CN106247010B - 一种非开挖可过弯管道更新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：包括如下步骤：1).在需修复的地下旧管道或涵洞内设置一条螺旋状新管道，该螺旋状新管道是利用可过弯带状型材经跟随式螺旋缠绕机缠绕成螺旋状的；2).在地下旧管道和螺旋状新管道之间灌注灰浆。本发明结构设计科学合理，能够在非开挖情况下对管道进行长距离修复，同时可实现过弯管道成型。

Description

一种非开挖可过弯管道更新方法

技术领域

本发明属于管道更新修复方法，特别涉及一种非开挖可过弯管道更新方法。

背景技术

城市排水管道被称为城市的“地下生命线”，肩负着城市排污、排涝的重要任务。我国城市建设规模不断扩大，排水管道的维护和修复工程越发受到重视。传统的管道修复方法是采用开挖方式更换新管道，这造成工程量巨大，耗费也较大，且无法在短期完成工程，更会导致交通堵塞、环境污染等，这些都是现代城市建设难以承受的。

非开挖修复技术是一种利用非开挖或者微开挖技术，对损坏的地下管道进行局部或整体修复的工程技术。其相对于传统的开挖换新管的技术，具有不影响交通，减少环境污染，施工时间短，施工人员少，安全性高，综合成本低等巨大优势。非开挖修复技术的引用，大大提高了城市地下管线更新换代的可能性。

国内现在较为成熟的非开挖修复方法主要有软衬法、穿插法、碎管法、缩径内衬法、螺旋缠绕法、管片拼装法及一些局部修复方法。对于螺旋缠绕法，目前，我国在圆形管道上有自主研发的缠绕装置以及注浆装置。

管道、涵洞在多年运行后，由于不均匀沉降或外力破坏等原因造成管接口脱落，从而形成一定的弯度。现有的管道非开挖修复方法，只能在原有管道内缠绕形成直管，不能实现随弯过弯，因此只能牺牲内径作为代价，造成修复后管道不满足原有的设计及使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够在非开挖情况下对管道进行长距离修复，同时可实现过弯管道成型的一种非开挖可过弯管道更新方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：包括如下步骤：

1).在需修复的地下旧管道或涵洞内设置一条螺旋状新管道，该螺旋状新管道是利用可过弯带状型材经跟随式螺旋缠绕机缠绕成螺旋状的；

2).在地下旧管道和螺旋状新管道之间灌注灰浆。

所述的可过弯带状型材由型材本体、锁扣卡槽、锁扣卡头、加强肋筋及上凸完全部构成，在型材本体宽度方向的一端制有锁扣卡槽，在型材本体宽度方向的另一端制有锁扣卡头，在型材本体的中部制有加强肋筋，在型材本体中部制有上凸弯曲部。

所述的锁扣卡槽为两道并排的锁扣卡槽，所述的锁扣卡头也为相应的两道锁扣卡头。

所述的跟随式螺旋缠绕机为无导轨的跟随式缠绕机，该无导轨的跟随式缠绕机的结构为：包括辊子链环及驱动组件，辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊、链节、链节调整架构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，该两链节下部铰装链节链节调整架，链节调整架可调整两侧对称链节之间形成的角度；辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊单元与末尾端链辊单元之间相互错开一定角度，在起始端链辊上安装驱动组件，该驱动组件包括液压马达、减速机构、压轮单元，减速机构的一侧与链轮单元的链节进行固定，减速机构上部安装与链辊平行的压轮单元，减速机构另一侧安装液压马达，液压马达通过减速机构驱动压轮单元运行。

所述的链节调整架由中间铰装的两个调节连板、调节螺钉、螺母轴构成，两个调节连板的上端通过上部转轴分别与链辊两侧的链节的内侧壁进行铰装连接，在调节连板的底端对称制有轴套，在该轴套内穿装所述螺母轴，在两个调节连板底部的螺母轴内穿装所述调节螺钉，通过调节螺钉调整调节连板张角，进而调整链辊两侧链节的张角。

