CN111852493B - 一种管道更新掘进机及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道更新掘进机及其施工方法，包括掘进主机和保通循环系统，掘进主机的前部设有清渣保通装置，清渣保通装置穿过掘进主机与保通循环系统相连接。所述掘进主机包括盾体和破掘刀盘，盾体内设有主驱动，主驱动与破掘刀盘相连接，破掘刀盘与主驱动之间设有开挖舱，开挖舱上部设有进浆管，开挖舱下部连接有出渣系统。本发明清渣保通装置穿过掘进主机与保通循环系统相连接，掘进过程中先行于掘进主机的刀盘，对管道内的淤泥进行清淤，管道内的污水经保通循环系统向后流通，保证待更新管道内的流体介质在施工过程中的流通，使管道更新具备保通不截流能力，实现了管道破除与更新敷设的同步完成。
Description
技术领域
本发明涉及管道更新技术领域，特别是指一种管道更新掘进机及其施工方法。
背景技术
随着城市化水平的发展，城市老旧管网不仅面临着经年累月破损，也面临着原有管道直径太小，不能满足城市地下管道要求。因此，管道更新技术面临重大需求。
管线的修复更新技术主要分为明挖法和非开挖技术两大类。伴随城市的快速发展，明挖法已较难满足城市核心区的复杂要求。20世纪80年代，欧洲率先开展了对非开挖技术的相关研究，我国近些年逐步开展了该领域的研究。随着研究的进展，非开挖管线更新技术仍然局限于小直径的管道更新。且小管道的更新也会对管道线路的运营疏通造成中断，即使国外的最新专利技术（如申请号为JPA 2014185492、JPA 2015059417的专利技术方案），也必须对所更新区间进行截留并采用辅助旁通。加上地下管道内部环境复杂，常年流体介质流通的沉降，带来的淤泥残渣抬高了管道内部的水位，给管道内部流体介质的清理保通带来困难，如何能够保证旧管道内部的流体介质得到完全的清理，并在管道更新过程中使其具有良好的保通功能是目前非开挖管道更新技术面临的重大挑战。
因此，研制一种具备旧管道原位破除和新管道同步敷设，同时具备管道淤渣清理和保通功能的一种新型管道更新掘进机很有必要。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种管道更新掘进机及其施工方法，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种管道更新掘进机，包括掘进主机和保通循环系统，掘进主机的前部设有清渣保通装置，清渣保通装置穿过掘进主机与保通循环系统相连接。
所述掘进主机包括盾体和破掘刀盘，盾体内设有主驱动，主驱动与破掘刀盘相连接，破掘刀盘与主驱动之间设有开挖舱，开挖舱上部设有进浆管，开挖舱下部连接有出渣系统。
所述破掘刀盘的中心处及主驱动的中心处设有供清渣保通装置穿过的保通通孔，清渣保通装置分别与破掘刀盘、主驱动密封连接。
所述破掘刀盘包括刀盘盘体，刀盘盘体的前面板上设有滚刀，刀盘盘体的后面板上设有破碎搅拌机构。
所述破碎搅拌机构包括固定在刀盘盘体后面板上的扭腿，扭腿的外侧面上设有主动破碎块，主动破碎块与设置在盾体前部的被动破碎块交叉配合。
所述刀盘盘体的前面板上还设有撕裂刀，撕裂刀设置在相邻两个滚刀之间；所述滚刀为镶齿滚刀或齿形正滚刀或齿形锥滚刀。
所述盾体包括前盾和尾盾，尾盾通过轴向设置的纠偏油缸与前盾相连接。
所述清渣保通装置包括清淤头和动力传动轴管，动力传动轴管的前端与清淤头相连接、后端穿过掘进主机与保通循环系统相连接，且动力传动轴管与掘进主机的破掘刀盘相连接。
所述清淤头包括先行刀盘，先行刀盘的背面设有驱动轴管，驱动轴管上设有至少一个清管器，驱动轴管的出口端与动力传动轴管密封连接；靠近掘进主机的清管器与掘进主机的破掘刀盘之间形成第二泥水舱，第二泥水舱与掘进主机的开挖舱相连通。
所述清管器通过球铰接与驱动轴管转动连接，驱动轴管与先行刀盘固定连接，且驱动轴管位于清管器和先行刀盘之间的部位设有过滤孔，清管器的前端设有刮渣板，刮渣板与过滤孔相对应。
所述动力传动轴管包括波纹管、固定接头和回转接头，波纹管的一端与驱动轴管固定密封连接、另一端与固定接头固定密封连接，所述固定接头和回转接头分别设置在掘进主机的破掘刀盘及盾体上，固定接头和回转接头之间密封设有轴向卡管，回转接头与保通循环系统连接。
所述驱动轴管上固定有至少两个清管器，驱动轴管与清管器同轴线设置，相邻两个清管器之间通过支撑套相连接，靠近先行刀盘的清管器的前端设有过滤板，动力传动轴管穿过驱动轴管与先行刀盘相连接。
所述动力传动轴管包括双头球铰接件和中心回转管路，双头球铰接件的一端与清管器相连接、另一端与中心回转管路相连接，中心回转管路与保通循环系统连接；双头球铰接件内设有与先行刀盘相连接的驱动轴。
所述双头球铰接件包括前铰接头、后铰接头和双头铰接套，前铰接头固定在靠近掘进主机的清管器的后端面上且与驱动轴管密封固定连接，后铰接头固定在掘进主机的破掘刀盘上，双头铰接套分别与前铰接头、后铰接头密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套内的第一驱动轴和转动设置在驱动轴管内的第二驱动轴，第一驱动轴的一端与后铰接头铰接、另一端与第二驱动轴铰接，且第一驱动轴前后铰接点分别与前铰接头、后铰接头的球心重合，第二驱动轴与先行刀盘相连接。
所述先行刀盘包括等角度设置的至少两个刀梁，刀梁上均布有刀具。
所述清淤头包括中心轴管，中心轴管的前端设有锥形格栅头，中心轴管上固定设有至少两个清管器，中心轴管与清管器同轴线设置，相邻两个清管器之间通过支撑套相连接，靠近锥形格栅头的清管器的前端设有钢丝刷，中心轴管后端与动力传动轴管铰接。
所述动力传动轴管包括双头球铰接件和中心回转管路，双头球铰接件的一端与清管器相连接、另一端与中心回转管路相连接，中心回转管路与保通循环系统连接。
所述双头球铰接件包括前铰接头、后铰接头和双头铰接套，前铰接头固定在靠近掘进主机的清管器的后端面上且与中心轴管密封固定连接，后铰接头固定在掘进主机的破掘刀盘上，双头铰接套分别与前铰接头、后铰接头密封配合形成球面铰接结构。
所述清管器包括支撑环套，支撑环套的外圆周上设有橡胶皮碗或环形气囊。
所述保通循环系统包括泵站，泵站的进水端设有进水管路、出水端设有出水管路，进水管路与清渣保通装置相连通。
在进水管路和出水管路之间设置第一并联管路和第二并联管路，第二并联管路的出水端连接蓄水池，第一并联管路上设置四号阀门，第二并联管路上设置三号阀门，出水管路与第一并联管路之间设有二号阀门，进水管路上且位于第一并联管路和第二并联管路之间段设有一号阀门。
所述保通循环系统设置在新铺设的管节内，管节通过设置在始发隧道处的顶推装置向前推进。
