阅读说明：本技术 一种环切拔管施工工艺及环切拔管钻机 (Circular cutting pipe drawing construction process and circular cutting pipe drawing drilling machine ) 是由 姜志广 张景瑞 于 2020-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供本发明提供了一种环切拔管施工工艺及环切拔管钻机,针对非开挖管道更换维修技术难点,利用环切拔管钻机,沿着待更换旧管道外壁切削出环形空间,实现待更换旧管道与周边泥土彻底剥离,沿着待更换旧管道外壁形成环形的空间,为后续拖离待更换旧管道和安装铺设新管道工作创造良好的施工前提,由于铣出的环形孔空间比原有的管道外径大,在施工过程中可以避免待更换旧管道的结构性损坏而造成的施工困难,同时可以通过再次扩孔的方式,按照设计需求重新铺设同样规格的新管,或更大规格的管道,彻底突破传统管道更新过程中,只能破坏旧管污染环境或缩小管道过流面积的缺陷,为城市待更换旧管道的更新与维护提供了新的思路和可行的方案。(The invention provides a circular cutting pipe-drawing construction process and a circular cutting pipe-drawing drilling machine, aiming at the technical difficulty of non-excavation pipeline replacement and maintenance, the circular cutting pipe-drawing drilling machine is utilized to cut an annular space along the outer wall of an old pipeline to be replaced, so as to realize the complete stripping of the old pipeline to be replaced and peripheral soil, form an annular space along the outer wall of the old pipeline to be replaced, create a good construction premise for the subsequent work of pulling away the old pipeline to be replaced and installing and laying a new pipeline, because the space of a milled annular hole is larger than the outer diameter of the original pipeline, the construction difficulty caused by the structural damage of the old pipeline to be replaced can be avoided in the construction process, simultaneously, a new pipeline with the same specification or a pipeline with larger specification can be re-laid according to the design requirement in a way of re-reaming, the defect that only the old pipeline pollutes the environment or the overflowing area of the pipeline can be reduced can be thoroughly broken through the traditional pipeline, provides a new idea and a feasible scheme for the updating and the maintenance of the old pipeline to be replaced in the city.)

一种环切拔管施工工艺及环切拔管钻机

技术领域

本发明涉及非开挖施工技术领域，具体地说，涉及一种环切拔管施工工艺及环切拔管钻机。

背景技术

非开挖是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，通过导向、定向钻进等方式在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，不会阻碍交通，不会破坏绿地、植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响，因此具有较高的社会经济效果。

非开挖施工工艺广泛应用于地下管道的建设工作，因为管道的使用寿命有限，因此需要在其寿命到期前对旧管道进行替换，目前，已知的对城市地下老旧管道置换的方法有：开槽重新埋设新管、裂管法（胀管法）等方法。

采用开槽重新埋设新管，可以直接取出旧管道，该方法缺点是工程量大，投资高，不但破坏已有的基础设施，而且容易造成大面积交通堵塞，严重居民正常工作和生活，破坏环境造成污染；

裂管法（胀管法），是用带裂管头的钻机，将旧管道破碎，并且将管道碎片挤入到周围的土壤中去，同时将一根新管道拉入，一次性完成旧管废除及新管铺设过程；该方法的缺点是在破碎旧管时的挤压和振动会对城市周边建筑物产生公共危害，碎裂的旧管及管道内的原油泥浆及其它废物污垢残留在土壤中，污染地表土层，部分不易降解的物质会影响植物生长和生态环境。

为此，如何能够将地下管道以非开挖的方式，从地下取出，实现真正意义上的管道替换修复，是当下迫切需要解决的技术问题，而管道常年埋设于地下，管道周边的土层会在重力的作用下对管道产生非常稳固的挤压，采用传统的非开发拔管工艺，无法克服土层对管道的挤压力顺利将管道拔出，因此实现非开挖方式取出旧管道的技术关键，是如何解决管道周边土层的挤压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环切拔管施工工艺及环切拔管钻机，针对非开挖管道更换维修技术难点，利用环切拔管钻机，沿着待更换旧管道外壁切削出环形空间，实现待更换旧管道与周边泥土彻底剥离，使得旧管道能够轻易拔出，同步带入替换的新管道，实现真正意义上的管道置换，解决现有技术存在的弊端。

