一种用于非开挖施工的管道更换方法与流程

本发明涉及在地下非开挖方式铺设或者回收管道的技术领域，尤其是一种用于非开挖施工的管道更换方法。

背景技术：

在现有技术中，对地下管道更换过程中，为了避免阻碍交通、影响周围环境以及施工效率低的缺陷，通常采用非开挖方式铺设更换或者回收管道。而在非开挖方式更换管道过程中，通常在夯管锤前端安装打碎旧管道的装置，对旧管道打碎之后，通过夯管锤扩容，拉动新管道，铺设新管道。尤其是增容更换管道过程中，对待更换旧管道打碎，旧管道的残渣占用管道所在地基空间，新管道占用地基又大于旧管道占用地基，对地基空间疏密程度影响严重，容易出现地表鼓起，影响地面建筑质量。

由此可知，在现有技术中，对旧管道打碎施工方法中，无法排出旧管道，旧管道残渣占用地基空间，容易造成地表鼓起从而影响地表建筑质量。

技术实现要素：

针对上述背景技术中所存在的缺陷，本发明的技术方案如下：

一方面提供了一种用于非开挖施工的管道更换方法，包括如下步骤：

步骤一、在待更换旧管道的两端面所在位置，挖主工作坑和副工作坑，将待更换旧管道的两端部外露在主工作坑和副工作坑内部；

步骤二、在副工作坑一侧的地表安装钻机，钻机带动钻杆钻入副工作坑内部，进一步穿过待更换旧管道内部，并在主工作坑内伸出；

步骤三、在夯管锤的前端锥体位置连接推挡板，所述推挡板适应待更换旧管道横截面形状和尺寸，在推挡板的管道推挡面固定连接卡接待更换旧管道的推管头套筒；

步骤四、钻机的高压空气输入端通过高压气管连接空压机的高压空气输出端，钻机通过钻杆将高压空气通道连通到夯管锤高压空气输入端；

步骤五、在钻杆的主工作坑内的一端部通过连接短节连接夯管锤前端部；

步骤六、推管头套筒卡接待更换旧管道；

步骤七、在夯管锤的另一端连接待更换新管道；

步骤八、启动空压机，空压机的高压空气输出端输出高压空气，高压空气通过高压气管输入钻机，钻机通过钻杆内部的空腔输入到夯管锤的高压空气输入端；

步骤九、钻杆连接钻机的一端拉动钻杆，钻杆拉动夯管锤；夯管锤在空压机带动下振动，夯管锤推动推挡板，推挡板推动待更换旧管道在副工作坑内伸出，待更换新管道在主工作坑端拉入；

步骤十、根据副工作坑的大小，推出一段待更换旧管道，截断回收，再继续推动剩余的待更换旧管道，直至待更换旧管道完全推出、待更换新管道穿入待更换旧管道位置。

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中，推挡板中心开设适应夯管锤前端锥体形状、尺寸的受力孔，所述受力孔与夯管锤的前端锥体位置适应连接，所述推挡板形状、尺寸与待更换旧管道的横截面形状、尺寸相应。

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中，所述推管头套筒包括：内套筒和外套筒；所述外套筒围绕所述内套筒设置，所述外套筒的内径与所述内套筒的外径之差为30-90mm。

在一种优选的实施方式中，所述内套筒外部与所述待更换旧管道内部相配合，所述待更换旧管道的内径与内套筒的外径之差为10-40mm。

在一种优选的实施方式中，所述外套管内部与待更换旧管道外部相配合，所述外套管的内径与待更换旧管道外径之差为10-40mm。

在一种优选的实施方式中，包括：圆锥筒状的套筒引头，所述套筒引头的敞口端与内套筒远离推挡板的管口固定连接或者一体成型，所述套筒引头的敞口端外径与内套筒的外径相应。

在一种优选的实施方式中，所述内套筒内壁与推挡板之间固定连接多个前筋板。

在一种优选的实施方式中，还包括：锥筒，所述锥筒的敞口端固定连接在推挡板边缘处，所述锥筒的缩口端固定连接外套筒外壁。

在一种优选的实施方式中，所述推挡板的另一侧面靠近边缘位置固定连接多个后筋板。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明技术方案中，通过推管头对待更换旧管道推出，并通过夯管锤将待更换新管道拉入管道所在位置。避免了现有技术的方法中，只是将旧管道打碎，旧管道残渣占用地基空间，影响地基质量，从而影响地表建筑物质量。本发明的施工方法施工工艺简单，降低工作人员劳动强度，将旧管道回收，保证了施工地表建筑物的质量不受影响。

本发明技术方案中，推挡板的管道推挡面上固定连接推管头套管，推挡板的非管道推挡面连接夯管锤。在施工过程中，推挡板推动待更换旧管道，推管头套管保护旧管道，避免旧管道的管口变形影响推动。避免了现有技术中通过打碎旧管道的方式，再铺设新管道，旧管道残渣占用地基空间，影响地基的疏密，从而影响地面建筑物质量的缺陷。本发明的推管头可以避免了旧管道残渣占用地基空间，影响地基质量的缺陷；并且将旧管道从地基中推出从而回收利用，避免旧管道残渣污染环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一种实施方式中，用于非开挖施工的管道更换方法的施工工艺示意图；