所述的跟随式螺旋缠绕机为带导轨的跟随式缠绕机，该带导轨的跟随式缠绕机的结构为：包括支撑导轨、辊子链环及驱动组件，辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊、链节、导轮及导轮架构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，该两链节下部铰装导轮架，导轮架底部安装导轮；辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊单元与末尾端链辊单元之间相互错开一定角度，辊子链环绕所述支撑导轨外部；在起始端链辊上安装驱动组件，该驱动组件包括液压马达、减速机构、压轮单元，减速机构的一侧与链轮单元的链节进行固定，减速机构上部安装与链辊平行的压轮单元，减速机构另一侧安装液压马达，液压马达通过减速机构驱动压轮单元运行。

所述的支撑导轨为圆形、马蹄形、三角形或矩形。

所述的驱动组件的压轮单元包括压轮架、压轮轴、两组滚花压轮、压轮轴齿轮，压轮架上安装压轮轴，压轮轴平行于链辊设置，压轮轴的一端固装压轮轴齿轮，所述减速机构的输出齿轮啮合所述压轮轴齿轮，驱动压轮轴转动。

所述的压轮架的一端安装有主动支撑轮，该主动支撑轮由所述减速机构的输出轴端所安装的小齿轮进行链传动；压轮架的另一端安装辅助支撑轮，主动支撑轮及辅助支撑轮的外缘高于滚花压轮的外缘。

在所述辊子链环中的一个或多个链辊单元的链节侧面转动安装导向轮。

本发明的优点和有益效果为：

1、本非开挖可过弯管道更新方法，采用可过弯带状型材与跟随式缠绕装置进行施工，其驱动组件可通过压轮单元将带状型材绕辊子链环螺旋成型为塑料管道，塑料带状型材在驱动组件带动下，螺旋缠绕形成新管，并不断加长沿涵洞前进，设备整体跟随式螺旋前进，实现非开挖管道更新修复；突破了原有的型材缠绕后只能沿一条轴线前进，当管道的弯度不超过直径的1/8时，可以实现过弯后继续缠绕。

2、本非开挖可过弯管道更新方法，采用可过弯带状型材，由于型材中部制有上凸的弯曲部，缠绕后的螺旋新管道具有一定的变形量，从而满足缠绕成型过程中的过弯要求。

3、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机，所采用的辊子链环，是由多个链辊单元连接而成，每个链辊单元都具有一链节调整架，从而实现对链节角度的调整，整套可通过调整链辊单元数量的增减及张开角度，最终实现对辊子链环直径的调整，一台设备即可完成多种不同涵洞直径更新修复的施工要求，大幅降低施工设备成本，提高施工的适应性及便利性。

4、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机的链节调整架由调节连板、调节螺钉、螺母轴构成，通过调节螺钉，调整调节连板的张开角度，从而调整链节的张开角度，调整好后，通过调节连板上端的转轴及中间转轴及底部调节螺钉进行锁定，实现角度固定，再将链辊单元逐个按照一定螺旋角度进行组装，使其对缠绕成型的条带起到完整的支撑及导向作用。

5、本非开挖可过弯管道更新方法，其带导轨的跟随式缠绕机通过支撑导轨实现外部辊子链环的运行轨迹，使带状型材按照支撑导轨的形状进行螺旋缠绕，可实现异形截面形状的涵洞、管道的修复，支撑导轨为圆环形或者马蹄形或者三角形或者矩形。

6、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机以及带导轨的跟随式缠绕机，均通过驱动组件上的两组滚花压轮，分别对进入缠绕圈的带状型材及上一圈的带状型材上的导向槽进行压合，驱使带状型材实现缠绕同时相互压合，形成螺旋缠绕管道。