一种用于管道更新掘进机的清渣保通装置，包括清淤头和动力传动轴管，动力传动轴管的前端与清淤头相连接，动力传动轴管的后端与掘进主机的破掘刀盘相连接。
所述清淤头包括先行刀盘，先行刀盘的背面设有驱动轴管，驱动轴管上设有至少一个清管器，驱动轴管的出口端与动力传动轴管密封连接；靠近掘进主机的清管器与掘进主机的破掘刀盘之间形成第二泥水舱，第二泥水舱与掘进主机的开挖舱相连通。
所述清管器通过球铰接与驱动轴管转动连接，驱动轴管与先行刀盘固定连接，且驱动轴管位于清管器和先行刀盘之间的部位设有过滤孔，清管器的前端设有刮渣板，刮渣板与过滤孔相对应。
所述动力传动轴管包括波纹管、固定接头和回转接头，波纹管的一端与驱动轴管固定密封连接、另一端与固定接头固定密封连接，所述固定接头和回转接头分别设置在掘进主机的破掘刀盘及盾体上，固定接头和回转接头之间密封设有轴向卡管，回转接头与保通循环系统连接。
所述驱动轴管上固定有至少两个清管器，驱动轴管与清管器同轴线设置，相邻两个清管器之间通过支撑套相连接，靠近先行刀盘的清管器的前端设有过滤板，动力传动轴管穿过驱动轴管与先行刀盘相连接。
所述动力传动轴管包括双头球铰接件和中心回转管路，双头球铰接件的一端与清管器相连接、另一端与中心回转管路相连接，中心回转管路与保通循环系统连接；双头球铰接件内设有与先行刀盘相连接的驱动轴。
所述双头球铰接件包括前铰接头、后铰接头和双头铰接套，前铰接头固定在靠近掘进主机的清管器的后端面上且与驱动轴管密封固定连接，后铰接头固定在掘进主机的破掘刀盘上，双头铰接套分别与前铰接头、后铰接头密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套内的第一驱动轴和转动设置在驱动轴管内的第二驱动轴，第一驱动轴的一端与后铰接头铰接、另一端与第二驱动轴铰接，且第一驱动轴前后铰接点分别与前铰接头、后铰接头的球心重合，第二驱动轴与先行刀盘相连接。
所述先行刀盘包括等角度设置的至少两个刀梁，刀梁上均布有刀具。
所述清淤头包括中心轴管，中心轴管的前端设有锥形格栅头，中心轴管上固定设有至少两个清管器，中心轴管与清管器同轴线设置，相邻两个清管器之间通过支撑套相连接，靠近锥形格栅头的清管器的前端设有钢丝刷，中心轴管后端与动力传动轴管铰接。
所述动力传动轴管包括双头球铰接件和中心回转管路，双头球铰接件的一端与清管器相连接、另一端与中心回转管路相连接，中心回转管路与保通循环系统连接。
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所述清管器包括支撑环套，支撑环套的外圆周上设有橡胶皮碗或环形气囊。
一种管道更新掘进机的施工方法，步骤如下：
S1：在待更新管道段的指定位置开挖始发井；
S2：在位于始发井后部的待更新管道设置支撑墙体；
S3：将管道更新掘进机和用于顶推管节的顶推装置吊至始发井内；支撑墙体为顶推装置提供支撑反力；
S4：将保通循环系统的进水管路与清渣保通装置联通，保通循环系统的出水管路延伸至位于始发井后部的待更新管道内；
S5：启动管道更新掘进机，清渣保通装置的清淤头对位于始发井前部的待更新管道进行清淤，且污水经清渣保通装置和保通循环系统进入位于始发井后部的待更新管道内，保证待更新管道内的污水在施工过程中的流通；
S6：在步骤S5进行的过程中，掘进主机的破掘刀盘对位于始发井前部的待更新管道进行破管掘进，破掘刀盘开挖下的渣石进入开挖舱，并经出渣系统排出；
S7：管道更新掘进机掘进一段距离后，新管节在顶推装置的作用下向前顶进，完成旧的管节原位拆除和新管节的同步铺设；
S8：重复步骤S5~S7，直至完成整个待更新管道段的施工。
本发明清渣保通装置穿过掘进主机与保通循环系统相连接，掘进过程中先行于掘进主机的刀盘，对管道内的淤泥进行清淤，管道内的污水经保通循环系统向后流通，保证待更新管道内的污水在施工过程中的流通，使管道更新具备保通不截流能力，完成旧的管节原位破除和新管节的同步铺设，大大提高施工效率和施工安全系数。清渣保通装置的清淤头和动力传动轴管相连接、动力传动轴管穿过掘进主机与保通循环系统相连接，动力传动轴管为中空设计，用于污水的流通，且动力传动轴管与掘进主机的破掘刀盘相连接，破掘刀盘通过动力传动轴管将旋转动力传递给清淤头并将向前掘进的推动力传递给清渣保通装置，实现通过动力传动轴管把动力传递给先行刀盘或锥形格栅头，提高清淤效率，同时保证清管器不发生旋转，使清管器进行静态密封，并同步实现淤渣清理和管道保通功能。本发明结构设计巧妙，结构紧凑，动力传动轴管双球铰设计，能够适应顶管主机纠偏调向及曲线掘进，且适用于各种管道的更新，高效、安全地实现管道原位破除和新管道同步铺设，具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为本发明整体结构示意图。
图2为本发明整体后一部分结构示意图。
图3为破掘刀盘三维结构示意图。
图4为破掘刀盘与盾体配合状态示意图。
图5为安装有撕裂刀的破掘刀盘结构示意图。
图6为盾体结构示意图。
图7为第一种清渣保通装置结构示意图。
图8为第一种清渣保通装置的驱动轴管截面示意图。
图9为第一种清渣保通装置的动力传动轴管结构示意图。
图10为图9中A处局部放大图。
图11为第二种清渣保通装置结构示意图。
图12为第二种清渣保通装置的动力传动轴管结构示意图。
图13为先行刀盘结构示意图。
图14为第三种清渣保通装置的动力传动轴管结构示意图。
图15为第三种清渣保通装置的清淤头结构示意图。
图16为保通循环系统工作原理示意图。
具体实施方式
下面将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付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。
如图1、2所示，实施例1，一种管道更新掘进机，包括掘进主机2和保通循环系统3，掘进主机2的前部设有清渣保通装置1，清渣保通装置1穿过掘进主机2与保通循环系统3相连接。掘进主机2对待更新的管节进行破碎拆除，清渣保通装置位于掘进主机的前部，掘进过程中先行于掘进主机的刀盘，对管道内的淤泥进行清淤，管道内的污水经保通循环系统向后流通，保证待更新管道内的污水在施工过程中的流通。使管道更新具备保通不截流能力，实现了管道破除与更新敷设的同步完成，结构更加紧凑。
进一步，如图1所示，所述保通循环系统3包括泵站301，泵站301的进水端设有进水管路302、出水端设有出水管路303，泵站301提供污水流通的动力。进水管路302与清渣保通装置1相连通，在泵站的作用下，污水经清渣保通装置进入进水管路302，然后经出水管路303向外排放，实现施工过程中污水的流通。所述保通循环系统3设置在新铺设的管节14内，管节14通过设置在始发隧道处的顶推装置15向前推进。所述顶推装置15包括支撑台架1501、主顶油缸1502，所述支撑台架1501上放置新管节14，由主顶油缸1502提供动力将新管节向前顶进，从而达到旧管节原位破除和新管节同步敷设的优异性能。
