一种装配式破管掘进装置的制作方法

1.本实用新型属于管道维修技术领域，特别涉及一种装配式破管掘进装置。

背景技术：

2.伴随着城市化进程的快速发展，城市地下管道的更新问题愈发显著。随着多数地下旧管管龄不断增长，地下管道由于缺少维护而漏损严重，还有可能引发路面坍陷、泄漏爆炸等问题。常规管道更新均采用明挖法，明挖法会严重破坏现存道路结构、影响周边交通。同时，明挖法的施工成本通长较高。
3.非开挖管道更换法于上世纪60年代在西方国家兴起，随后广泛用于石油天然气行业，后逐渐应用于给排水管道的改造中。非开挖管道更换法以其高效、优质、成本适中且对环境友善的优势，目前已经在很多国家得到实践应用。现主流的非开挖管道更换法主要包括：1)破管外挤法(又包括气动、液压碎裂管法和静拉力碎裂管法)；2)破管顶进法(又包括水平螺旋钻推进法和顶管掘进法)；3)吃管法。
4.当前，管道更新的施工技术主要存在以下问题：
5.(1)明挖法会严重破坏现存道路结构、影响周边交通。同时，明挖法的施工成本通长较高。
6.(2)破管外挤法采用碎裂管设备从内部破坏原有管道，将原有管道碎片挤入周围土体并形成管孔，进一步地，同步拉入新管道。该方法需要特殊的定制化装备，且操作过程较为复杂。
7.(3)破管顶进法采用适合切割硬岩的微型隧道掘进机，利用导向钻头沿着旧管道，用比旧管道口径更大的刀盘将旧管道和土壤或岩石一起切削破坏后，通过套管保持断面形状，将碎屑运出，同时将与开挖断面尺寸相同的新管道顶入。该方法需要根据原有管道设计顶进装备，且施工成本较高，过程不易控制。
8.(4)现有技术在掘进过程中产生大量污废水，无法循环使用。
9.(5)破管外挤法及破管顶进法均需针对既有埋地管道状况进行定制专用设备，施工成本高。
10.(6)破管外挤法及破管顶进法施工均需提前预留施工井，且无法在施工过程中出现机械故障后，对顶进或破进设备进行及时更换。
11.(7)常规吃管法需要定制化的施工装备，施工成本高，且不易实时维护更换。

技术实现要素：

12.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种环形钢板撑能重复使用的装配式破管掘进装置。
13.本实用新型所采用的技术方案为：
14.一种装配式破管掘进装置，包括用于破除原有管路的工具管，工具管可拆卸连接有环形钢板撑，环形钢板撑的另一端设置有若干液压顶，环形钢板撑远离工具管的一侧设
置有顶管，顶管与若干液压顶接触；所述环形钢板撑包括两块半圆钢板撑，两块半圆钢板撑可拆卸连接。
15.本实用新型的顶管、环形钢板撑和工具管顶进，以破除原有管路。当破管工作完成后，通过液压缸将环形钢板撑与顶管之间顶开一定距离，再将环形钢板撑与工具管之间的连接件拆开，环形钢板撑能前后松动。将两块半圆钢板撑之间的连接件拆开，则半圆钢板撑能与土层脱开，方便将两块半圆钢板撑取出。环形钢板撑上附带较多设备，本实用新型通过将环形钢板撑拆卸出来，可对其重复进行。本实用新型基于装配式的理念，使环形钢板撑可以原位组装中间，实时更换。
16.作为本实用新型的优选方案，所述工具管靠近环形钢板撑的一端内固定有若干轴向固定件和径向固定件，环形钢板撑靠近工具管的一端内固定有若干轴向连接件和径向连接件；所述工具管与环形钢板撑连接时，轴向固定件与轴向连接件连接，径向固定件与径向连接件连接。当环形钢板撑移动到位后，通过将轴向固定件与轴向连接件连接、径向固定件与径向连接件连接，使工具管与环形钢板撑可靠连接，环形钢板撑能推动工具管可靠移动。
17.作为本实用新型的优选方案，所述环形钢板撑内部的上侧连接有喷水降尘构件，喷水降尘构件的出口朝向工具管方向；所述环形钢板撑的内部的下侧设置有排水管；所述喷水降尘构件的进口与排水管的出口之间通过管道连接有水循环装置。顶管施工过程中，喷水降尘构件对施工区域进行喷水降尘。污水由排水管排进水循环装置，水循环装置对污水进行净化后重新排入喷水降尘构件，从而循环利用水资源。