7、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机以及带导轨的跟随式缠绕机，均通过压轮架的一端安装有主动支撑轮，另一端安装辅助支撑轮，主动支撑轮及辅助支撑轮的外缘高于滚花压轮的外缘，当旋转到涵洞底面时，主动支撑轮和辅助支撑轮一同起到支撑缠绕机构重量的作用。

8、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机以及带导轨的跟随式缠绕机，均通过压轮架一侧与减速机构的箱体通过销轴连接，另一侧通过锁定机构与箱体进行连接，压轮架可向上抬起，供预装型材。

9、本非开挖可过弯管道更新方法，其无导轨的跟随式缠绕机以及带导轨的跟随式缠绕机，均通过在辊子链环中的一个或多个链辊单元的链节侧面转动安装导向轮，导向轮所在的圆周方向直径略大于链辊所在圆周方向直径，在缠绕过程中，导向轮可保持行进方向，避免由于过弯时，涵洞或管道内壁对设备的冲撞。

10、本发明结构设计科学合理，能够在非开挖情况下对管道进行长距离修复，同时可实现过弯管道成型。

附图说明

图1为本发明所采用的可过弯带状型材的截面示意图；

图2为本发明所采用的无导轨的跟随式缠绕机结构示意图；

图3为本发明所采用的无导轨的跟随式缠绕机的工作示意图；

图4为本发明所采用的无导轨的跟随式缠绕机的链辊单元的结构示意图；

图5为本发明所采用的无导轨的跟随式缠绕机的驱动组件的结构示意图。

图6为本发明所采用的带导轨的跟随式缠绕机结构示意图；

图7为本发明的带导轨的跟随式缠绕机的链辊单元的结构示意图；

图8为圆形过弯后管道示意图；

图9为三角形过弯后管道示意图；

图10为马蹄形过弯后管道示意图。

附图标记说明

1-辊子链环、2-驱动组件、3-导向轮、4-带状型材、5-链辊、6-链节、7-调节连板、8-螺母轴、9-调节螺钉、10-中间转轴、11-轴套、12-上部转轴、13-主动支撑轮、14-压轮轴齿轮、15-压轮轴、16-滚花压轮、17-压轮架、18-辅助支撑轮、19-减速机构、20-翻转销轴、21-小齿轮、22-液压马达、23-起始端链辊、24-末尾端链辊、25-锁扣卡槽、26-水平连接部、27-加强肋筋、28-型材本体、29-弯曲部、30-导向槽、31-锁扣卡头、32-支撑导轨、33-带导轮的辊子链环、34-导轮架、35-导轮轴、36-导轮。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种非开挖可过弯管道更新方法，其包括如下步骤：

1).在需修复的地下旧管道或涵洞内设置一条螺旋状新管道，该螺旋状新管道是利用可过弯带状型材4经跟随式螺旋缠绕机缠绕成螺旋状的；

2).在地下旧管道和螺旋状新管道之间灌注灰浆。

如图1中所示，可过弯带状型材由型材本体28、锁扣卡槽25、锁扣卡头31及加强肋筋27、弯曲部29构成，在型材本体宽度方向的一端制有上凸的锁扣卡槽，在型材本体宽度方向的另一端制有上凸的锁扣卡头，在型材本体的中部制有上凸的加强肋筋。锁扣卡槽为两道并排的锁扣卡槽，锁扣卡头也为相应并排的两道锁扣卡头。锁扣卡槽为人字形锁扣卡槽，并在人字形锁扣卡槽的顶端部制有水平连接部26，供过弯时提供型材的变形量。加强肋筋为间隔的两道，在型材本体中部制有上凸弯曲部，供过弯时提供型材的变形量，该上凸弯曲部两侧与加强筋之间形成滚花压轮的导向槽30。

根据需要成型管道的直径大小而设定。在加强肋筋的上端部均制有支撑端面3。通过跟随式缠绕机可在地下管道或者涵洞内螺旋缠绕出DN800—DN2000不同口径的螺旋状新管道。