优选地，如图16所示，在进水管路302和出水管路303之间设置第一并联管路304和第二并联管路305，第二并联管路305的出水端连接蓄水池306，第一并联管路304上设置四号阀门307，第二并联管路305上设置三号阀门308，出水管路303与第一并联管路304之间设有二号阀门309，进水管路302上且位于第一并联管路304和第二并联管路305之间段设有一号阀门310。当保通系统正常运作，污水顺利排出时，一号阀门、二号阀门打开，三号阀门、四号阀门关闭，污水直接流到待更新管道中。而当保通系统污水堵塞时，一号阀门、二号阀门关闭，三号阀门、四号阀门打开，并通过调节泵站301形成高压，将蓄水池中的水对保通系统进行高压反冲洗，从而实现管道污水的疏通，实现正常保通功能。
进一步，如图3、4所示，所述掘进主机2包括盾体4和破掘刀盘5，盾体4内设有主驱动6，主驱动6与破掘刀盘5相连接，为破掘刀盘提供旋转动力。所述主驱动6采用周边驱动的方式，中间留出污水保通通道，通过电机带动减速机、小齿轮轴、三排圆柱滚子轴承，进而驱动破掘刀盘5旋转。破掘刀盘5与主驱动6之间设有开挖舱7，开挖舱7上部设有进浆管16，进浆管16根据需要设置2个，对开挖舱7注入泥浆和压力，使开挖舱7和周围土体达成压力平衡状态，避免了破掘刀盘5的超挖使土体塌陷，形成了具有压力平衡控制沉降的优异效果。开挖舱7下部连接有出渣系统8；出渣系统8将旧管节切削破碎后的钢筋混凝土排出开挖舱，由于清渣保通装置的清管器对开挖舱的封闭隔离作用，开挖舱是保持无泄压的状态。优选地，所述破掘刀盘5的中心处及主驱动6的中心处设有供清渣保通装置1穿过的保通通孔9，清渣保通装置1分别与破掘刀盘5、主驱动6密封连接，保通通孔与后端的保通管连接共同构成了保通系统，为旧管道污水顺利排出提供了通道，使管道更新具备保通不截流能力。
进一步，所述破掘刀盘5包括刀盘盘体501，刀盘盘体501的前面板上设有滚刀503，所述滚刀503为镶齿滚刀或齿形正滚刀或齿形锥滚刀。刀具的合理布置能实现对钢筋混凝土管节的全面清理破碎，当需要破掘时在刀盘的中心位置设置中心鱼尾刀502；保通状态下，将中心鱼尾刀502拆除。刀盘盘体501的后面板上设有破碎搅拌机构。优选地，所述破碎搅拌机构包括固定在刀盘盘体501后面板上的扭腿504，扭腿504的外侧面上设有多个并列设置的主动破碎块505，主动破碎块505与并列设置在盾体4前部的被动破碎块506交叉配合。在刀盘盘体501转动过程中刀盘扭腿504上的主动破碎块505与被动破碎块506相对运动，可对大颗粒的混凝土渣块进行撞击破碎，对较长的钢筋进行剪切破碎，保证出渣顺畅。
优选地，如图5所示，所述刀盘盘体501的前面板上还可根据需要设有撕裂刀507，撕裂刀507设置在相邻两个滚刀503之间，提高清淤能力。
进一步，如图6所示所述盾体4前盾401和尾盾403，尾盾403通过轴向设置的纠偏油缸402与前盾401相连接。盾体4对外围土体17的支撑作用，所述纠偏油缸402通过调节前盾401的姿态进而调节破掘刀盘9的掘进方向，纠正掘进过程中由于管道弯曲造成的角度偏差。
如图7所示，实施例2，一种管道更新掘进机，所述清渣保通装置1包括清淤头11和动力传动轴管12，动力传动轴管12的前端与清淤头11相连接、后端穿过掘进主机2与保通循环系统3相连接，动力传动轴管为中空设计，用于污水的流通，且动力传动轴管12与掘进主机2的破掘刀盘5相连接，破掘刀盘通过动力传动轴管将旋转动力传递给清淤头，即破掘刀盘提供清淤头转动的动力，提高清淤头的清淤能力。
进一步，如图13所示，所述清淤头11包括先行刀盘11-1，所述先行刀盘11-1包括等角度设置的至少两个刀梁11-1-1，刀梁根据需要可设置3个或4个或更多，刀梁11-1-1上均布有刀具11-1-2，刀具可采用切刀或刮刀，刀梁的中部可设置鱼尾刀，提高清淤能力。先行刀盘11-1的背面设有驱动轴管11-2，驱动轴管11-2上设有至少一个清管器11-3，清管器的数量根据需要设置，驱动轴管为中空设置，便于污水的通过，驱动轴管11-2的出口端与动力传动轴管12密封连接，保证污水的顺利流通。靠近掘进主机2的清管器11-3与掘进主机2的破掘刀盘5之间形成第二泥水舱13，第二泥水舱13与掘进主机2的开挖舱7相连通，清管器的密封橡胶能够密封管道与第二泥水舱13的连接通道，保持第二泥水舱13和开挖舱7的压力稳定。
进一步，所述清管器11-3通过球铰接与驱动轴管11-2转动连接，所述清管器11-3包括支撑环套11-3-1，支撑环套11-3-1的外圆周上设有橡胶皮碗11-3-2或环形气囊，橡胶皮碗11-3-2或环形气囊与管壁贴合性较好，提高其密封效果。驱动轴管11-2与先行刀盘11-1固定连接，驱动轴管与动力传动轴管同轴线设置，且动力传动轴管将破掘刀盘的旋转动力传递给驱动轴管，驱动轴管带动先行刀盘转动，实现对淤泥的旋转清淤。在驱动轴管的转动过程中，清管器在球铰接的作用下保证静止，可以实现清管器不随驱动轴管旋转，实现对洞壁的静态密封，提高密封效果。所述球铰接是驱动轴管上设有球面体，球面体与清管器内部的球面槽相配合，形成球铰接。如图8所示，驱动轴管11-2位于清管器11-3和先行刀盘11-1之间的部位设有过滤孔11-4，掘进中的流体介质通过过滤孔进入到中空的驱动轴管内，清管器11-3的前端设有刮渣板11-5，刮渣板11-5与过滤孔11-4相对应，即刮渣板11-5位于过滤孔11-4的上方，刮渣板11-5和驱动轴管11-2一静一动，形成的相对转动效果可以清理附着在过滤孔11-4外壁的淤渣，避免过滤孔11-4的堵塞，影响出渣。
进一步，如图9、10所示，所述动力传动轴管12包括波纹管12-1、固定接头12-2和回转接头12-3，波纹管12-1的一端与驱动轴管11-2固定密封连接、另一端与固定接头12-2固定密封连接，波纹管12-1具有一定的弹性性能，不仅能够传递扭矩和轴向力，给先行刀盘11-1的掘进旋转带来动力，而且能够适应掘进机纠偏引起的一定角度的径向偏移，减弱偏转力矩，适应掘进机高精度前进，实现排污保通。所述固定接头12-2和回转接头12-3分别设置在掘进主机2的破掘刀盘5及盾体4上，固定接头12-2和回转接头12-3之间密封设有轴向卡管12-4，即轴向卡管12-4位于破掘刀盘中心的驱动箱体内，且与其密封连接，回转接头12-3与保通循环系统3连接，保证污水的顺利流通。所述轴向卡管12-4与固定接头12-2和回转接头12-3之间有一定的轴径向间隙，能够解决由于周边驱动引起的安装过定位问题。
