CN112709313A - 一种市政污水管道非开挖施工设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种市政污水管道非开挖施工设备及方法，其包括若干管路骨架装置、骨架推进装置、推管装置和污水管，管路骨架装置包括若干沿周向依次排列的支撑环，各个可支撑环的周向内侧壁上共同固定连接有若干支撑杆，各个支撑杆的同一端均设有第一连接端，支撑杆远离第一连接端的一端设有第二连接端，第一连接端与第二连接端可拆卸连接，骨架推进装置用于将管路骨架装置推入挖好的管路中，顶管装置用于将污水管推入各个支撑环内侧当中。本申请具有通过先设置管路骨架装置对管路内壁进行支撑，从而通过推管装置向骨架管路内壁上推入污水管道时，减少了污水管与管路土层内壁的坚硬异物碰撞，造成管道破碎泄露的可能性的效果。

Description

一种市政污水管道非开挖施工设备及方法

技术领域

本申请涉及污水管道施工的领域，尤其是涉及一种市政污水管道非开挖施工设备及方法。

背景技术

目前，非开挖技术也称非开挖地下管线施工技术，是指在不开挖地表的情况下，利用水平定向顶管的技术手段，铺设、修复或更换各种地下管线的一种高科技实用新技术。

相关技术中，公告号为CN110513534A的中国专利公开了一种市政污水管道非开挖施工方法，通过钻杆对混凝土管道进行定位从而减少了管道偏移和土壤塌陷的情况，而后通过教导和高压水枪配合提高土方开挖和运输的效率，并通过顶管顶进设备将管道逐步推入土壤当中，实现管道铺设。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有在管道推进的过程中，混凝土管道容易与土层中的石块等撞击和摩擦，容易使管道出现泄漏甚至使管道碎裂的缺陷。

发明内容

为了改善铺设管道的过程中管道可能出现泄漏和破碎情况的可能性的缺陷，本申请提供一种市政污水管道非开挖施工设备及方法。

本申请提供的一种市政污水管道非开挖施工设备及方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种市政污水管道非开挖施工设备，采用如下的技术方案：

一种市政污水管道非开挖施工设备，包括若干管路骨架装置、骨架推进装置、推管装置和污水管，所述管路骨架装置包括若干沿轴向依次排列的支撑环，各个所述可支撑环的周向内侧壁上共同固定连接有若干支撑杆，所述支撑杆平行于支撑环的轴线设置，各个所述支撑杆的同一端均设有第一连接端，所述支撑杆远离第一连接端的一端设有第二连接端，所述第一连接端与第二连接端可拆卸连接，所述骨架推进装置用于将管路骨架装置推入挖好的管路中，所述顶管装置用于将污水管推入各个支撑环内侧当中。

通过采用上述技术方案，通过设置管路骨架装置，当工作人员能通过钻机在土层中开设好用于铺设管道的管路后，施工人员将管路骨架装置拼接并通过骨架推进装置推入管路当中，从而对管路的内壁进行支撑，同时有与骨架与管路内壁的接触面积小，收到阻力较小，适用于较长管路的管道铺设，当管路骨架装置推入管路后，施工人员通过推管装置将污水管逐段推入管路骨架装置内部，实现管道布置，由于管道不与管路内壁土层直接接触，从而减少了管道与坚硬的石块等物体抵触，造成管道泄漏和破裂的可能性。

可选的，所述骨架推进装置包括基座，所述基座与土层固定连接，所述基座上固定连接有液压推进架，所述液压推进架上固定连接有若干液压缸，各个所述液压缸的活塞杆端部共同连接有安装板，安装板上固定来连接有转动力源，所述转动力源的输出轴端部固定连接有连接盘，所述连接盘固定连接有第三连接端，所述第三连接端与第一连接端可拆卸连。

通过采用上述技术方案，通过设置基座，使基座与施工井的井底固定，当施工人员通过第一连接端与第三连接端将管路骨架装置与连接盘连接后，通过转动力源转动管路骨架，并通过液压缸共同推动连接盘，使管路骨架装置旋转前进的推入钻设管路内。

可选的，所述安装板上固定连接有支撑架，所述连接盘与支撑架转动连接。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑架对连接盘进行支撑，减少了转动力源的输出轴受到的轴向推力，保护了转动力源。