跟随式螺旋缠绕机为无导轨的跟随式缠绕机，如图2-5所示，其包括辊子链环1及驱动组件2，辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊5、链节6、链节调整架构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，该两链节下部铰装链节链节调整架，链节调整架由通过中间转轴10铰装的两个调节连板7、调节螺钉9、螺母轴8构成，两个调节连板的上端通过上部转轴12分别与链辊两侧的链节的内侧壁进行铰装连接，在调节连板的底端对称制有轴套11，在该轴套内穿装螺母轴，在两个调节连板底部的螺母轴内穿装所述调节螺钉，通过调节螺钉调整调节连板张角，进而调整链辊两侧链节的张角。链节调整架可调整两侧对称链节之间形成的角度，多个链辊单元的链节首尾固定，形成辊子链环。

辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊23与末尾端链辊24之间相互错开一定角度，在起始端链辊上方安装驱动组件。该驱动组件包括液压马达22、减速机构19、压轮单元，减速机构的一侧固装链轮单元的链节，减速机构上部安装压轮单元，减速机构另一侧安装液压马达，液压马达通过减速机构驱动压轮单元运行。

驱动组件的压轮单元包括压轮架17、压轮轴15、两组滚花压轮16、压轮轴齿轮14，压轮架上安装压轮轴，压轮轴平行于链辊设置，压轮轴的一端固装压轮轴齿轮，减速机构的输出齿轮啮合压轮轴齿轮，驱动压轮轴转动。

压轮架的一端安装有主动支撑轮13，该主动支撑轮由其转轴上的传动齿轮与减速机构输出轴端所安装的小齿轮21进行链传动；压轮架的另一端安装辅助支撑轮18，主动支撑轮及辅助支撑轮的外缘高于滚花压轮的外缘。压轮架一侧与减速机构的箱体通过翻转销轴20连接，另一侧通过锁定机构与箱体进行连接，压轮架可向上抬起，供预装型材。在辊子链环中的一个或多个链辊单元的链节侧面转动安装导向轮3。

实施例2

如图6、7所示。跟随式螺旋缠绕机可以为带导轨的跟随式缠绕机，该带导轨的跟随式缠绕机的结构为：包括支撑导轨32、带导轮的辊子链环33及驱动组件，带导轮的辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊5、链节6、导轮36及导轮架34构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，该两链节下部铰装导轮架，导轮架底部通过导轮轴35安装导轮。导轮架底部通过导轮轴对称安装两个导轮，该两个导轮的内侧滚动安装在所述导轨上，导轨为板式导轨，两个导轮外侧之间与板式导轨具有一定的框动量。由于辊子链环需要有一定的螺旋角度，因此每个链辊单元下部的导轮与板式导轨具有一定的框动量，以便于与板式导轨进行安装和调节。

带导轮的辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊单元与末尾端链辊单元之间相互错开一定角度，辊子链环绕支撑导轨外部。本实施例中给出了马蹄形的缠绕机的结构示意图。

在起始端链辊上安装驱动组件，结构与实施例1相同，参加上面说明及图5。

支撑导轨为圆形、马蹄形、三角形或矩形。带导轨的跟随式缠绕机通过支撑导轨实现外部辊子链环的运行轨迹，使带状型材按照支撑导轨的形状进行螺旋缠绕，可实现异形截面形状的涵洞、管道的修复。

如图8所示，可采用圆形的支撑导轨，即可成型圆形螺旋形新管道，且可过弯。

如图9所示，可采用三角形的支撑导轨，即可成型三角形螺旋形新管道，且可过弯。

如图10所示，可采用马蹄形的支撑导轨，即可成型马蹄形螺旋形新管道，且可过弯。

本发明的工作原理为：

将带状型材4压装于压轮架与链辊之间，滚花压轮嵌入带状型材的导向槽内。启动驱动组件，液压马达通过减速机构驱动压轮轴转动，进而通过滚花压轮的摩擦力，使带状型材螺旋缠绕，逐圈咬合形成螺旋管，并不断加长沿涵洞前进，设备整体跟随式螺旋前进，实现非开挖管道更新修复。当管道的弯度不超过直径的1/8时，可以实现过弯后继续缠绕。

