[实用新型]一种半开挖吃管管道更新掘进机及施工系统

说明书

本实用新型公开了一种半开挖吃管管道更新掘进机及施工系统，所述掘进机包括盾体，设在所述盾体前端的刀盘，设在盾体内且与所述刀盘驱动连接的驱动装置，设在刀盘靠近驱动装置一侧用于收集刀盘排出的泥土的泥土舱，设在盾体内且与驱动装置连接的钻杆，固定在钻杆上的螺旋叶片，设在螺旋叶片远离刀盘一侧的排土装置；还包括盾尾，盾尾用于接收排土装置排除的泥土。本实用新型的施工系统结合了明挖和非开挖的优点，旧管拆除、新管铺设、紧随其后的垂直排土装置将土运到地表上方完成回填，多个工作同步完成，施工速度快，可对环境和社会的影响降到最低。

技术领域

本实用新型涉及一种掘进机及施工系统，尤其涉及一种半开挖吃管管道更新掘进机及施工系统。

背景技术

随着城镇化进程加快，城市人口增加，用地面积扩张，城市地下管道面临着老化破损；而且旧的管道直径太小，无法满足使用要求。因此，针对旧管道更新技术面临重大需求。管道更新是指：旧管道发生结构性破坏，或者功能无法满足需求时，进行全断面替换，即在旧管道原位重新修一条截面相同或者更大的管道。

现有的管道更新方法包括明挖法、碎裂管法和吃管法。

明挖法为：将地面挖开，拆除旧管后，形成新的管沟，在沟内进行管道安装，或者在沟上进行管道预制，然后通过起重设备放置到沟中的施工方法。

如图1所示，碎裂管法为：将一个圆锥形爆管工具插入旧管道中，通过定向钻机或顶管机驱使它通过管道并将其破碎，破碎的管道被挤入周围土体，同时，爆管工具后面的新管道也跟着一起被拉或者顶进。裂管工具有气动冲击爆管、液压爆管、静力爆管。

如图2所示，吃管法为：采用切削工具将旧管道碾碎，特殊设计的切削工具可以“吃”掉管道和土层以及土层内的任何障碍物。碎屑通过管道切削头后面连接的泥浆管排出到地表，整个系统可以采用远程监控+激光导向。切削头和顶管体从装有顶进设备的发射坑进入土层，顶进装备给切削头提供压力。

上述方法均存在一定技术问题。例如，明挖法的土方开挖大和地面恢复成本高；需要进行土方拉运和堆放，造成环境影响。施工用地多，影响地面交通，易造成不良社会影响。碎裂管法采用爆管头把旧管道破碎，旧管道碎片被挤入周围土体：1)碎片会对旧管道周围可能有的其他管道、电缆、光缆等地下设施造成危害；2)管道碎片会对原位更新的管道防腐结构和外壁造成损伤；3)爆管头尺寸大于旧管道，裂管时会挤压地层，可能造成地面的隆起，危害地面设施。

吃管法采用切削工具将旧管道碾碎，碎屑通过管道切削头后面连接的新管道排出到地表。该方法可以应对各种地质，但是具有如下缺点：1)成本高，需要修筑接收井和发送井，进行基坑支护，而且在地下水位较高的区域还要进行24小时不间断降水作业；2)因为施工前期的准备工作较多，工期相对较长；3)无法应对近地表的管道更新，因为可能造成地面的隆起或塌陷。

综上可知，如果采用传统的明挖法施工，不仅影响道路交通的正常运行，也可能造成旧管道周围的管道、线缆的损坏，对自然环境也有较大影响；如果采用非开挖技术，对于近地表的、地下水位较高等特殊位置的旧管道更新时，可能带来：1)地表的沉降或者隆起，2)需修建“发送坑”、“接收坑”、进行基坑降水等前期准备工作，不仅增加了施工成本、延长工期，同时也会造成不良的社会影响。

因此，研制一种适用近地表、地下水位高、地质条件不稳等特殊地区旧管道原位破除和新管道同步敷设的掘进机很有必要。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种实现管道更新的旧管拆除、新管铺设、回填同步完成的半开挖吃管管道更新掘进机；本实用新型的另一目的是提供一种半开挖吃管管道更新施工系统。