可选的，各个所述管路骨架装置位于支撑环的外侧固设有螺旋板，所述螺旋板沿支撑环的周向螺旋延伸，所述螺旋板远离支撑环的侧壁上固定连接有螺纹牙板。

通过采用上述技术方案，通过设置螺旋板和螺旋压板，当管路骨架装置旋转前进时，螺旋板和螺旋压板为管路骨架装置提供一定的前行推力，从而减少了液压缸承受的载荷，使装置可以对更长的管路进行管路骨架装置推进工作，缩减了成本。

可选的，所述支撑环的外壁上固定连接有若干掘土柱。

通过采用上述技术方案，通过设置掘土柱，在管路骨架装置旋转前进的过程中，掘土柱将管路土层内壁上突出的部分推离，进一步减少了污水管推入时与坚硬的异物接触的可能性。

可选的，所述支撑杆朝向支撑环轴线方向的侧壁上转动连接有若干导向轮，各个所述导向轮沿支撑杆轴线方向排列，所述导向轮的转动轴与支撑环轴线垂直设置。

通过采用上述技术方案，通过设置导向轮的设置，当施工人员通过推管装置向管路骨架装置内部推入污水管时，减少了污水管管壁与管路骨架装置的摩擦，进而减少了污水管受到的阻力，从而减少了对推管装置的推力要求，并使推管装置能够推动更长的污水管道，节约了成本并缩短了工期。

可选的，所述支撑环的内壁上固设有若干混凝土充填管道，所述混凝土充填管道沿支撑环的轴线方向延伸，所述混凝土充填管道两端均设有螺纹端，且所述螺纹端上套设有螺纹连接头，所述混凝土充填管道的周向侧壁上开设有沿混凝土充填管道轴线方向排列的排浆孔。

通过采用上述技术方案，通过在支撑环上设置混凝土充填管道，从而当设置好管路骨架装置并将污水管推入管路骨架装置内后，通过向混凝土充填管道内注入混凝土浆，从而使混凝土浆充满污水管道外壁与管路土层内壁之间，对空隙进行充填并污水管进行固定，放置污水管窜动和下沉。

可选的，所述污水管分为若干拼接管，所述拼接管一端端部内侧壁上固设有内衬管，所述内衬管的外径与拼接管管口内径相适配，所述拼接管插入相邻拼接管未固定连接内衬管的一端管口。

通过采用上述技术方案，通过将污水管设置为若干拼接管，并设置内衬管，便于施工人员逐步的将污水管拼接并依次压入管路骨架装置内，内衬管用于将各个拼接管依次拼接，且当灌注混凝土浆时，减少混凝土浆从拼接管之间缝隙渗入污水管的可能性。

第二方面，本申请提供一种市政污水管道非开挖施工方法，采用如下的技术方案：

一种市政污水管道非开挖施工方法，包括以下步骤

S1:在欲铺设管道的管路路径上挖设若干施工井；

S2：在施工井内布置钻机，通过钻机沿预定管路延伸方向挖掘，相邻的施工井沿相对的方向挖掘，直到整条管路挖通，并对管路内壁进行固化处理；

S3：在其中一个施工井底部设置骨架推进装置，通过锚杆将基座与施工井底部连接，而后将管路骨架装置通过第一连接端与第三连接端的配合连接在骨架推进装置上，骨架推进装置将管路骨架装置旋转的推入管路中，施工人员将第一连接端与第三连接端分离，且骨架推进装置复位，通过吊机向施工井放入新的管路骨架装置，新的管路骨架装置通过第一连接端与第二连接端的配合、第一连接端与第三连接端的配合分别与已经推入管路的管路骨架装置和骨架推进装置连接，并将相邻的混凝土充填管道通过端部的螺纹连接头和螺纹端配合连接，并由骨架推进装置重复推进动作，直至管路骨架装置组成的整体贯穿整个管路；

