CN107166132B - 一种非开挖式管道修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非开挖式管道修复方法，涉及给排水施工技术领域，包括以下步骤，利用第一施工井内的液压推拉装置将一系列杆节推进管道内，直至杆节到达第二施工井内；在第二施工井内，将牵引弹头与第一节杆节连接，牵引弹头后端的轴向杆件贯穿修复管后与分离机构相连，将修复管卡在牵引弹头与分离机构之间，与分离机构相连的牵引元件与钢丝绳回收器相连，钢丝绳回收器固定在第二施工井内；通过CCTV检测仪能够精确定位管道坍塌位并监测施工状态；用液压推拉装置逐节拉回杆节，直到修复管到达坍塌位，通过钢丝绳回收器回收牵引元件，利用液压推拉装置逐节拉回杆节回收牵引弹头，管道修复完毕。本发明施工简单、工期短、进度快、安全系数高。

Description

一种非开挖式管道修复方法

技术领域

本发明涉及给排水施工技术领域，尤其涉及一种非开挖式管道修复方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市建设规模越来越大，由于老旧管道的老化、年久失修，许多地下的排水管道及电力管道等市政管道都存在变形、错口、脱节等不同的损坏现象，需要将原有坍塌管道修复后再延伸铺设。通常，针对管道坍塌的修复方法有三种：第一种：化学注浆土体固化机器人切割替换管道修复，这种技术只适用于大口径管道修复，因需要注浆土体固化，需要开挖、注浆、固化等工艺，施工费时费力。

第二种：管道坍塌钢圈处理修复，需要人工进入管道内，用钢板剪折弯、钻孔、焊接螺母、管内拼装。这种技术只适用于大口径管道修复，人工在管内作业，施工安全隐患严重。

第三种：静态裂管整段修复法：管道部分坍塌后，需要整段破裂，其原理是：以待更换的既有管道为导向，用专用裂管器将既有管道切开，挤碎达到扩径效果，拖回或顶入一根同等直径或比原管直径大一二节的管节，将数节管现场连接形成新的管道以替换原管。此方法需要换整段管道，费时费力费材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非开挖式管道修复方法，具有操作方便、施工安全系数高、施工进度快的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种非开挖式管道修复方法，包括以下步骤，

（一）安装液压推拉装置：在管道坍塌位一侧的第一施工井内安装液压推拉装置；

（二）推送杆节：在第一节杆节的端部安装钻头、底部安装推杆车，将第一节杆节尾部与液压推拉装置相连后，利用液压推拉装置将其推进管道内，并将第二杆节的头部与第一节杆节的尾部连接固定，利用液压推拉装置逐节将一系列杆节推送至管道内，并直至杆节到达第二施工井内，将钻头取下；

（三）安装牵引式管道修复器：在第二施工井内，先放入牵引弹头，牵引弹头的头部连接第一节杆节，用液压推拉装置拉回一节杆节，此时牵引弹头进到管道内，在第二施工井留出的空间进行如下操作：

将牵引弹头后端连接轴向杆件，修复管贯穿轴向杆件后与分离机构相连，将修复管卡在牵引弹头与分离机构之间，与分离机构相连的牵引元件与钢丝绳回收器相连，将钢丝绳回收器固定在第二施工井内；

（四）修复管道坍塌位：在第一施工井内，放入CCTV检测仪，用于坍塌位的位置定位和施工状态监测；用液压推拉装置逐节拉回杆节，直到修复管到达坍塌位，回收CCTV检测仪；

（五）回收分离机构及牵引弹头：拉动牵引元件，使分离机构与轴向杆件分离，将修复管与牵引弹头、分离机构分离，使修复管停留在管道的坍塌位，通过钢丝绳回收器回收牵引元件，利用液压推拉装置逐节拉回杆节回收牵引弹头，管道修复完毕。

优选的，所述液压推拉装置包括承重支架和液压推拉器，所述承重支架底部能够固定在第一施工井内，液压推拉器设置在承重支架上、且其前端活塞杆能够与杆节端部活动连接。

优选的，所述液压推拉器主体为圆柱状，所述承重支架包括支架本体、支撑杆和液压器卡紧件，所述支架本体底部能够通过螺栓固定在第一施工井内，所述支架本体后部设有与液压推拉器主体配合的定位槽、前部设有与杆节外圆配合的导向槽，所述液压器卡紧件为圆弧状、且其两端能够与定位槽两侧连接，能够将液压推拉器固定在支架本体上。