其他结构与实施例1相同。
如图12、13所示，实施例3，一种管道更新掘进机，所述驱动轴管11-2上固定有两个清管器11-3，驱动轴管11-2与清管器11-3同轴线设置，相邻两个清管器11-3之间通过支撑套11-6相连接，靠近先行刀盘11-1的清管器11-3的前端设有过滤板11-7，过滤掉污水中的较大的异物。过滤板与清管器一方面实现隔离污水、防止污染周边土体，并对清管器后侧的第二泥水舱达到封闭隔离效果，另一方面掘进机向前推进过程中，更新中管道中的污水可以实现完全由清管器前端的先行刀盘进入内部中空驱动轴管，然后经动力传动轴管进入保通循环系统，用于污水流通。动力传动轴管12穿过驱动轴管11-2与先行刀盘11-1相连接，提供先行刀盘转动的动力。
进一步，所述动力传动轴管12包括双头球铰接件和中心回转管路12-6a，中心回转管路12-6a为中空设计。双头球铰接件的一端与清管器11-3相连接、另一端与中心回转管路12-6a相连接，中心回转管路12-6a与保通循环系统3连接，用于污水的流通。双头球铰接件内设有与先行刀盘11-1相连接的驱动轴，驱动轴将破掘刀盘的旋转动力传递给先行刀盘，带动先行刀盘转动。优选地，所述双头球铰接件包括前铰接头12-1a、后铰接头12-2a和双头铰接套12-3a，双头球铰接件既能实现通过驱动轴把动力传递给先行刀盘，也能实现清管器不发生旋转，同步实现淤渣清理和管道保通功能。前铰接头12-1a固定在靠近掘进主机2的清管器11-3的后端面上且与驱动轴管11-2密封固定连接，后铰接头12-2a固定在掘进主机2的破掘刀盘5上，双头铰接套12-3a分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套12-3a内的第一驱动轴12-4a和转动设置在驱动轴管11-2内的第二驱动轴12-5a，第一驱动轴12-4a的一端与后铰接头12-2a铰接、另一端与第二驱动轴12-5a铰接，且第一驱动轴12-4a前后铰接点分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a的球心重合，第二驱动轴12-5a与先行刀盘11-1相连接。驱动轴两端布置有联轴器（类似十字联轴器），两端联轴器中心与双球铰结构球心重合（能够适应掘进机纠偏时传递动力）。既能实现通过驱动轴把动力传递给先行刀盘，也能实现清管器不发生旋转。
其他结构与实施例2相同。
如图14、15所示，实施例4，一种管道更新掘进机，所述清淤头11包括中心轴管11-2a，中心轴管为中空设计。中心轴管11-2a的前端设有锥形格栅头11-1a，锥形格栅头11-1a，即能对淤泥进行前行清淤，又可以使污水经锥形格栅进入中心轴管。中心轴管11-2a上固定设有两个清管器11-3，中心轴管11-2a与清管器11-3同轴线设置，相邻两个清管器11-3之间通过支撑套11-6相连接，靠近锥形格栅头11-1a的清管器11-3的前端设有钢丝刷11-7a；钢丝刷和清管器的橡胶皮碗，不仅可以实现辅助排污功能，而且对清管器后侧的开挖舱达到封闭隔离效果。中心轴管11-2a后端与动力传动轴管12铰接；实现中心轴管、清管器不随动力传动轴管转动。所述清管器11-3包括支撑环套11-3-1，支撑环套11-3-1固定在中心轴管上，支撑环套11-3-1的外圆周上设有橡胶皮碗11-3-2或环形气囊。橡胶皮碗11-3-2或环形气囊与管壁贴合性好，提高其密封性。中心轴管11-2a与动力传动轴管12铰接，中心轴管不随破掘刀盘转动，使清管器对管壁进行静态密封，防止对清管器的磨损，同时提高密封性。
进一步，所述动力传动轴管12包括双头球铰接件和中心回转管路12-6a，双头球铰接件的一端与清管器11-3相连接，实现清管器不随破掘刀盘的转动、另一端与中心回转管路12-6a相连接，中心回转管路12-6a与保通循环系统3连接，中心回转管路为中空设计，便于污水的流通。优选地，所述双头球铰接件包括前铰接头12-1a、后铰接头12-2a和双头铰接套12-3a，前铰接头12-1a固定在靠近掘进主机2的清管器11-3的后端面上且与中心轴管11-2a密封固定连接，后铰接头12-2a固定在掘进主机2的破掘刀盘5上，双头铰接套12-3a分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a密封配合形成球面铰接结构。利用上述球面铰结构的多自由度偏转转动特性，不仅能够实现清管器不随动力传动轴管被动旋转，而且能够使清管器适应管道弯曲引起的一定角度偏转位置变化，减弱由此引起的偏转力矩，使其顺利前进，实现排污保通。
其他结构与实施例1相同。
实施例5：一种用于管道更新掘进机的清渣保通装置，如图7~10所示，包括清淤头11和动力传动轴管12，动力传动轴管12的前端与清淤头11相连接，动力传动轴管12的后端与掘进主机2的破掘刀盘5相连接。
如图13所示，所述清淤头11包括先行刀盘11-1，所述先行刀盘11-1包括等角度设置的至少两个刀梁11-1-1，刀梁根据需要可设置3个或4个或更多，刀梁11-1-1上均布有刀具11-1-2，刀具可采用切刀或刮刀，刀梁的中部可设置鱼尾刀，提高清淤能力。先行刀盘11-1的背面设有驱动轴管11-2，驱动轴管11-2上设有至少一个清管器11-3，清管器的数量根据需要设置，驱动轴管为中空设置，便于污水的通过，驱动轴管11-2的出口端与动力传动轴管12密封连接，保证污水的顺利流通。靠近掘进主机2的清管器11-3与掘进主机2的破掘刀盘5之间形成第二泥水舱13，第二泥水舱13与掘进主机2的开挖舱7相连通，清管器的密封橡胶能够密封管道与第二泥水舱13的连接通道，保持第二泥水舱13和开挖舱7的压力稳定。
进一步，所述清管器11-3通过球铰接与驱动轴管11-2转动连接，所述清管器11-3包括支撑环套11-3-1，支撑环套11-3-1的外圆周上设有橡胶皮碗11-3-2或环形气囊，橡胶皮碗11-3-2或环形气囊与管壁贴合性较好，提高其密封效果。驱动轴管11-2与先行刀盘11-1固定连接，驱动轴管与动力传动轴管同轴线设置，且动力传动轴管将破掘刀盘的旋转动力传递给驱动轴管，驱动轴管带动先行刀盘转动，实现对淤泥的旋转清淤。在驱动轴管的转动过程中，清管器在球铰接的作用下保证静止，可以实现清管器不随驱动轴管旋转，实现对洞壁的静态密封，提高密封效果。所述球铰接是驱动轴管上设有球面体，球面体与清管器内部的球面槽相配合，形成球铰接。驱动轴管11-2位于清管器11-3和先行刀盘11-1之间的部位设有过滤孔11-4，掘进中的流体介质通过过滤孔进入到中空的驱动轴管内，清管器11-3的前端设有刮渣板11-5，刮渣板11-5与过滤孔11-4相对应，即刮渣板11-5位于过滤孔11-4的上方，刮渣板11-5和驱动轴管11-2一静一动，形成的相对转动效果可以清理附着在过滤孔11-4外壁的淤渣，避免过滤孔11-4的堵塞，影响出渣。
