CN102889427A - 一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置、系统和方法，该系统包括已有井和工作坑；在已有井处设有滑轮组和卷扬机，卷扬机通过牵引装置与裂管头连接，牵引装置设有前、后转换接头、销子、调节器、螺栓；工作坑外还设有空气压缩机以驱动该夯管机。该裂管头设有锥形头部和一个用于连接替换管的尾部，且具有一个通孔；该通孔中线与所述锥形头部中线重合，前部柱状通孔用于安装前转换接头，尾部锥形通孔用于连接夯管机；该裂管头设有锥形头部，其外表面设有胀刀；所述胀刀形成的裂管头的外径大于旧管的内径以在推进时胀破旧管。本发明整个过程是在一坑一井条件下，巧妙的利用了夯管机的回退功能、并用已有井替代接收坑。这样可以减少开挖量，从而提高工作效率并节省了成本。

Description

一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是指非开挖气动裂管修复地下管道的装置、系统和方法。本发明可以应用于市政工程的非开挖管道更换，以对地下的管道进行更换。

背景技术

在建筑技术领域，对于深埋于地下的管道进行更换是非常困难的。以排水管为例，现有的排水管原位更换技术普遍使用的是裂管法；裂管法可分为静压裂管和气动裂管。

静压裂管是通过施加在裂管头上的静压力来破裂旧管道。具体包括：使用钢索或钻杆穿过旧管道并连接在裂管头的前端来施加静压力，因此施加在裂管头上的静压力要足够大。

气动裂管是将裂管头与新管道连接，裂管头在夯管锤的作用下将旧管道胀裂，并将破裂的管道裂片挤压到周围的土层中；同时将新管从夯管锤的后面拉入或顶入，完成管线的更换工作。

上述两种方法的原理是相同的，只是动力系统不同。这两种现有方法的都具有以下缺点：这种挖掘方式在实施时需要开挖两个工作坑才能进行原位更换。

发明内容

针对现有的对地下的管道进行原位更换时必须开挖两个工作坑的缺陷和问题，本发明实施例的目的是提出一种更为合理的非开挖气动裂管修复地下管道的装置、系统和方法。

为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置，包括裂管头，该裂管头设有锥形头部和一个用于连接替换管的尾部，且具有一个通孔；该通孔中线与所述锥形头部中线重合，前部柱状通孔用于安装前转换接头，尾部锥形通孔用于连接夯管机；该裂管头设有锥形头部，其外表面设有胀刀；所述胀刀对应位置的裂管头的外径大于旧管的内径以在推进时胀破旧管。

其中，前转换接头插入锥形头部的一端的开口内，并通过连接销与该调节器的一端连接；且该调节器的另一端连接后转换接头；后转换接头通过连接件连接夯管机。

其中，裂管头的通孔在尾部形成一与夯管机外径相适配的开口，以使夯管机套接在该裂管头内；裂管头的外径与替换管相适配以使该替换管套接在该裂管头的尾部。

其中，该替换管通过六角螺钉和定位销与裂管头固定。

其中，该替换管内套接有支撑环以在推进时支撑所述夯管机。

同时，本发明还提出了一种应用如前任一项所述的装置的非开挖气动裂管修复地下管道的系统，还包括：已有井和工作坑；在已有井处设有滑轮组和卷扬机，以通过牵引绳牵引该裂管头的前转换接头；工作坑外还设有空气压缩机以驱动该夯管机。

其中，该滑轮组包括设置在井口的第一定滑轮和设置在井内与旧管齐平的第二定滑轮。

其中，该工作坑的长度应该至少大于该替换管的长度，以保证替换管能够与旧管平行的方向进入该工作坑。

同时，本发明还提出了一种应用如前任一项所述的非开挖气动裂管修复地下管道的系统进行非开挖气动裂管修复地下管道的方法，包括：

步骤1、开挖工作坑；在已有井固定好滑轮组；

步骤2、对排水管道进行疏通，并确定排水管是否发生阻塞，如果是则采用钻机进行清管，并通过钻机将牵引绳引入工作坑；如果否则直接用引绳器实现牵引绳铺设；

步骤3、将裂管头在工作坑内与通过前转换接头连接好，并与替换管和夯管机连接；

步骤4、开启卷扬机和空气压缩机；卷扬机的牵引绳可以起到导向作用，而空气压缩机驱动该裂管头前进以破碎旧管；

步骤5、当裂管头到达已有井时，先将夯管机从裂管头脱离、再将裂管头与替换管分离，并将裂管头从已有井中取出；使夯管机反向运行，退回到原来的工作坑中。

其中，所述步骤4与步骤5之间包括：

步骤a、如果更换的地下管路的较长需要多跟替换管时，在当前替换管被推入后将另一个跟替换管在工作坑内焊接到前一替换管尾部。

本发明实施例具有以下优点：

本发明整个过程是在一坑一井条件下，巧妙的利用了已有井替代接收坑。这样可以减少开挖量，从而提高工作效率并节省了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的裂管头的剖视结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视结构示意图；