本发明采用如下技术方案实现：

（1） 在待更换旧管道的两端挖设作业井坑；

（2） 在待更换旧管道一端的作业井坑内布置环切拔管钻机，选用与待更换旧管道外径相匹配的环切钻头；

（3） 开动钻机，将环切钻头沿待更换旧管道钻进，并沿更换旧管道外径进行环切，将待更换旧管道与周边泥土剥离，持续钻通至待更换旧管道另一端的作业井坑时，停止钻进；

（4） 将环切钻头与待更换旧管道连接固定，同步连接新管道；

（5） 控制钻机回拖钻杆，将待更换旧管道拔出，带入新管道。

作为优选，步骤（2）中，所述环切钻头为可旋转切削的环状钻头，其内径略大于待更换旧管道的外径。

作为优选，步骤（3）中，环切钻头钻进的过程中，同步通入高压膨润土泥浆起冷却润滑作用，固定已经钻进环切的孔壁，并将环切下来的泥土悬浮送出。

一种环切拔管钻机，包括环切钻头、相互平行的第一钻杆和第二钻杆；

所述环切钻头为套筒型结构，其前端设有环形铣刀；所述环切钻头上设有从动齿轮，所述从动齿轮外侧设有环切钻头护套；所述环切钻头护套两侧分别设有第一钻杆护套及第二钻杆护套；所述第一钻杆护套嵌套在所述第一钻杆上，所述第二钻杆护套嵌套在所述第二钻杆上；

所述第一钻杆护套与所述环切钻头护套内部连通；所述第一钻杆上设有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮，所述主动齿轮设置于所述第一钻杆护套内。

优选的，所述第一钻杆及第二钻杆上均设有切削钻头。

优选的，所述环切钻头的后端也可以设有环形铣刀。

作为本发明的替代方案，所述第一钻杆与环切钻头之间的齿轮驱动关系，也可以替换为链条或其他驱动方式。

本发明的环切拔管机原理如下：

由第一钻杆和第二钻杆共同带动环切钻头沿着待更换旧管道向前钻进，第一钻杆和第二钻杆旋转的同时，通过第一钻杆的主动齿轮带动从动齿轮旋转，从而驱动环切钻头旋转，利用环切钻头前端的环形铣刀将待更换旧管道周围的泥土剥离，钻进至待更换旧管道另一端的作业井坑，将待更换旧管道与环切钻头连接固定，同时连接新管道，控制钻杆回拖，将待更换旧管道拔出，同时带入新管道。

本发明的有益技术效果是：

本发明提供了一种环切拔管施工工艺，针对非开挖管道更换维修技术难点，利用环切拔管钻机，沿着待更换旧管道外壁切削出环形空间，实现待更换旧管道与周边泥土彻底剥离，沿着待更换旧管道外壁形成环形的空间，为后续拖离待更换旧管道和安装铺设新管道工作创造良好的施工前提，由于铣出的环形孔空间比原有的管道外径大，在施工过程中可以避免待更换旧管道的结构性损坏而造成的施工困难，同时可以通过再次扩孔的方式，按照设计需求重新铺设同样规格的新管,或更大规格的管道，彻底突破传统管道更新过程中，只能破坏旧管污染环境或缩小管道过流面积的缺陷，为城市待更换旧管道的更新与维护提供了新的思路和可行的方案。

本发明还提供了一种环切拔管钻机，结构简单，设计新颖，实现了沿管道环切钻进，本发明的环切拔管机采用双钻杆驱动方式，不仅提高了钻进的动力，同时保障了钻机钻进的稳定性；本发明在第一钻杆和第二钻杆上均设置了切削钻头，配合环切钻头工作，进一步提高了钻进的效率。