进一步，所述动力传动轴管12包括波纹管12-1、固定接头12-2和回转接头12-3，波纹管12-1的一端与驱动轴管11-2固定密封连接、另一端与固定接头12-2固定密封连接，波纹管12-1具有一定的弹性性能，不仅能够传递扭矩和轴向力，给先行刀盘11-1的掘进旋转带来动力，而且能够适应掘进机纠偏引起的一定角度的径向偏移，减弱偏转力矩，适应掘进机高精度前进，实现排污保通。所述固定接头12-2和回转接头12-3分别设置在掘进主机2的破掘刀盘5及盾体4上，固定接头12-2和回转接头12-3之间密封设有轴向卡管12-4，即轴向卡管12-4位于破掘刀盘中心的驱动箱体内，且与其密封连接，回转接头12-3与保通循环系统3连接，保证污水的顺利流通。所述轴向卡管12-4与固定接头12-2和回转接头12-3之间有一定的轴径向间隙，能够解决由于周边驱动引起的安装过定位问题。
实施例6：一种用于管道更新掘进机的清渣保通装置，如图11、12所示，所述驱动轴管11-2上固定有两个清管器11-3，驱动轴管11-2与清管器11-3同轴线设置，相邻两个清管器11-3之间通过支撑套11-6相连接，靠近先行刀盘11-1的清管器11-3的前端设有过滤板11-7，过滤掉污水中的较大的异物。过滤板与清管器一方面实现隔离污水、防止污染周边土体，并对清管器后侧的第二泥水舱达到封闭隔离效果，另一方面掘进机向前推进过程中，更新中管道中的污水可以实现完全由清管器前端的先行刀盘进入内部中空驱动轴管，然后经动力传动轴管进入保通循环系统，用于污水流通。动力传动轴管12穿过驱动轴管11-2与先行刀盘11-1相连接，提供先行刀盘转动的动力。
进一步，所述动力传动轴管12包括双头球铰接件和中心回转管路12-6a，中心回转管路12-6a为中空设计。双头球铰接件的一端与清管器11-3相连接、另一端与中心回转管路12-6a相连接，中心回转管路12-6a与保通循环系统3连接，用于污水的流通。双头球铰接件内设有与先行刀盘11-1相连接的驱动轴，驱动轴将破掘刀盘的旋转动力传递给先行刀盘，带动先行刀盘转动。优选地，所述双头球铰接件包括前铰接头12-1a、后铰接头12-2a和双头铰接套12-3a，双头球铰接件既能实现通过驱动轴把动力传递给先行刀盘，也能实现清管器不发生旋转，同步实现淤渣清理和管道保通功能。前铰接头12-1a固定在靠近掘进主机2的清管器11-3的后端面上且与驱动轴管11-2密封固定连接，后铰接头12-2a固定在掘进主机2的破掘刀盘5上，双头铰接套12-3a分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套12-3a内的第一驱动轴12-4a和转动设置在驱动轴管11-2内的第二驱动轴12-5a，第一驱动轴12-4a的一端与后铰接头12-2a铰接、另一端与第二驱动轴12-5a铰接，且第一驱动轴12-4a前后铰接点分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a的球心重合，第二驱动轴12-5a与先行刀盘11-1相连接。所述驱动轴管的内部，有两个空心驱动轴的轴承支撑架，以及驱动轴的驱动支架，所述轴承支架和驱动支架为十字架结构，确保污水在保通结构内部的流通。驱动轴两端布置有联轴器（类似十字联轴器），两端联轴器中心与双球铰结构中心重合（能够适应掘进机纠偏时传递动力）。既能实现通过驱动轴把动力传递给先行刀盘，也能实现清管器不发生旋转。
其他结构与实施例5相同。
实施例7：一种用于管道更新掘进机的清渣保通装置，如图14、15所示，所述清淤头11包括中心轴管11-2a，中心轴管为中空设计。中心轴管11-2a的前端设有锥形格栅头11-1a，锥形格栅头11-1a，即能对淤泥进行钻动清淤，又可以使污水经锥形格栅进入中心轴管。中心轴管11-2a上固定设有两个清管器11-3，中心轴管11-2a与清管器11-3同轴线设置，相邻两个清管器11-3之间通过支撑套11-6相连接，靠近锥形格栅头11-1a的清管器11-3的前端设有钢丝刷11-7a；钢丝刷和清管器的橡胶皮碗，不仅可以实现辅助排污功能，而且对清管器后侧的开挖舱达到封闭隔离效果。中心轴管11-2a后端与动力传动轴管12铰接。所述清管器11-3包括支撑环套11-3-1，支撑环套11-3-1固定在中心轴管上，支撑环套11-3-1的外圆周上设有橡胶皮碗11-3-2或环形气囊。橡胶皮碗11-3-2或环形气囊与管壁贴合性好，提高其密封性。中心轴管11-2a与动力传动轴管12铰接，中心轴管不随破掘刀盘转动，使清管器对管壁进行静态密封，防止对清管器的磨损，同时提高密封性。
进一步，所述动力传动轴管12包括双头球铰接件和中心回转管路12-6a，双头球铰接件的一端与清管器11-3相连接，实现清管器不随破掘刀盘的转动、另一端与中心回转管路12-6a相连接，中心回转管路12-6a与保通循环系统3连接，中心回转管路为中空设计，便于污水的流通。优选地，所述双头球铰接件包括前铰接头12-1a、后铰接头12-2a和双头铰接套12-3a，前铰接头12-1a固定在靠近掘进主机2的清管器11-3的后端面上且与中心轴管11-2a密封固定连接，后铰接头12-2a固定在掘进主机2的破掘刀盘5上，双头铰接套12-3a分别与前铰接头12-1a、后铰接头12-2a密封配合形成球面铰接结构。利用上述球面铰结构的多自由度偏转转动特性，不仅能够实现清管器不随动力传动轴管被动旋转，而且能够使清管器适应管道弯曲引起的一定角度偏转位置变化，减弱由此引起的偏转力矩，使其顺利前进，实现排污保通。其他结构与实施例5相同。
实施例8：一种如实施例2或3或4或5所述的管道更新掘进机的施工方法，如图1所示，步骤如下：
S1：在待更新管道段的指定位置开挖始发井20；
S2：在位于始发井20后部的待更新管道22设置支撑墙体21；防止流入待更新管道中的淤渣等流体介质溢出或回流到刚更新的新管节中；同时为顶推装置15提供支撑反力；
S3：将管道更新掘进机和用于顶推管节14的顶推装置15吊至始发井20内，并安装、调试至待工作状态；支撑墙体21为顶推装置15提供支撑反力，所述顶推装置15包括支撑台架1501、主顶油缸1502，所述支撑台架1501上放置新管节14，由主顶油缸1502提供动力将新管节向前顶进，从而达到旧管节原位破除和新管节同步敷设的优异性能；