18.作为本实用新型的优选方案，所述水循环装置包括排水泵，排水泵的进口通过管道与排水管的出口连接；所述水循环装置还包括水处理池，水处理池内通过隔板分隔成沉淀池和清水池，排水泵的出口通过管道与沉淀池连通，隔板的上部设置有溢流口，清水池内设置有增压泵，增压泵的出口通过管道与喷水降尘构件的进口连通。排水泵通过排水管将污水抽进沉淀池内，污水在沉淀池内沉淀，清水通过隔板上部的溢流口溢流到清水池内。增压泵将清水池中的清水重新抽到喷水降尘构件，从而水路形成循环，并且循环过程中对水进行净化。
19.作为本实用新型的优选方案，所述沉淀池的底部安装有螺旋杆，螺旋杆的一端连接有排泥泵，螺旋杆的出口端设置有集泥箱，集泥箱设置于水处理池外。排泥泵驱动螺旋杆转动，则螺旋杆能将沉淀池内的污泥排入集泥箱内，避免沉淀池内残留过多污泥。
20.作为本实用新型的优选方案，所述环形钢板撑的外壁上设置有若干用于监测土层压力的土层压力传感器。土层压力传感器能实时监测顶管施工过程中土层压力，实现对施工全过程的智能化监测，提高施工安全性。
21.作为本实用新型的优选方案，所述环形钢板撑内还安装有若干朝向工具管方向的闭路电视构件。闭路电视构件为全景式影像系统，其对施工环境进行监测。
22.作为本实用新型的优选方案，所述顶管内安装有废弃物传输机构。废弃物传输机构能将废弃物输送出来，避免废弃物堵塞装置。
23.作为本实用新型的优选方案，所述废弃物传输机构包括安装于顶管内的若干支撑座，支撑座上安装有传送轮，若干传送轮之间传动连接有履带，履带的两侧设置有挡板，挡板固定于支撑座上。驱动传送轮时，履带将废弃物输送出来。挡板能阻挡废弃物从履带上掉落。
24.作为本实用新型的优选方案，还包括通风机构，通风机构包括通风泵，通风泵的出口连接有出气管，出气管连接有作业区通气管，作业区通气管连接于环形钢板撑内。通风泵通过出气管将新风送入作业区通气管，保证作业区通风顺畅，保证作业安全。
25.本实用新型的有益效果为：
26.本实用新型的顶管、环形钢板撑和工具管顶进，以破除原有管路。当破管工作完成后，通过液压缸将环形钢板撑与顶管之间顶开一定距离，再将环形钢板撑与工具管之间的连接件拆开，环形钢板撑能前后松动。将两块半圆钢板撑之间的连接件拆开，则半圆钢板撑能与土层脱开，方便将两块半圆钢板撑取出。环形钢板撑上附带较多设备，本实用新型通过将环形钢板撑拆卸出来，可对其重复进行。本实用新型基于装配式的理念，使环形钢板撑可以原位组装中间，实时更换。
附图说明
27.图1是本实用新型的结构示意图；
28.图2是本实用新型的部分结构图；
29.图3是工具管的结构示意图；
30.图4是图3中a处的局部放大图；
31.图5是环形钢板撑第一方向的结构示意图；
32.图6是图5中b处的局部放大图；
33.图7环形钢板撑第二方向的结构示意图；
34.图8是图7中c处的局部放大图；
35.图9是水循环装置的结构示意图；
36.图10是通风机构的结构示意图；
37.图11是废弃物传输机构的结构示意图。
38.图中：1-工具管；2-环形钢板撑；3-顶管；4-水循环装置；5-废弃物传输机构；6-通风机构；11-轴向固定件；12-径向固定件；21-液压顶；22-半圆钢板撑；23-轴向连接件；24-径向连接件；25-喷水降尘构件；26-排水管；27-土层压力传感器；28-闭路电视构件；29-作业区通气管；41-排水泵；42-隔板； 43-沉淀池；44-清水池；45-增压泵；46-螺旋杆；47-排泥泵；48-集泥箱；51
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支撑座；52-传送轮；53-履带；54-挡板；61-出气管；62-通风泵；111-轴向固定块；121-径向固定块；221-中间固定块；222-中间丝杆；231-轴向连接块； 232-轴向丝杆；241-径向连接块；242-径向丝杆；243-水平仪；421-溢流口。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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