附图说明

图1是本发明的环切拔管钻机的结构示意图；

图2是本发明的环切拔管钻机移除环切钻头护套及第一钻杆后套后的结构示意图。

图中：1、环切钻头，2、第一钻杆，3、第二钻杆，4、环形铣刀，5、从动齿轮，6、环切钻头护套，7、第一钻杆护套，8、第二钻杆护套，9、主动齿轮，10、切削钻头，11、待更换旧管道。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

本实施例提供一种环切拔管施工工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，在待更换旧管道的两端挖设作业井坑；

步骤二，在待更换旧管道一端的作业井坑内布置环切拔管钻机，选用与待更换旧管道外径相匹配的环切钻头；

步骤三，开动钻机，将环切钻头沿待更换旧管道钻进，并沿更换旧管道外径进行环切，将待更换旧管道与周边泥土剥离，持续钻通至待更换旧管道另一端的作业井坑时，停止钻进；

步骤四，将环切钻头与待更换旧管道连接固定，同步连接新管道；

步骤五，控制钻机回拖钻杆，将待更换旧管道拔出，带入新管道。

步骤二中，所述环切钻头为可旋转切削的环状钻头，其内径略大于待更换旧管道的外径。

步骤三中，环切钻头钻进的过程中，同步通入高压膨润土泥浆起冷却润滑作用，固定已经钻进环切的孔壁，并将环切下来的泥土悬浮送出。

本实施例还提供一种环切拔管钻机，包括环切钻头1、相互平行的第一钻杆2和第二钻杆3；

所述环切钻头1为套筒型结构，其前端设有环形铣刀4；所述环切钻头1上设有从动齿轮5，所述从动齿轮5外侧设有环切钻头护套6；所述环切钻头护套6两侧分别设有第一钻杆护套7及第二钻杆护套8；所述第一钻杆护套7嵌套在所述第一钻杆2上，所述第二钻杆护套8嵌套在所述第二钻杆3上；

所述第一钻杆护套7与所述环切钻头护套6内部连通；所述第一钻杆2上设有与所述从动齿轮5啮合的主动齿轮9，所述主动齿轮9设置于所述第一钻杆护套7内。

所述第一钻杆2及第二钻杆3上均设有切削钻头10。

本实施例的环切拔管机原理如下：

由第一钻杆2和第二钻杆3共同带动环切钻头1沿着待更换旧管道11向前钻进，第一钻杆2和第二钻杆3旋转的同时，通过第一钻杆的主动齿轮9带动从动齿轮5旋转，从而驱动环切钻头1旋转，利用环切钻头1前端的环形铣刀4将待更换旧管道11周围的泥土剥离，钻进至待更换旧管道11另一端的作业井坑，将待更换旧管道11与环切钻头1连接固定，同时连接新管道，控制钻杆回拖，将待更换旧管道11拔出，同时带入新管道。

本实施例的有益技术效果是：

本实施例提供了一种环切拔管施工工艺，针对非开挖管道更换维修技术难点，利用环切拔管钻机，沿着待更换旧管道外壁切削出环形空间，实现待更换旧管道与周边泥土彻底剥离，沿着待更换旧管道外壁形成环形的空间，为后续拖离待更换旧管道和安装铺设新管道工作创造良好的施工前提，由于铣出的环形孔空间比原有的管道外径大，在施工过程中可以避免待更换旧管道的结构性损坏而造成的施工困难，同时可以通过再次扩孔的方式，按照设计需求重新铺设同样规格的新管,或更大规格的管道，彻底突破传统管道更新过程中，只能破坏旧管污染环境或缩小管道过流面积的缺陷，为城市待更换旧管道的更新提供了新的思路和可行的方案。

本实施例还提供了一种环切拔管钻机，结构简单，设计新颖，实现了沿管道环切钻进，本发明的环切拔管机采用双钻杆驱动方式，不仅提高了钻进的动力，同时保障了钻机钻进的稳定性；本发明在第一钻杆和第二钻杆上均设置了切削钻头，配合环切钻头工作，进一步提高了钻进的效率。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。