S4：将保通循环系统3的进水管路302与清渣保通装置1联通，保通循环系统3的出水管路303延伸至位于始发井20后部的待更新管道22内；或出水管路303延伸至外部蓄水池内，使更新中的管道的污水排至后部的待更新管道或蓄水池中，保证施工过程中污水的流通；当保通循环系统管路出现堵塞时，可采用反冲洗发进行疏通；
S5：启动管道更新掘进机，清渣保通装置1的清淤头11对位于始发井20前部的待更新管道23进行清淤，且污水经清渣保通装置1和保通循环系统3进入位于始发井20后部的待更新管道内22，保证待更新管道内的污水在施工过程中的流通；
S6：在步骤S5进行的过程中，掘进主机2的破掘刀盘5对位于始发井20前部的待更新管道23进行破管掘进，破掘刀盘5开挖下的渣石进入开挖舱7，并经出渣系统8排出，完成出渣；
S7：管道更新掘进机掘进一段距离后，新管节在顶推装置15的作用下向前顶进，完成旧的管节原位拆除和新管节的同步铺设；
S8：重复步骤S5~S7，直至完成整个待更新管道段的施工。
其他结构与实施例1或2或3相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (34)
1.一种管道更新掘进机，其特征在于：包括掘进主机（2）和保通循环系统（3），掘进主机（2）的前部设有清渣保通装置（1），清渣保通装置（1）穿过掘进主机（2）与保通循环系统（3）相连接；
所述清渣保通装置（1）包括清淤头（11）和动力传动轴管（12），动力传动轴管（12）的前端与清淤头（11）相连接、后端穿过掘进主机（2）与保通循环系统（3）相连接，且动力传动轴管（12）与掘进主机（2）的破掘刀盘（5）相连接；所述清淤头（11）包括先行刀盘（11-1），先行刀盘（11-1）的背面设有驱动轴管（11-2）；或所述清淤头（11）包括中心轴管（11-2a），中心轴管（11-2a）的前端设有锥形格栅头（11-1a）。
2.根据权利要求1所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述掘进主机（2）包括盾体（4）和破掘刀盘（5），盾体（4）内设有主驱动（6），主驱动（6）与破掘刀盘（5）相连接，破掘刀盘（5）与主驱动（6）之间设有开挖舱（7），开挖舱（7）上部设有进浆管（16），开挖舱（7）下部连接有出渣系统（8）。
3.根据权利要求2所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述破掘刀盘（5）的中心处及主驱动（6）的中心处设有供清渣保通装置（1）穿过的保通通孔（9），清渣保通装置（1）分别与破掘刀盘（5）、主驱动（6）密封连接。
4.根据权利要求2或3所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述破掘刀盘（5）包括刀盘盘体（501），刀盘盘体（501）的前面板上设有滚刀（503），刀盘盘体（501）的后面板上设有破碎搅拌机构。
5.根据权利要求4所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述破碎搅拌机构包括固定在刀盘盘体（501）后面板上的扭腿（504），扭腿（504）的外侧面上设有主动破碎块（505），主动破碎块（505）与设置在盾体（4）前部的被动破碎块（506）交叉配合。
6.根据权利要求5所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述刀盘盘体（501）的前面板上还设有撕裂刀（507），撕裂刀（507）设置在相邻两个滚刀（503）之间；所述滚刀（503）为镶齿滚刀或齿形正滚刀或齿形锥滚刀。
7.根据权利要求6所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述盾体（4）包括前盾（401）和尾盾（403），尾盾（403）通过轴向设置的纠偏油缸（402）与前盾（401）相连接。
8.根据权利要求1~3、5~7任一项所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述驱动轴管（11-2）上设有至少一个清管器（11-3），驱动轴管（11-2）的出口端与动力传动轴管（12）密封连接；靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）与掘进主机（2）的破掘刀盘（5）之间形成第二泥水舱（13），第二泥水舱（13）与掘进主机（2）的开挖舱（7）相连通。
9.根据权利要求8所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述清管器（11-3）通过球铰接与驱动轴管（11-2）转动连接，驱动轴管（11-2）与先行刀盘（11-1）固定连接，且驱动轴管（11-2）位于清管器（11-3）和先行刀盘（11-1）之间的部位设有过滤孔（11-4），清管器（11-3）的前端设有刮渣板（11-5），刮渣板（11-5）与过滤孔（11-4）相对应。
10.根据权利要求9所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括波纹管（12-1）、固定接头（12-2）和回转接头（12-3），波纹管（12-1）的一端与驱动轴管（11-2）固定密封连接、另一端与固定接头（12-2）固定密封连接，所述固定接头（12-2）和回转接头（12-3）分别设置在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）及盾体（4）上，固定接头（12-2）和回转接头（12-3）之间密封设有轴向卡管（12-4），回转接头（12-3）与保通循环系统（3）连接。
11.根据权利要求10所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述驱动轴管（11-2）上固定有至少两个清管器（11-3），驱动轴管（11-2）与清管器（11-3）同轴线设置，相邻两个清管器（11-3）之间通过支撑套（11-6）相连接，靠近先行刀盘（11-1）的清管器（11-3）的前端设有过滤板（11-7），动力传动轴管（12）穿过驱动轴管（11-2）与先行刀盘（11-1）相连接。
12.根据权利要求11所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括双头球铰接件和中心回转管路（12-6a），双头球铰接件的一端与清管器（11-3）相连接、另一端与中心回转管路（12-6a）相连接，中心回转管路（12-6a）与保通循环系统（3）连接；双头球铰接件内设有与先行刀盘（11-1）相连接的驱动轴。