优选的，所述支架本体四角部位设有四个井壁柱，相邻两个井壁柱之间设有支撑杆，两个支撑杆对称设置在定位槽两侧、且沿支架本体长度方向设置。

进一步的，所述液压推拉器前端两侧水平对称设有支撑柱，所述支架本体两侧对称设有与支撑柱配合的圆弧槽，所述圆弧槽设置在定位槽两侧、且设置在液压器卡紧件与后端的两个井壁柱之间，所述支撑杆设置在圆弧槽上方。

优选的，所述轴向杆节包括依次相连的牵引杆和分离杆，所述牵引杆贯穿固定片后与牵引弹头后端相连，所述固定片外径与牵引弹头的壳体内径一致，所述分离杆后端设有与分离机构配合的卡槽。

优选的，所述分离机构包括分离本体和分离开关，所述分离本体包括端盖和管体，呈N字形的分离开关设置在管体上，所述牵引元件包括钢丝绳和开关绳，所述管体末端与钢丝绳相连，所述分离开关包括卡接部、铰接部和牵引部，前端卡接部能够贯穿管体上的过孔与分离杆卡槽配合，所述铰接部铰接在管体上，所述牵引部与开关绳相连，所述管体末端设有导向孔，所述开关绳贯穿导向孔设置，所述卡接部与铰接部的交界处通过弹簧与管体相连；所述开关绳及钢丝绳另一端与钢丝绳回收器相连。

优选的，所述牵引弹头后端设有与修复管配合的环形台，所述端盖前端设有与修复管内孔配合的环形台阶。

优选的，所述牵引弹头包括中空壳体和连接杆，所述连接杆前端贯穿壳体设置、且能够与杆节螺纹连接，所述连接杆另一端与牵引杆螺纹连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过液压推拉装置将一系列杆节推送至管道内，底部装有推杆车的杆节端部安装钻头能够顺利到达第二施工井内，杆节在第二施工井内与牵引弹头连接后，再利用液压推拉装置将修复管拉至管道坍塌位，通过分离机构将牵引弹头与修复管分离，通过CCTV检测仪能够精确定位管道坍塌位及施工状态监测，从而实现管道的精确修复。本发明具有施工简单易操作、安全系数高的优点，操作人员只需在待修复管道的两端施工井内操作，即可轻松完成管道坍塌位的修复，施工工期短、进度快、安全无隐患。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明中液压推拉装置的结构示意图；

图2是本发明中牵引式管道修复器的结构示意图；

图3是图2中分离机构的结构示意图；

图4是本发明的施工状态图一；

图5是本发明的施工状态图二；

图6是本发明的施工状态图三；

图7是本发明的施工状态图四；

图中：00-管道，01-坍塌位，1-牵引弹头，2-牵引杆，3-修复管，4-杆节，5-端盖，6-液压推拉装置，7-分离杆，8-卡槽，9-分离本体，10-分离开关，11-管体，12-环形台阶，13-钢丝绳，14-开关绳，15-弹簧，16-固定片，17-环形台，18-第一施工井，19-第二施工井，20-导向孔，21-连接杆，22-壳体；23-承重支架，24-液压推拉器，25-支架本体，26-支撑杆，27-定位槽，28-导向槽，29-井壁柱，30-圆弧槽，31-支撑柱，32-螺栓安装孔，33-液压器卡紧件；34-钻头，35推杆车，36-钢丝绳回收器；101-卡接部，102-铰接部，103-牵引部。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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做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。

本发明提供的一种非开挖式管道修复方法，包括以下步骤，

（一）安装液压推拉装置：在管道00坍塌位01一侧的第一施工井18内安装液压推拉装置6；

参见图1，所述液压推拉装置6包括承重支架23和液压推拉器24，所述承重支架23底部能够固定在第一施工井18内，液压推拉器24设置在承重支架23上、且其前端活塞杆能够与杆节4端部活动连接。

其中，所述液压推拉器24主体为圆柱状，所述承重支架23包括支架本体25、支撑杆26和液压器卡紧件33，所述支架本体25底部能够通过螺栓固定在第一施工井18内，所述支架本体25后部设有与液压推拉器24主体配合的定位槽27、前部设有与杆节4外圆配合的导向槽28，所述液压器卡紧件33为圆弧状、且其两端能够与定位槽27两侧连接，能够将液压推拉器24固定在支架本体25上。通过液压器卡紧件将液压推拉器固定在支架本体的定位槽内，前部导向槽对准第一施工井另一侧的管道内，将杆节与液压推拉器安装固定后，可将杆节逐节推送至管道内。

为了实现支架本体的牢固定位，所述支架本体25四角部位设有四个井壁柱29，相邻两个井壁柱29之间设有支撑杆26，两个支撑杆26对称设置在定位槽27两侧、且沿支架本体25长度方向设置；利用四个井壁柱顶住施工井两侧的管道内壁，使承重支架牢固固定在第一施工井内。