属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.如图1和图2所示，本实施例的装配式破管掘进装置，包括用于破除原有管路的工具管1，工具管1可拆卸连接有环形钢板撑2，环形钢板撑2的另一端设置有若干液压顶21，环形钢板撑2远离工具管1的一侧设置有顶管3，顶管3 与若干液压顶21接触；所述环形钢板撑2包括两块半圆钢板撑22，两块半圆钢板撑22可拆卸连接。
42.本实用新型的顶管3、环形钢板撑2和工具管1顶进，以破除原有管路。当破管工作完成后，通过液压缸将环形钢板撑2与顶管3之间顶开一定距离，再将环形钢板撑2与工具管1之间的连接件拆开，环形钢板撑2能前后松动。将两块半圆钢板撑22之间的连接件拆开，则半圆钢板撑22能与土层脱开，方便将两块半圆钢板撑22取出。环形钢板撑2上附带较多设备，本实用新型通过将环形钢板撑2拆卸出来，可对其重复进行。本实用新型基于装配式的理念，使环形钢板撑2可以原位组装中间，实时更换。
43.具体地，如图3～图6所示，所述工具管1靠近环形钢板撑2的一端内固定有若干轴向固定件11和径向固定件12，环形钢板撑2靠近工具管1的一端内固定有若干轴向连接件23和径向连接件24；所述工具管1与环形钢板撑2连接时，轴向固定件11与轴向连接件23连接，径向固定件12与径向连接件24连接。当环形钢板撑2移动到位后，通过将轴向固定件11与轴向连接件23连接、径向固定件12与径向连接件24连接，使工具管1与环形钢板撑2可靠连接，环形钢板撑2能推动工具管1可靠移动。
44.轴向固定件11包括固定于工具管1内的轴向固定块111，轴向固定块111 上设置有轴向的螺纹孔。轴向连接件23包括固定于环形钢板撑2内的轴向连接块231，轴向连接块231上固定有轴向丝杆232。连接工具管1与环形钢板撑2 时，轴向丝杆232插入轴向固定块111的螺纹孔后，再连接正向螺母和反向螺母，并紧固。
45.径向固定件12包括固定于工具管1内的径向固定块121，径向固定块121 上设置有径向的螺纹孔。径向连接件24包括固定于环形钢板撑2内的径向连接块241，径向连接块241上螺纹连接有径向丝杆242。连接工具管1与环形钢板撑2时，径向丝杆242与径向固定块121的螺纹孔螺纹连接，再连接正向螺母和反向螺母，并紧固。径向连接块241上还设置有水平仪243，用于观察径向固定件12与径向连接件24之间是否连接到位。
46.若干轴向固定件11和若干径向固定件12在工具管1内间隔、均布设置，若干轴向连接件23和若干径向连接件24在环形钢板撑2内间隔、均布设置。
47.如图7和图8所示，半圆钢板撑22内固定有中间固定块221，两块半圆钢板撑22的中间固定块221拼合到一起，并通过中间丝杆222连接。中间丝杆222 上固定丝杠固定帽，中间丝杆222上螺纹连接正向螺母和反向螺母。中间丝杆 222固定帽与正向螺母之间连接有压力检测装置，用于检测中间丝杆222是否拧紧。两块半圆钢板撑22的相邻中间固定块221之间还设置有压力传感器，用于检测两个中间固定块221是否可靠连接。
48.如图5和图7所示，为了对作业区域进行降尘，所述环形钢板撑2内部的上侧连接有喷水降尘构件25，喷水降尘构件25的出口朝向工具管1方向；所述环形钢板撑2的内部的下侧设置有排水管26；所述喷水降尘构件25的进口与排水管26的出口之间通过管道连接有水循环装置4。顶管3施工过程中，喷水降尘构件25对施工区域进行喷水降尘。污水由排水管26排进水循环装置4，水循环装置4对污水进行净化后重新排入喷水降尘构件25，从而循环利
用水资源。
49.其中，如图9，所述水循环装置4包括排水泵41，排水泵41的进口通过管道与排水管26的出口连接；所述水循环装置4还包括水处理池，水处理池内通过隔板42分隔成沉淀池43和清水池44，排水泵41的出口通过管道与沉淀池 43连通，隔板42的上部设置有溢流口421，清水池44内设置有增压泵45，增压泵45的出口通过管道与喷水降尘构件25的进口连通。排水泵41通过排水管 26将污水抽进沉淀池43内，污水在沉淀池43内沉淀，清水通过隔板42上部的溢流口421溢流到清水池44内。增压泵45将清水池44中的清水重新抽到喷水降尘构件25，从而水路形成循环，并且循环过程中对水进行净化。