13.根据权利要求12所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述双头球铰接件包括前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）和双头铰接套（12-3a），前铰接头（12-1a）固定在靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）的后端面上且与驱动轴管（11-2）密封固定连接，后铰接头（12-2a）固定在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）上，双头铰接套（12-3a）分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套（12-3a）内的第一驱动轴（12-4a）和转动设置在驱动轴管（11-2）内的第二驱动轴（12-5a），第一驱动轴（12-4a）的一端与后铰接头（12-2a）铰接、另一端与第二驱动轴（12-5a）铰接，且第一驱动轴（12-4a）前后铰接点分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）的球心重合，第二驱动轴（12-5a）与先行刀盘（11-1）相连接。
14.根据权利要求10或13所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述先行刀盘（11-1）包括等角度设置的至少两个刀梁（11-1-1），刀梁（11-1-1）上均布有刀具（11-1-2）。
15.根据权利要求1~3、5~7任一项所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述中心轴管（11-2a）上固定设有至少两个清管器（11-3），中心轴管（11-2a）与清管器（11-3）同轴线设置，相邻两个清管器（11-3）之间通过支撑套（11-6）相连接，靠近锥形格栅头（11-1a）的清管器（11-3）的前端设有钢丝刷（11-7a），中心轴管（11-2a）后端与动力传动轴管（12）铰接。
16.根据权利要求15所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括双头球铰接件和中心回转管路（12-6a），双头球铰接件的一端与清管器（11-3）相连接、另一端与中心回转管路（12-6a）相连接，中心回转管路（12-6a）与保通循环系统（3）连接。
17.根据权利要求16所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述双头球铰接件包括前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）和双头铰接套（12-3a），前铰接头（12-1a）固定在靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）的后端面上且与中心轴管（11-2a）密封固定连接，后铰接头（12-2a）固定在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）上，双头铰接套（12-3a）分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）密封配合形成球面铰接结构。
18.根据权利要求11或13或17所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述清管器（11-3）包括支撑环套（11-3-1），支撑环套（11-3-1）的外圆周上设有橡胶皮碗（11-3-2）或环形气囊。
19.根据权利要求18所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述保通循环系统（3）包括泵站（301），泵站（301）的进水端设有进水管路（302）、出水端设有出水管路（303），进水管路（302）与清渣保通装置（1）相连通。
20.根据权利要求19所述的管道更新掘进机，其特征在于：在进水管路（302）和出水管路（303）之间设置第一并联管路（304）和第二并联管路（305），第二并联管路（305）的出水端连接蓄水池（306），第一并联管路（304）上设置四号阀门（307），第二并联管路（305）上设置三号阀门（308），出水管路（303）与第一并联管路（304）之间设有二号阀门（309），进水管路（302）上且位于第一并联管路（304）和第二并联管路（305）之间段设有一号阀门（310）。
21.根据权利要求1或10或13或17或20所述的管道更新掘进机，其特征在于：所述保通循环系统（3）设置在新铺设的管节（14）内，管节（14）通过设置在始发隧道处的顶推装置（15）向前推进。
22.一种用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：包括清淤头（11）和动力传动轴管（12），动力传动轴管（12）的前端与清淤头（11）相连接，动力传动轴管（12）的后端与掘进主机（2）的破掘刀盘（5）相连接；
所述清淤头（11）包括先行刀盘（11-1），先行刀盘（11-1）的背面设有驱动轴管（11-2）；或所述清淤头（11）包括中心轴管（11-2a），中心轴管（11-2a）的前端设有锥形格栅头（11-1a）。
23.根据权利要求22所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述驱动轴管（11-2）上设有至少一个清管器（11-3），驱动轴管（11-2）的出口端与动力传动轴管（12）密封连接；靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）与掘进主机（2）的破掘刀盘（5）之间形成第二泥水舱（13），第二泥水舱（13）与掘进主机（2）的开挖舱（7）相连通。
24.根据权利要求23所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述清管器（11-3）通过球铰接与驱动轴管（11-2）转动连接，驱动轴管（11-2）与先行刀盘（11-1）固定连接，且驱动轴管（11-2）位于清管器（11-3）和先行刀盘（11-1）之间的部位设有过滤孔（11-4），清管器（11-3）的前端设有刮渣板（11-5），刮渣板（11-5）与过滤孔（11-4）相对应。
