁沿周向设置有若干压力传感器54，当掘进筒2偏移角度过大时会使转动轴32触压环形部5311内的压力传感器54，此时，压力传感器54会想控制系统发送信号以停止顶进设备推动机头，待掘进筒2摆正方向后再继续前进，避免后续被推进的管道弯折过大的情况出现，减少施工失误，进而提高施工效率。
37.在其他实施例中，连接机构4可设置为粘结于连接筒1和掘进筒2之间的弹性层，弹性层具有形变能力从而使掘进筒2能够相对于连接筒1进行转动。
38.在本实施方式中，为了提高连接筒1和掘进筒2连接结构的稳定性，参照图3，连接机构4包括沿掘进筒2的周向阵列设置的若干连接组件41，连接组件41包括分别铰接于连接筒1和掘进筒2相对面上的伸缩杆411和拉杆412，伸缩杆411和拉杆412铰接，伸缩杆411的长度可调节，以使伸缩杆411和拉杆412能够往远离和靠近连接筒1的方向转动，进而适应掘进筒2的活动。在安装机头时，先对接安装好掘进筒2和连接筒1，再将伸缩杆411和拉杆412连接，并且缩短伸缩杆411的长度以使掘进筒2和连接筒1紧密连接在一起，减少掘进筒2偏移的可能性，起到预防偏移的效果。
39.连接机构4还包括第一密封圈42和第二密封圈43以减少沙土直接进入机头内部的可能性，第一密封圈42和第二密封圈43均由橡胶材料制成；第二密封圈43连接于连接筒1和掘进筒2的最外侧，连接筒1和掘进筒2相对的端面上分别设置有第一环形板11和第二环形板21，第一密封圈42包括贴合设置于第一环形板11和第二环形板21之间，第一密封圈42的外表面沿周向阵列设置有若干凸出的定位部421，第二环形板21上对应开设有供定位部421配合插接的定位孔22。
40.参照图4，具体的，伸缩杆411包括依次相连的第一杆4111、调节杆4112和第二杆4113，第一杆4111远离调节杆4112的一端与连接筒1的端面铰接，调节杆4112一端与第一杆4111转动连接、调节杆4112的另一端与第二杆4113螺纹旋接，调节杆4112内开设有供第二杆4113配合旋接的螺纹槽，第二杆4113远离调节杆4112的一端与拉杆412铰接，第一杆4111上安装有用于驱动调节杆4112转动的第二驱动组件413。作为优选的实施方式，定位部421的端部穿设出定位孔22，伸缩杆411和拉杆412转动至平行状态时，拉杆412朝向掘进筒2内的一面抵压于定位部421，从而能够进一步提高密封效果，且抵紧部对拉杆412有反作用力，能够减少调节杆4112松动的可能性，进而提高掘进筒2和连接筒1的连接稳定性。
41.在顶管施工过程中，机头是位于地层下方，为了便于控制，第二驱动组件413包括固定于第一杆4111上的第二驱动件4131，第二驱动件4131优选为电机，第二驱动件4131的输出端连接有第二主动轮，调节杆4112外表面设置有与第二主动轮啮合的第二从动轮，通过第二驱动件4131的正转和反转能够能够带动调节伸缩杆411的长度。
42.本技术实施例一种管道顶管纠偏装置的实施原理为：当机头偏移时，激光发射器51和光靶配合能够检测出机头偏移的方向和距离并将信息发送给控制系统，然后第一驱动件532驱动转动套533转动，带动最近的驱动缸52转动
至与偏移方向相对的位置，缸体521驱动活塞522移动以推动掘进筒2转向回复至原前进方向，同时，第二驱动件4131驱动调节杆4112转动以伸长伸缩杆411的长度，伸缩杆411和拉杆412能够转动，进而适应掘进筒2的活动；掘进筒2活动至原方向后，缸体521再驱动活塞522回复原位，同时第二驱动件4131驱动调节杆4112反向转动以缩短伸缩杆411，从而纠正连接套的方向。提高了纠偏的精度和效率，进而提高了施工效率，还能够提高掘进筒2和连接筒1之间连接结构的稳定性。
43.第二方面，本技术实施例公开一种纠偏方法，采用所述的管道顶管纠偏装置，包括以下步骤：步骤一，通过激光发射器51和光靶配合检测出机头偏移的方向和距离并把信息发送给控制系统，控制系统向第一驱动件532和第二驱动件4131以及缸体521发出控制信号；步骤二，第一驱动件532根据机头的偏移方向驱动转动套533转动以带动驱动缸52转动至与偏移方向相对的位置；步骤三，缸体521根据机头的偏移距离驱动活塞522顶推掘进筒2，同时，若干第二驱动件4131持续驱动调节杆4112转动以伸长伸缩杆411的长度，使伸缩杆411和拉杆412能够弯折以使掘进筒2能往转向回复至原前进方向；步骤四，当光靶检测到掘进筒2回复至原前进方向后，缸体521再驱动活塞522回复原长度，同时，若干第二驱动件4131持续驱动调节杆4112反向转动以减小伸缩杆411的长度，使伸缩杆411和拉杆412回复至平行状态，从而纠正连接筒1的方向。
44.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。