S4:施工人员在施工井内设置推管装置，并将各个拼接管依次拼接并推入管路骨架装置内侧；

S5：施工人员封堵污水管与管路内壁之间空隙的两端，并通过混凝土浆泵向混凝土充填管道端部注入混凝土，直到混凝土浆充满污水管与管路内壁之间的空隙。

通过采用上述技术方案，施工人员通过S1-S5的步骤配合相应设备完成对管路铺设，通过挖设各个施工井，在井下钻设管路，管路贯通后，工作人员通过设置骨架推进装置将管路骨架装置推入管路，在向管路骨架装置内推入污水管，最后灌注混凝土对污水管进行固定和支撑，管道铺设。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过先设置管路骨架装置对管路内壁进行支撑，从而通过推管装置向骨架管路内壁上推入污水管道时，减少了污水管与管路土层内壁的坚硬异物碰撞，造成管道破碎泄露的可能性；

2.通过设置在管路骨架装置周向的螺旋板和螺旋牙板，当骨架推进装置旋转推进管路骨架装置时，通过螺旋压板与管路内壁土层的配合，将转动的一部分转化为骨架推进装置前进的动力，减少了骨架推进装置的载荷，从而节约了成本；

3.通过设置混凝土充填管道，向污水管的周向侧壁与管路内壁之间的空隙填充混凝土浆，对污水管进行支撑和定位，降低了污水管窜动和下沉的可能性。

附图说明

图1是本申请实施例用于体现设备整体结构的示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图3是本申请实施例用于体现施工方法中施工井和起吊架的结构示意图。

附图标记说明：1、管路骨架装置；11、支撑环；12、支撑杆；121、第一连击端；122、第二连接端；123、导向轮；13、螺旋板；131、螺纹牙板；14、掘土柱；15、混凝土充填管道；151、螺纹端；152、螺纹连接头；153、排浆孔；2、骨架推进装置；21、基座；22、液压推进架；221、液压缸；23、安装板；232、支撑架；24、转动力源；241、连接盘；242、第三连接端；3、污水管；31、拼接管；32、内衬管；4、施工井；5、起吊架。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

在市政污水管3道非开挖施工的过程中，施工人员沿预铺设管道的路线上均匀的挖设若干个施工井4，并在相邻的施工井4内通过钻机从两侧相对的将管路挖通，直至全部管路连通。

本申请实施例公开一种市政污水管3道非开挖施工设备。

参照图1，一种市政污水管3道非开挖施工设备包括若干管路骨架装置1、污水管3、骨架推进装置2和推管装置。其中推管装置为现有的技术。管路骨架装置1首先被推入挖通的管路当中，对管路的内壁起到支撑的作用，随工工作人员将污水管3逐段的推入管路支撑装置的内侧，实现污水管3的铺设。

管路骨架装置1包括若干同轴设置的支撑环11，支撑环11为金属材质。各个支撑环11的周向内侧壁上共同焊接有若干支撑杆12，支撑杆12均平行于支撑环11的轴线设置。各个支撑杆12同一端端部均设有第一连接端，且支撑杆12的远离第一连接端的端部设有第二连接端122。第一连接端和第二连接端122可以是相互配合的插块和插槽，或者是相互配合的连接角铁等，本实施例选用相互配合的插块和插槽，且第一连接端为插块，第二连接端122为插槽，插块和插槽相对的位置上开设有连接孔，连接孔内穿设有连接螺栓。支撑杆12朝向支撑环11轴线方向的侧壁上设有轮架，轮架上转动连接有转动轴垂直于支撑环11轴线的导向轮123。

支撑环11的内侧壁上固定连接有混凝土充填管道15，混凝土充填管道15平行于支撑环11的轴线方向设置，混凝土充填管道15两端均设有螺纹端151，且其中一个螺纹端151上套设有螺纹连接头152，当施工人员将相邻的管路骨架装置1拼接时，同步通过螺纹连接头152将相邻的两个混凝土充填管道15端部连接。

管路骨架装置1的周向设置有螺旋板13，螺旋板13环绕管路骨架装置1的外侧设置并沿支撑环11的周向螺旋延伸，螺旋板13与支撑环11的周向外侧壁焊接从而得到固定。螺旋板13上固定连接有与螺旋板13平行延伸的螺旋牙板，螺旋板13和螺旋牙板共同组成了管路骨架外侧的类外螺纹形结构。