25.根据权利要求24所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括波纹管（12-1）、固定接头（12-2）和回转接头（12-3），波纹管（12-1）的一端与驱动轴管（11-2）固定密封连接、另一端与固定接头（12-2）固定密封连接，所述固定接头（12-2）和回转接头（12-3）分别设置在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）及盾体（4）上，固定接头（12-2）和回转接头（12-3）之间密封设有轴向卡管（12-4），回转接头（12-3）与保通循环系统（3）连接。
26.根据权利要求25所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述驱动轴管（11-2）上固定有至少两个清管器（11-3），驱动轴管（11-2）与清管器（11-3）同轴线设置，相邻两个清管器（11-3）之间通过支撑套（11-6）相连接，靠近先行刀盘（11-1）的清管器（11-3）的前端设有过滤板（11-7），动力传动轴管（12）穿过驱动轴管（11-2）与先行刀盘（11-1）相连接。
27.根据权利要求26所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括双头球铰接件和中心回转管路（12-6a），双头球铰接件的一端与清管器（11-3）相连接、另一端与中心回转管路（12-6a）相连接，中心回转管路（12-6a）与保通循环系统（3）连接；双头球铰接件内设有与先行刀盘（11-1）相连接的驱动轴。
28.根据权利要求27所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述双头球铰接件包括前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）和双头铰接套（12-3a），前铰接头（12-1a）固定在靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）的后端面上且与驱动轴管（11-2）密封固定连接，后铰接头（12-2a）固定在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）上，双头铰接套（12-3a）分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）密封配合形成球面铰接结构；所述驱动轴包括设置在双头铰接套（12-3a）内的第一驱动轴（12-4a）和转动设置在驱动轴管（11-2）内的第二驱动轴（12-5a），第一驱动轴（12-4a）的一端与后铰接头（12-2a）铰接、另一端与第二驱动轴（12-5a）铰接，且第一驱动轴（12-4a）前后铰接点分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）的球心重合，第二驱动轴（12-5a）与先行刀盘（11-1）相连接。
29.根据权利要求25或28所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述先行刀盘（11-1）包括等角度设置的至少两个刀梁（11-1-1），刀梁（11-1-1）上均布有刀具（11-1-2）。
30.根据权利要求22所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述中心轴管（11-2a）上固定设有至少两个清管器（11-3），中心轴管（11-2a）与清管器（11-3）同轴线设置，相邻两个清管器（11-3）之间通过支撑套（11-6）相连接，靠近锥形格栅头（11-1a）的清管器（11-3）的前端设有钢丝刷（11-7a），中心轴管（11-2a）后端与动力传动轴管（12）铰接。
31.根据权利要求30所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述动力传动轴管（12）包括双头球铰接件和中心回转管路（12-6a），双头球铰接件的一端与清管器（11-3）相连接、另一端与中心回转管路（12-6a）相连接，中心回转管路（12-6a）与保通循环系统（3）连接。
32.根据权利要求31所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述双头球铰接件包括前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）和双头铰接套（12-3a），前铰接头（12-1a）固定在靠近掘进主机（2）的清管器（11-3）的后端面上且与中心轴管（11-2a）密封固定连接，后铰接头（12-2a）固定在掘进主机（2）的破掘刀盘（5）上，双头铰接套（12-3a）分别与前铰接头（12-1a）、后铰接头（12-2a）密封配合形成球面铰接结构。
33.根据权利要求23或26或28或32所述的用于管道更新掘进机的清渣保通装置，其特征在于：所述清管器（11-3）包括支撑环套（11-3-1），支撑环套（11-3-1）的外圆周上设有橡胶皮碗（11-3-2）或环形气囊。
34.一种如权利要求1~21任一项所述的管道更新掘进机的施工方法，其特征在于：步骤如下：
S1：在待更新管道段的指定位置开挖始发井（20）；
S2：在位于始发井（20）后部的待更新管道（22）设置支撑墙体（21）；
S3：将管道更新掘进机和用于顶推管节（14）的顶推装置（15）吊至始发井（20）内；支撑墙体（21）为顶推装置（15）提供支撑反力；
S4：将保通循环系统（3）的进水管路（302）与清渣保通装置（1）联通，保通循环系统（3）的出水管路（303）延伸至位于始发井（20）后部的待更新管道（22）内；
S5：启动管道更新掘进机，清渣保通装置（1）的清淤头（11）对位于始发井（20）前部的待更新管道（23）进行清淤，且污水经清渣保通装置（1）和保通循环系统（3）进入位于始发井（20）后部的待更新管道（22）内，保证待更新管道内的污水在施工过程中的流通；
S6：在步骤S5进行的过程中，掘进主机（2）的破掘刀盘（5）对位于始发井（20）前部的待更新管道（23）进行破管掘进，破掘刀盘（5）开挖下的渣石进入开挖舱（7），并经出渣系统（8）排出；
S7：管道更新掘进机掘进一段距离后，新管节在顶推装置（15）的作用下向前顶进，完成旧的管节原位拆除和新管节的同步铺设；
S8：重复步骤S5~S7，直至完成整个待更新管道段的施工。
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