图4为本发明实施例的裂管头连接夯管机的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例的裂管头连接替换管的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例的裂管头使用时的剖视结构示意图；

附图标记说明：

1：滑轮组；

2：卷扬机；

3：空气压缩机；

4：工作坑；

5：接收井；

6：前转换接头；

7：销子；

8：胀刀；

9：后转换接头；

10：六角螺钉；

11：夯管机；

12：支撑环；

13：替换管；

14：螺栓；

15：调节器；

16：裂管头；

17：定位销。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明第一实施例提出了一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其结构如图2～图6所示的，包括裂管头16，该裂管头16设有锥形头部和一个用于连接替换管13的尾部，且具有一个通孔；该通孔中线与所述锥形头部中线重合，前部柱状通孔用于安装前转换接头6，尾部锥形通孔用于连接夯管机11。

如图4所示的，该前转换接头6插入该开口内，并通过连接销7与该调节器15的一端连接；且该调节器15的另一端连接后转换接头9。参考图1所示的。

如图4所示的，该后转换接头9通过连接件14连接替换管13和夯管机11。具体的连接方式可以如图4所示的，该裂管头16的通孔在尾部形成一与夯管机11外径相适配的开口，以使夯管机11套接在该裂管头16内。且如图5所示的，该裂管头16的外径与替换管13相适配以使该替换管13套接在该裂管头16的尾部。如图3、图5所示的，该替换管13通过六角螺钉10和定位销17与裂管头16固定。如图6所示的，该替换管13上套接有支撑环12以在推进时支撑所述替换管13。

如图2、图3、图4所示的，该裂管头16设有锥形头部外表面设有胀刀8；所述胀刀8形成的裂管头16的外径大于旧管的内径以在推进时胀破旧管。

实施例2：

本发明第二实施例提出了一种非开挖气动裂管修复地下管道的系统，其结构如图1所示的，包括如前述第一实施例所述的裂管头16，以及开挖的工作坑4。本发明实施例中可以应用已有井5和工作坑4。其中，由于现有的地下管道都已经设有井，例如下水管路的污水井等。本发明利用已有井5与重新开挖的工作坑4配合一起来进行工作。当然，也可以重新开挖一个已有井5来配合工作坑4工作，本发明并不对此做出限定。

为了使第一实施例的装置工作，该工作坑4的长度应该至少大于该替换管13的长度，以保证替换管13能够与旧管平行的方向进入该工作坑4。

如图1所示的，在已有井5处设有滑轮组1和卷扬机2，以通过牵引绳牵引该裂管头16的前转换接头6。该滑轮组1包括设置在井口的定滑轮和设置在井内与旧管齐平的定滑轮。

如图1所示的，该工作坑4外还设有空气压缩机3以驱动该夯管机11。

在工作时，先将一条导引的牵引绳一端穿过旧管达到已有井5，并穿过滑轮组1连接到卷扬机2上；而牵引绳另一端固定在该裂管头16的前转换接头6上；将夯管机11和替换管13分别固定在裂管头16的尾部。然后通过卷扬机2和空气压缩机3驱动该裂管头16带动替换管13前进。由于裂管头16的锥形头部外表面胀刀8的作用；、所述胀刀8形成的裂管头16的外径大于旧管的内径以在推进时胀破旧管，并使旧管碎片随着裂管头16的推进被推入周围泥土中。当一根替换管13都被推入后，可以根据需要增加替换管，并在工作坑4内焊接到前一替换管13尾部。