污水管3由若干个拼接管31相互拼接而成，每个拼接管31其中一端的内壁上均固定连接有一个内衬管32，内衬管32的外径与污水管3的内径相适配，从而当各个拼接管31相互连接时，内衬管32插入拼接管31内，实现管道拼接，同时内衬管32将拼接管31之间的缝隙封堵，减少混凝土浆渗入污水管3内部的可能性。

骨架推进装置2包括基座21，基座21通过锚杆固定在施工井4的井底。基座21上固定连接有液压推进架22，液压推进架22上固定连接有若干液压缸221，液压缸221的活塞杆朝向管路设置，各个液压缸221的活塞杆端部共同固定连接有安装板23，安装板23上固定连接有转动力源24，转动力源24可以是大功率电机、柴油机等能够输出扭矩的动力装置，转动力源24装置下侧固定连接有移动推车。

转动力源24的输出轴上固定连接有连接盘241，安装板23上固定连接有支撑架232，支撑架232与连接盘241转动连接。连接盘241上固定连接有若干第三连接端242，第三连接端242与第一连接端为相互配合插块和插槽，且通过连接螺杆进行可拆卸连接。

骨架推进装置2通过第三连接端242与第一连接端的配合与管路骨架装置1连接，各个液压缸221沿管路的周向推进，转动力源24旋动管路骨架装置1，从而使管路骨架装置1一边转动一遍沿管路的轴向推进。

本实施例的实施原理为：在施工过程中，工作人员将首段管路骨架装置1通过骨架推进装置2推入管路内侧，并将其余管路骨架装置1通过第一连接端和第二连接端122将各个管路骨架装置1拼接，并通过骨架推进装置2将拼接的管路骨架装置1推入管路，而后通过推管装置将污水管3拼接并推入管路骨架装置1内侧，最后向污水管3与管路内壁土层之间灌注混凝土即可完成对污水管3的铺设。

本申请实施例还公开一种市政污水管道非开挖施工方法。一种市政污水管道非开挖施工方法，包括以下步骤，

S1:在欲铺设管道的管路路径上挖设若干施工井4，施工井4均匀的分布在管路的路径上，并且施工井4上侧均搭设有起吊架5，便于对重物从施工井4内吊起或放下；

S2：在施工井4内布置钻机，通过钻机沿预定管路延伸方向挖掘，相邻的施工井4沿相对的方向挖掘，直到整条管路挖通，并通过向管路内壁土层喷洒土壤固化剂，从而对管路内壁进行固化处理；

S3：在其中一个施工井4底部设置骨架推进装置2，通过锚杆将基座21与施工井4底部连接，而后将管路骨架装置1通过第一连接端与第三连接端242的配合连接在骨架推进装置2上，骨架推进装置2将管路骨架装置1旋转的推入管路中，施工人员将第一连接端与第三连接端242分离，且骨架推进装置2复位，通过吊机和起落架向施工井4放入新的管路骨架装置1，新的管路骨架装置1通过第一连接端与第二连接端122的配合、第一连接端与第三连接端242的配合分别与已经推入管路的管路骨架装置1和骨架推进装置2连接，并将相邻的混凝土充填管道15通过端部的螺纹连接头152和螺纹端151配合连接，并由骨架推进装置2重复推进动作，直至管路骨架装置1组成的整体贯穿整个管路；

S4:施工人员在施工井4内设置推管装置，将各个拼接管31依次吊装并拼接拼接，而后通过推管装置将各个拼接管31依次推入管路骨架装置1内侧，并使拼接管31拼接成整个污水管3；

S5：施工人员封堵污水管3与管路内壁之间空隙的两端，并通过混凝土浆泵向混凝土充填管道15端部注入混凝土，直到混凝土浆充满污水管3与管路内壁之间的空隙从而完成了对污水管3铺设。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种市政污水管道非开挖施工设备，包括推管装置，其特征在于：还包括若干管路骨架装置(1)、骨架推进装置(2)和污水管(3)，所述管路骨架装置(1)包括若干沿轴向依次排列的支撑环(11)，各个所述可支撑环(11)的周向内侧壁上共同固定连接有若干支撑杆(12)，所述支撑杆(12)平行于支撑环(11)的轴线设置，各个所述支撑杆(12)的同一端均设有第一连接端，所述支撑杆(12)远离第一连接端的一端设有第二连接端(122)，所述第一连接端与第二连接端(122)可拆卸连接，所述骨架推进装置(2)用于将管路骨架装置(1)推入挖好的管路中，所述顶管装置用于将污水管(3)推入各个支撑环(11)内侧当中。