本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：包括如下步骤：

1).在需修复的地下旧管道或涵洞内设置一条螺旋状新管道，该螺旋状新管道是利用可过弯带状型材经跟随式螺旋缠绕机缠绕成螺旋状的；

2).在地下旧管道和螺旋状新管道之间灌注灰浆；

所述的跟随式螺旋缠绕机为无导轨的跟随式缠绕机，该无导轨的跟随式缠绕机的结构为：包括辊子链环及驱动组件，辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊、链节、链节调整架构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，两链节下部铰装链节调整架，链节调整架可调整两侧对称链节之间形成的角度；辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊单元与末尾端链辊单元之间相互错开一定角度，在起始端链辊上安装驱动组件，该驱动组件包括液压马达、减速机构、压轮单元，减速机构的一侧与链辊单元的链节进行固定，减速机构上部安装与链辊平行的压轮单元，减速机构另一侧安装液压马达，液压马达通过减速机构驱动压轮单元运行；

所述的链节调整架由中间铰装的两个调节连板、调节螺钉、螺母轴构成，两个调节连板的上端通过上部转轴分别与链辊两侧的链节的内侧壁进行铰装连接，在调节连板的底端对称制有轴套，在该轴套内穿装所述螺母轴，在两个调节连板底部的螺母轴内穿装所述调节螺钉，通过调节螺钉调整调节连板张角，进而调整链辊两侧链节的张角。

2.根据权利要求1所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的可过弯带状型材由型材本体、锁扣卡槽、锁扣卡头、加强肋筋及上凸完全部构成，在型材本体宽度方向的一端制有锁扣卡槽，在型材本体宽度方向的另一端制有锁扣卡头，在型材本体的中部制有加强肋筋，在型材本体中部制有上凸弯曲部。

3.根据权利要求2所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的锁扣卡槽为两道并排的锁扣卡槽，所述的锁扣卡头也为相应的两道锁扣卡头。

4.根据权利要求1所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的跟随式螺旋缠绕机为带导轨的跟随式缠绕机，该带导轨的跟随式缠绕机的结构为：包括支撑导轨、辊子链环及驱动组件，辊子链环由多个链辊单元首尾相接形成环形，链辊单元主要由链辊、链节、导轮及导轮架构成，在链辊的径向两侧对称铰装链节，两链节下部铰装导轮架，导轮架底部安装导轮；辊子链环为具有一定螺旋角度的链环，起始端链辊单元与末尾端链辊单元之间相互错开一定角度，辊子链环绕所述支撑导轨外部；在起始端链辊上安装驱动组件，该驱动组件包括液压马达、减速机构、压轮单元，减速机构的一侧与链辊单元的链节进行固定，减速机构上部安装与链辊平行的压轮单元，减速机构另一侧安装液压马达，液压马达通过减速机构驱动压轮单元运行。

5.根据权利要求4所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的支撑导轨为圆形、马蹄形、三角形或矩形。

6.根据权利要求1或4所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的驱动组件的压轮单元包括压轮架、压轮轴、两组滚花压轮、压轮轴齿轮，压轮架上安装压轮轴，压轮轴平行于链辊设置，压轮轴的一端固装压轮轴齿轮，所述减速机构的输出齿轮啮合所述压轮轴齿轮，驱动压轮轴转动。

7.根据权利要求6所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：所述的压轮架的一端安装有主动支撑轮，该主动支撑轮由所述减速机构的输出轴端所安装的小齿轮进行链传动；压轮架的另一端安装辅助支撑轮，主动支撑轮及辅助支撑轮的外缘高于滚花压轮的外缘。

8.根据权利要求1或4所述的一种非开挖可过弯管道更新方法，其特征在于：在所述辊子链环中的一个或多个链辊单元的链节侧面转动安装导向轮。