为了增强支架本体轴向力的强度，所述液压推拉器24前端两侧水平对称设有支撑柱31，所述支架本体25两侧对称设有与支撑柱31配合的圆弧槽30，所述圆弧槽30设置在定位槽27两侧、且设置在液压器卡紧件33与后端的两个井壁柱29之间，所述支撑杆26设置在圆弧槽30上方，通过液压器卡紧件将液压推拉器固定在支架本体上，并通过支撑柱压住液压推拉器。

（二）推送杆节4：参见图4，在第一节杆节的端部安装钻头34，使其能够顺利通过管道内坍塌位处的淤泥等障碍物，并在其底部安装推杆车35，使钻头在管道内顺利穿行，将第一节杆节尾部与液压推拉装置6相连后，利用液压推拉装置6的液压推拉器24将第一节杆节推进管道00内，并将第二杆节的头部与第一节杆节的尾部连接固定，利用液压推拉装置6逐节将一系列杆节4推送至管道内，并直至第一节杆节到达第二施工井19内，将钻头取下。当串联的杆节的总长度达到一定长度时，为了避免其中部下坠弯曲，可在串联杆节的中部设置支撑小车，使杆节在运行过程中尽量保持水平状态。

（三）安装牵引式管道修复器：在第二施工井19内，先放入牵引弹头1，牵引弹头1的头部连接第一节杆节4，用液压推拉装置6拉回一节杆节，此时牵引弹头1进到管道00内，在第二施工井19留出的空间进行如下操作：

参见图2、3、5，将牵引弹头1后端连接轴向杆件，修复管3贯穿轴向杆件后与分离机构相连，将修复管3卡在牵引弹头与分离机构之间，与分离机构相连的牵引元件与钢丝绳回收器36相连，将钢丝绳回收器固定在第二施工井内；

其中，所述轴向杆节包括依次相连的牵引杆2和分离杆7，将牵引杆2贯穿固定片16后与牵引弹头1后端螺接，通过固定片外径与牵引弹头1的壳体22内径配合，能够增强连接杆、牵引杆、分离杆的轴向承力和不使其受力变形；利用分离杆7后端设置的与分离机构配合的卡槽8可将修复管卡在牵引弹头与分离机构之间，分离机构脱离分离杆的卡槽，即可实现修复管与牵引弹头、端盖的分离，可将修复管置于坍塌位的管道内。

所述分离机构包括分离本体9和分离开关10，所述分离本体9包括端盖5和管体11，两个呈N字形的分离开关10对称设置在管体11上，所述牵引元件包括钢丝绳13和开关绳14，所述分离开关包括卡接部101、铰接部102和牵引部103，前端卡接部101能够贯穿管体11上的过孔与分离杆7的卡槽8配合，所述铰接部102铰接在管体11上，在牵引部103尾部安装开关绳14，并将开关绳穿过管体11末端的导向孔20，在管体末端安装钢丝绳，开关绳及钢丝绳的另一端均与第二施工井内的钢丝绳回收器36相连；在卡接部与铰接部的交界处安装弹簧15与管体相连。卡接部在弹簧作用下能够穿过管体上的过孔与分离杆末端卡槽配合，牵引部在开关绳的拉拽作用下能够绕铰接部旋转，带动卡接部上翘，使卡接部脱离分离杆的卡槽。

为了将修复管稳妥地卡紧在牵引弹头与端盖之间，所述牵引弹头1后端设有与修复管3配合的环形台17，所述端盖5前端设有与修复管3内孔配合的环形台阶12。

另外，所述牵引弹头1包括中空壳体22和连接杆21，所述连接杆21前端贯穿壳体22设置、且能够与杆节4螺纹连接，所述连接杆21另一端与牵引杆2螺纹连接。这种结构可减轻牵引弹头的整体重量，方便牵引。

（四）修复管道坍塌位：在第一施工井内，放入CCTV检测仪，用于坍塌位的位置定位和施工状态监测；参见图6，用液压推拉器逐节拉回杆节，直到修复管到达坍塌位，回收CCTV检测仪；

（五）回收分离机构及牵引弹头：参见图7，拉动开关绳使分离开关与分离杆的卡槽分离，将修复管与牵引弹头、分离杆分离，使修复管停留在管道的坍塌位，通过钢丝绳回收器回收牵引元件，驱动液压推拉器逐节拉回杆节回收牵引弹头，管道修复完毕。