50.所述沉淀池43的底部安装有螺旋杆46，螺旋杆46的一端连接有排泥泵47，螺旋杆46的出口端设置有集泥箱48，集泥箱48设置于水处理池外。排泥泵47 驱动螺旋杆46转动，则螺旋杆46能将沉淀池43内的污泥排入集泥箱48内，避免沉淀池43内残留过多污泥。
51.如图4和图5所示，为了对作业区域进行监测，所述环形钢板撑2的外壁上设置有若干用于监测土层压力的土层压力传感器27，所述环形钢板撑2内还安装有若干朝向工具管1方向的闭路电视构件28。土层压力传感器27能实时监测顶管3施工过程中土层压力；闭路电视构件28为全景式影像系统，其对施工环境进行监测，土层压力传感器27和闭路电视构件28实现对施工全过程的智能化监测，提高施工安全性。
52.更进一步，如图11所示，所述顶管3内安装有废弃物传输机构5。废弃物传输机构5能将废弃物输送出来，避免废弃物堵塞装置。其中，所述废弃物传输机构5包括安装于顶管3内的若干支撑座51，支撑座51上安装有传送轮52，若干传送轮52之间传动连接有履带53，履带53的两侧设置有挡板54，挡板54 固定于支撑座51上。驱动传送轮52时，履带53将废弃物输送出来。挡板54 能阻挡废弃物从履带53上掉落。
53.更进一步，如图4和图10所示，还包括通风机构6，通风机构6包括通风泵62，通风泵62的出口连接有出气管61，出气管61连接有作业区通气管29，作业区通气管29连接于环形钢板撑2内。通风泵62通过出气管61将新风送入作业区通气管29，保证作业区通风顺畅，保证作业安全。
54.需要说明的是，如图5和图7所示，环形钢板撑2内设置有台阶，若干液压顶21均布于靠近顶管3一侧的台阶上，顶管3套设于环形钢板撑2的外环内并与环形钢板撑2的台阶上的若干液压顶21接触。闭路电视构件28安装于环形钢板撑2靠近工具管1一侧的台阶上，方便闭路电视构件28对作业区进行全景摄影。
55.本实用新型实现了对掘进过程产生污水的回用处理，同时引入自动清理及压缩淤泥装置。本实用新型引入全景式影像系统及压力监测系统，对顶管3施工过程中的土压力及施工环境进行监测，实现对施工全过程的智能化监测，提高施工安全性。本实用新型的设计基于装配式的理念，环形钢板撑2可以原位组装拼接，实时更换。
56.工作原理：
57.将环形钢板撑2与工具管1进行连接，顶管3、环形钢板撑2和工具管1顶进作业，破除原有管路。作业过程中，喷水降尘构件25对施工区域进行喷水降尘。污水由排水管26排进水循环装置4，水循环装置4对污水进行净化后重新排入喷水降尘构件25。排水泵41通过排水管26将污水抽进沉淀池43内，污水在沉淀池43内沉淀，清水通过隔板42上部的溢流口421溢流到清水池44内。增压泵45将清水池44中的清水重新抽到喷水降尘构件25。通风泵62通
过出气管61将新风送入作业区通气管29，保证作业区通风顺畅，保证作业安全。废弃物传输机构5能将废弃物输送出来，避免废弃物堵塞装置。土层压力传感器27 实时监测顶管3施工过程中土层压力；闭路电视构件28对施工环境进行监测，土层压力传感器27和闭路电视构件28实现对施工全过程的智能化监测，提高施工安全性。
58.破管作业完成后，通过液压缸将环形钢板撑2与顶管3之间顶开一定距离，再将环形钢板撑2与工具管1之间的连接件拆开，环形钢板撑2能前后松动。将两块半圆钢板撑22之间的连接件拆开，则半圆钢板撑22能与土层脱开，方便将两块半圆钢板撑22取出。