2.根据权利要求1所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述骨架推进装置(2)包括基座(21)，所述基座(21)与土层固定连接，所述基座(21)上固定连接有液压推进架(22)，所述液压推进架(22)上固定连接有若干液压缸(221)，各个所述液压缸(221)的活塞杆端部共同连接有安装板(23)，安装板(23)上固定来连接有转动力源(24)，所述转动力源(24)的输出轴端部固定连接有连接盘(241)，所述连接盘(241)固定连接有第三连接端(242)，所述第三连接端(242)与第一连接端可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述安装板(23)上固定连接有支撑架(232)，所述连接盘(241)与支撑架(232)转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：各个所述管路骨架装置(1)位于支撑环(11)的外侧固设有螺旋板(13)，所述螺旋板(13)沿支撑环(11)的周向螺旋延伸，所述螺旋板(13)远离支撑环(11)的侧壁上固定连接有螺纹牙板(131)。

5.根据权利要求4所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述支撑环(11)的外壁上固定连接有若干掘土柱(14)。

6.根据权利要求1所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述支撑杆(12)朝向支撑环(11)轴线方向的侧壁上转动连接有若干导向轮(123)，各个所述导向轮(123)沿支撑杆(12)轴线方向排列，所述导向轮(123)的转动轴与支撑环(11)轴线垂直设置。

7.根据权利要求1所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述支撑环(11)的内壁上固设有若干混凝土充填管道(15)，所述混凝土充填管道(15)沿支撑环(11)的轴线方向延伸，所述混凝土充填管道(15)两端均设有螺纹端(151)，且所述螺纹端(151)上套设有螺纹连接头(152)，所述混凝土充填管道(15)的周向侧壁上开设有沿混凝土充填管道(15)轴线方向排列的排浆孔(153)。

8.根据权利要求7所述的一种市政污水管道非开挖施工设备，其特征在于：所述污水管(3)分为若干拼接管(31)，所述拼接管(31)一端端部内侧壁上固设有内衬管(32)，所述内衬管(32)的外径与拼接管(31)管口内径相适配，所述拼接管(31)插入相邻拼接管(31)未固定连接内衬管(32)的一端管口。

9.根据权利要求1-8任意一条所述的一种市政污水管(3)道非开挖施工方法，其特征在于：包括以下步骤

S1:在欲铺设管道的管路路径上挖设若干施工井(4)；

S2：在施工井(4)内布置钻机，通过钻机沿预定管路延伸方向挖掘，相邻的施工井(4)沿相对的方向挖掘，直到整条管路挖通，并对管路内壁进行固化处理；

S3：在其中一个施工井(4)底部设置骨架推进装置(2)，通过锚杆将基座(21)与施工井(4)底部连接，而后将管路骨架装置(1)通过第一连接端与第三连接端(242)的配合连接在骨架推进装置(2)上，骨架推进装置(2)将管路骨架装置(1)旋转的推入管路中，施工人员将第一连接端与第三连接端(242)分离，且骨架推进装置(2)复位，并通过吊机向施工井(4)放入新的管路骨架装置(1)，新的管路骨架装置(1)通过第一连接端与第二连接端(122)的配合、第一连接端与第三连接端(242)的配合分别与已经推入管路的管路骨架装置(1)和骨架推进装置(2)连接，并将相邻的混凝土充填管道(15)通过端部的螺纹连接头(152)和螺纹端(151)配合连接，并由骨架推进装置(2)重复推进动作，直至管路骨架装置(1)组成的整体贯穿整个管路；

S4:施工人员在施工井(4)内设置推管装置，并将各个拼接管(31)依次拼接并推入管路骨架装置(1)内侧；

S5：施工人员封堵污水管(3)与管路内壁之间空隙的两端，并通过混凝土浆泵向混凝土充填管道(15)端部注入混凝土，直到混凝土浆充满污水管(3)与管路内壁之间的空隙。

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