综上所述，本发明具有施工简单易操作、安全系数高的优点，通过液压推拉器将一系列杆节推送至管道内，底部装有推杆车的杆节端部安装钻头能够顺利到达第二施工井内，杆节在第二施工井内与牵引弹头连接后，再利用液压推拉器将修复管拉至管道坍塌位，同时通过CCTV检测仪能够精确定位管道坍塌位及施工状态监测，从而实现管道的精确修复；通过拉拽开关绳使分离开关与法分离杆脱开，将牵引弹头与修复管分离，利用液压推拉器回收牵引弹头，利用钢丝绳回收器回收分离开关。利用本发明修复管道坍塌位，操作人员只需在待修复管道的两端施工井内操作，即可轻松完成管道坍塌位的修复，施工工期短、进度快、安全无隐患。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (9)

1.一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，包括以下步骤，

（一）安装液压推拉装置：在管道坍塌位一侧的第一施工井内安装液压推拉装置；

（二）推送杆节：在第一节杆节的端部安装钻头、底部安装推杆车，将第一节杆节尾部与液压推拉装置相连后，利用液压推拉装置将其推进管道内，并将第二杆节的头部与第一节杆节的尾部连接固定，利用液压推拉装置逐节将一系列杆节推送至管道内，并直至杆节到达第二施工井内，将钻头取下；

（三）安装牵引式管道修复器：在第二施工井内，先放入牵引弹头，牵引弹头的头部连接第一节杆节，用液压推拉装置拉回一节杆节，此时牵引弹头进到管道内，在第二施工井留出的空间进行如下操作：

将牵引弹头后端连接轴向杆件，修复管贯穿轴向杆件后与分离机构相连，将修复管卡在牵引弹头与分离机构之间，与分离机构相连的牵引元件与钢丝绳回收器相连，将钢丝绳回收器固定在第二施工井内；

（四）修复管道坍塌位：在第一施工井内，放入CCTV检测仪，用于坍塌位的位置定位和施工状态监测；用液压推拉装置逐节拉回杆节，直到修复管到达坍塌位，回收CCTV检测仪；

（五）回收分离机构及牵引弹头：拉动牵引元件，使分离机构与轴向杆件分离，将修复管与牵引弹头、分离机构分离，使修复管停留在管道的坍塌位，通过钢丝绳回收器回收牵引元件，利用液压推拉装置逐节拉回杆节回收牵引弹头，管道修复完毕。

2.根据权利要求1所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述液压推拉装置包括承重支架和液压推拉器，所述承重支架底部能够固定在第一施工井内，液压推拉器设置在承重支架上、且其前端活塞杆能够与杆节端部活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述液压推拉器主体为圆柱状，所述承重支架包括支架本体、支撑杆和液压器卡紧件，所述支架本体底部能够通过螺栓固定在第一施工井内，所述支架本体后部设有与液压推拉器主体配合的定位槽、前部设有与杆节外圆配合的导向槽，所述液压器卡紧件为圆弧状、且其两端能够与定位槽两侧连接，能够将液压推拉器固定在支架本体上。

4.根据权利要求3所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述支架本体四角部位设有四个井壁柱，相邻两个井壁柱之间设有支撑杆，两个支撑杆对称设置在定位槽两侧、且沿支架本体长度方向设置。

5.根据权利要求4所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述液压推拉器前端两侧水平对称设有支撑柱，所述支架本体两侧对称设有与支撑柱配合的圆弧槽，所述圆弧槽设置在定位槽两侧、且设置在液压器卡紧件与后端的两个井壁柱之间，所述支撑杆设置在圆弧槽上方。

6.根据权利要求1所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述轴向杆件包括依次相连的牵引杆和分离杆，所述牵引杆贯穿固定片后与牵引弹头后端相连，所述固定片外径与牵引弹头的壳体内径一致，所述分离杆后端设有与分离机构配合的卡槽。

7.根据权利要求6所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述分离机构包括分离本体和分离开关，所述分离本体包括端盖和管体，呈N字形的分离开关设置在管体上，所述牵引元件包括钢丝绳和开关绳，所述管体末端与钢丝绳相连，所述分离开关包括卡接部、铰接部和牵引部，卡接部的前端能够贯穿管体上的过孔与分离杆卡槽配合，所述铰接部铰接在管体上，所述牵引部与开关绳相连，所述管体末端设有导向孔，所述开关绳贯穿导向孔设置，所述卡接部与铰接部的交界处通过弹簧与管体相连；所述开关绳及钢丝绳另一端与钢丝绳回收器相连。

8.根据权利要求7所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述牵引弹头后端设有与修复管配合的环形台，所述端盖前端设有与修复管内孔配合的环形台阶。

9.根据权利要求6所述的一种非开挖式管道修复方法，其特征在于，所述牵引弹头包括中空壳体和连接杆，所述连接杆前端贯穿壳体设置、且能够与杆节螺纹连接，所述连接杆另一端与牵引杆螺纹连接。