59.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种装配式破管掘进装置，其特征在于：包括用于破除原有管路的工具管(1)，工具管(1)可拆卸连接有环形钢板撑(2)，环形钢板撑(2)的另一端设置有若干液压顶(21)，环形钢板撑(2)远离工具管(1)的一侧设置有顶管(3)，顶管(3)与若干液压顶(21)接触；所述环形钢板撑(2)包括两块半圆钢板撑(22)，两块半圆钢板撑(22)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述工具管(1)靠近环形钢板撑(2)的一端内固定有若干轴向固定件(11)和径向固定件(12)，环形钢板撑(2)靠近工具管(1)的一端内固定有若干轴向连接件(23)和径向连接件(24)；所述工具管(1)与环形钢板撑(2)连接时，轴向固定件(11)与轴向连接件(23)连接，径向固定件(12)与径向连接件(24)连接。3.根据权利要求1所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述环形钢板撑(2)内部的上侧连接有喷水降尘构件(25)，喷水降尘构件(25)的出口朝向工具管(1)方向；所述环形钢板撑(2)的内部的下侧设置有排水管(26)；所述喷水降尘构件(25)的进口与排水管(26)的出口之间通过管道连接有水循环装置(4)。4.根据权利要求3所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述水循环装置(4)包括排水泵(41)，排水泵(41)的进口通过管道与排水管(26)的出口连接；所述水循环装置(4)还包括水处理池，水处理池内通过隔板(42)分隔成沉淀池(43)和清水池(44)，排水泵(41)的出口通过管道与沉淀池(43)连通，隔板(42)的上部设置有溢流口(421)，清水池(44)内设置有增压泵(45)，增压泵(45)的出口通过管道与喷水降尘构件(25)的进口连通。5.根据权利要求4所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述沉淀池(43)的底部安装有螺旋杆(46)，螺旋杆(46)的一端连接有排泥泵(47)，螺旋杆(46)的出口端设置有集泥箱(48)，集泥箱(48)设置于水处理池外。6.根据权利要求1所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述环形钢板撑(2)的外壁上设置有若干用于监测土层压力的土层压力传感器(27)。7.根据权利要求1所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述环形钢板撑(2)内还安装有若干朝向工具管(1)方向的闭路电视构件(28)。8.根据权利要求1所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述顶管(3)内安装有废弃物传输机构(5)。9.根据权利要求8所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：所述废弃物传输机构(5)包括安装于顶管(3)内的若干支撑座(51)，支撑座(51)上安装有传送轮(52)，若干传送轮(52)之间传动连接有履带(53)，履带(53)的两侧设置有挡板(54)，挡板(54)固定于支撑座(51)上。10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种装配式破管掘进装置，其特征在于：还包括通风机构(6)，通风机构(6)包括通风泵(62)，通风泵(62)的出口连接有出气管(61)，出气管(61)连接有作业区通气管(29)，作业区通气管(29)连接于环形钢板撑(2)内。

技术总结

本实用新型属于管道维修技术领域，特别涉及一种装配式破管掘进装置。其技术方案为：一种装配式破管掘进装置，包括用于破除原有管路的工具管，工具管可拆卸连接有环形钢板撑，环形钢板撑的另一端设置有若干液压顶，环形钢板撑远离工具管的一侧设置有顶管，顶管与若干液压顶接触；所述环形钢板撑包括两块半圆钢板撑，两块半圆钢板撑可拆卸连接。本实用新型提供了一种环形钢板撑能重复使用的装配式破管掘进装置。掘进装置。掘进装置。