图2为本发明一种实施方式中，用于非开挖施工的管道更换方法的推管头剖视图；

图3为图2的A向视图；

图4为图2的B-B线剖视图；

图5为图2的C向视图；

图6为本发明一种实施方式中，用于非开挖施工的管道更换方法的更换装置的结构示意图；

其中，1、内套筒引头，2、内套筒，3、外套筒，4、前筋板，5、锥筒，6、推挡板，7、后筋板，8、受力孔，9、推管腔，10、待更换旧管道，11、钻杆，12、夯管锤，20、推管头，21、主工作坑，22、副工作坑，23、钻机。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，本发明的一个实施例中，一种用于非开挖施工的管道更换方法，包括如下步骤：

步骤一、在待更换旧管道10的两端面所在位置，挖主工作坑21和副工作坑22，将待更换旧管道10的两端部外露在主工作坑21和副工作坑22内部。

步骤二、在副工作坑22一侧的地表安装钻机11，钻机23带动钻杆11钻入副工作坑22内部，进一步穿过待更换旧管道10内部，并在主工作坑21内伸出。

步骤三、在夯管锤12的前端锥体位置连接推挡板6，推挡板6适应待更换旧管道10横截面形状和尺寸，在推挡板6的管道推挡面固定连接卡接待更换旧管道10的推管头套筒。

步骤四、钻机23的高压空气输入端通过高压气管连接空压机的高压空气输出端，钻机23通过钻杆11将高压空气通道连通到夯管锤12高压空气输入端。

步骤五、在钻杆11的主工作坑21内的一端部通过连接短节连接夯管锤12前端部。

步骤六、推管头套筒卡接待更换旧管道10。

步骤七、在夯管锤12的另一端连接待更换新管道。

步骤八、启动空压机，空压机的高压空气输出端输出高压空气，高压空气通过高压气管输入钻机23，钻机23通过钻杆11内部的空腔输入到夯管锤12的高压空气输入端。

步骤九、钻杆11连接钻机23的一端拉动钻杆11，钻杆11拉动夯管锤12；夯管锤12在空压机带动下振动，夯管锤12推动推挡板6，推挡板6推动待更换旧管道10在副工作坑22内伸出，待更换新管道在主工作坑21端拉入。

步骤十、根据副工作坑22的大小，推出一段待更换旧管道10，截断回收，再继续推动剩余的待更换旧管道10，直至待更换旧管道10完全推出、待更换新管道穿入待更换旧管道10位置。

本发明的一个实施例，推管头20包括一个推挡板6，在推挡板6的管道推挡面上固定连接推管头套筒的一端管口。优选的推挡板6的厚度为50-120mm。

为了降低推挡板6受到待更换旧管道外围地基影响，选择推挡板6形状、尺寸待更换旧管道10的横截面形状、尺寸相应，优选的推挡板6边缘与待更换旧管道10外壁之间的距离为0-200mm。

为了进一步保证待更换旧管道10的管口质量，避免推挡板6在推动过程中损坏，在一种实施例中，推管头20包括：内套筒2和外套管3，内套筒2伸入待更换旧管道10内部，起到为推管头20导向，避免待更换旧管道10向内部弯曲变形。外套筒3围绕内套筒2设置，外套筒3保护待更换旧管道10外部，避免待更换旧管道10向外变形弯曲。进一步保证了推管头20对待更换旧管道10从地基内部推出，保证施工过程的顺利进行。外套筒3的内径与内套筒2的外径之差为30-90mm，优选的适应待更换旧管道10的厚度设计。在内套筒2与外套筒3之间形成推管腔9，方便推动待更换旧管道10，保护待更换旧管道10。

为了保证内套筒2对待更换旧管道10更好地保护，又能保证内套筒2顺利的伸入待更换旧管道10内部，内套筒2外部与待更换旧管道10内部相配合，待更换旧管道10的内径与内套筒2的外径之差为10-40mm，优选的为20mm。

为了保证外套筒3对待更换旧管道10更好地保护，保证待更换旧管道10可以顺利的慎入外套管3内部，外套管3内部与待更换旧管道10外部相配合，外套管3的内径与待更换旧管道10外径之差为10-40mm，优选的为20mm。

为了方便内套筒2伸入待更换旧管道10内部，在内套筒2远离推挡板6一端部固定连接或者一体成型套筒引头1，套筒引头1为圆锥筒状。套筒引头1的敞口端与内套筒2连接，套筒引头1的敞口端外径与内套筒2的外径相应，并且平滑的过渡。

为了提高内套筒2与推挡板6之间的连接强度，避免内套筒2损坏导致推管头20无法使用。在内套筒2内壁与推挡板6之间固定连接多个前筋板4。优选的采用四个前筋板4。

为了提高内套筒2与推挡板6之间的连接强度，实现推管头20扩容的作用。在推管头20的外套筒3外壁连接锥筒5，锥筒5的敞口端固定连接在推挡板6边缘处，锥筒5的缩口端固定连接外套筒3外壁。锥筒5的形状为锥形凸台状。

为了保证推挡板6受力位置的强度，推挡板6的另一侧面靠近边缘位置固定连接多个后筋板7。后筋板7的一侧在推挡板6的边缘位置，后筋板7的另一侧超过待更换旧管道10内径位置。

本发明另一种实施例中，一种用于非开挖施工的管道更换装置，包括连接钻机23的钻杆11、夯管锤12以及上述技术方案的推管头20，夯管锤12的前端锥体与受力孔8配合连接，夯管锤12的前端部通过连接短节连接钻杆11端部。

优选的，夯管锤12为impactor气动锤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。