当裂管头16到达已有井5后，可以先将夯管机从裂管头脱离、再将裂管头与替换管分离，并将裂管头16从已有井5中取出。然后使夯管机11反向运行，退回到原来的工作坑中。

实施例3

本发明第三实施例提出了一种利用前述的非开挖气动裂管修复地下管道的装置和系统进行非开挖气动裂管修复地下管道的方法，包括：

步骤1、开挖工作坑4，并对工作坑4进行支护；在已有井5固定好滑轮组1：

步骤2、对排水管道进行疏通，并确定排水管是否发生阻塞，如果是则采用钻机进行清管，并通过钻机将牵引绳引入工作坑4；如果否则直接用引绳器实现牵引绳铺设；

步骤3、将裂管头16在工作坑4内与前转换接头6连接好，并与替换管13和夯管机11连接；具体连接方式可见第一实施例所述，在此不再赘述；

步骤4、开启卷扬机2和空气压缩机3；卷扬机2的牵引绳可以起到导向作用，而空气压缩机3驱动该裂管头16前进以破碎旧管；

步骤5、当裂管头16到达已有井5时，先将夯管机从裂管头脱离、再将裂管头与替换管分离，并将裂管头从已有井中取出；使夯管机反向运行，退回到原来的工作坑中。

其中，如果更换的地下管路的较长，需要多跟替换管时，可以在当前替换管被推入后，将另一个跟替换管在工作坑4内焊接到前一替换管尾部，以此类推。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其特征在于，包括裂管头，该裂管头设有锥形头部和一个用于连接替换管的尾部，且具有一个通孔；该通孔中线与所述锥形头部中线重合，前部柱状通孔用于安装前转换接头，尾部锥形通孔用于连接夯管机；该裂管头设有锥形头部，其外表面设有胀刀；所述胀刀对应位置的裂管头的外径大于旧管的内径以在推进时胀破旧管。

2.根据权利要求1所述的非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其特征在于，前转换接头插入锥形头部的一端的开口内，并通过连接销与该调节器的一端连接；且该调节器的另一端连接后转换接头；后转换接头通过连接件连接夯管机。

3.根据权利要求2所述的非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其特征在于，裂管头的通孔在尾部形成一与夯管机外径相适配的开口，以使夯管机套接在该裂管头内；裂管头的外径与替换管相适配以使该替换管套接在该裂管头的尾部。

4.根据权利要求所述3的非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其特征在于，该替换管通过六角螺钉和定位销与裂管头固定。

5.根据权利要求4所述的非开挖气动裂管修复地下管道的装置，其特征在于，该替换管内套接有支撑环以在推进时支撑所述夯管机。

6.一种应用如权利要求1-5任一项所述的装置的非开挖气动裂管修复地下管道的系统，其特征在于，还包括：已有井和工作坑；在已有井处设有滑轮组和卷扬机，以通过牵引绳牵引该裂管头的前转换接头；工作坑外还设有空气压缩机以驱动该夯管机。

7.根据权利要求6所述的非开挖气动裂管修复地下管道的系统，其特征在于，该滑轮组包括设置在井口的第一定滑轮和设置在井内与旧管齐平的第二定滑轮。

8.根据权利要求6或7所述的非开挖气动裂管修复地下管道的系统，其特征在于，该工作坑的长度应该至少大于该替换管的长度，以保证替换管能够与旧管平行的方向进入该工作坑。

9.一种应用前述非开挖气动裂管修复地下管道的系统进行非开挖气动裂管修复地下管道的方法，其特征在于，包括：

步骤1、开挖工作坑；在已有井固定好滑轮组；

步骤2、对排水管道进行疏通，并确定排水管是否发生阻塞，如果是则采用钻机进行清管，并通过钻机将牵引绳引入工作坑；如果否则直接用引绳器实现牵引绳铺设；

步骤3、将裂管头在工作坑内通过前转换接头连接好，并与替换管和夯管机连接；具体连接方式可见第一实施例所述，在此不再赘述；

步骤4、开启卷扬机和空气压缩机；卷扬机的牵引绳可以起到导向作用，而空气压缩机驱动该裂管头前进以破碎旧管；

步骤5、当裂管头到达已有井时，将夯管机和替换管分别从裂管头上拆除，并将裂管头从已有井中取出；使夯管机反向运行，退回到原来的工作坑中。

10.根据权利要求所述的非开挖气动裂管修复地下管道的方法，其特征在于，所述步骤4与步骤5之间包括：

步骤a、如果更换的地下管路的较长需要多根替换管时，在当前替换管被推入后将另一个跟替换管在工作坑内焊接到前一替换管尾部。

Images