【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下工程管道更新，特别是指一种管道非开挖激光切割更新装置及其更新方法。
技术介绍
1、地下老旧管网的改造是社会发展的阶段性任务，目前的管道更新技术多为明挖法，在施工过程中需进行大面积围挡，严重影响交通。周围建筑、景观等也会对明挖法的实施产生影响。
2、针对柔性管道常用的非开挖更新方式为割（裂）管法，通常采用刀片切割管道，如公开号为cn 110919290 b的一种切割吞管式管道更新装置，采用切割刀具进行切割。而这样的设计往往会因管道及周围回填物的影响而使得刀片损坏，这一现象在增加刀片损耗量的同时也会带来刀片更换困难的问题，从而影响管道更新效率。因此，设计一种新型非开挖更新装置和方法很有必要。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种管道非开挖激光切割更新装置及其更新方法，解决了现有技术中刀片式管道切割装置中刀片易破损、刀具更换难度大的问题。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：一种管道非开挖激光切割更新装置，包括布设在第二工作井内的牵引系统和从第一工作井始发且前后相连接的激光切割机构和扩容顶进机构，扩容顶进机构后部设有拖引新管道的拖引装置，在牵引系统作用下，激光切割机构、扩容顶进机构及拖引装置在旧管道内移动并进行旧管道的激光切割、旧管道的扩容和新管道铺设。
3、进一步优选，所述激光切割机构包括前舱体，前舱体前部设有清淤组件，前舱体后部外壁上设有激光切割头，激光切割头与清淤组件前后对应；所述激光切割头与设置在前
4、进一步优选，所述清淤组件包括设置在前舱体前部外壁上的刮板刷和高压水喷头，高压水喷头与设置在前舱体内的供水装置相连接。
5、进一步优选，所述高压水喷头设置在刮板刷的前后两侧，刮板刷与激光切割头前后对应设置。
6、进一步优选，所述前舱体包括固定连接的前锥形头和圆柱体，前锥形头和圆柱体的连接处嵌设有至少一道密封环。
7、进一步优选，所述扩容顶进机构包括后舱体，后舱体的锥形外壁上嵌设有前进轮，前进轮通过设置在后舱体内的传动机构与驱动马达相连接，所述后舱体后部设有与新管道相连接的拖引装置。
8、进一步优选，所述后舱体为锥形扩径舱体，锥形扩径舱体最小外径大于等于前舱体最大外径；所述后舱体内前部通过前隔板和后隔板形成前舱室，传动机构设置在前舱室内，驱动马达固定在后隔板上。
9、进一步优选，所述前舱室内设有同轴线设置的内定位环和外定位环；所述传动机构包括设置在内定位环内的传动轴和穿设在内定位环和外定位环上的齿轮轴，所述传动轴上设有驱动齿轮，齿轮轴的一端设有涡轮部或锥齿轮部、另一端设有主动小齿轮，涡轮部或锥齿轮部与驱动齿轮相啮合，前进轮的轮轴上设有从动小齿轮，主动小齿轮与从动小齿轮啮合。
10、进一步优选，所述拖引装置包括设置在后舱体后部的固定连接件，固定连接件上设有从端部对进行新管道进行夹持卡固的管卡件或从管道内部进行顶撑固定的伸缩固定件；所述牵引系统包括卷扬机，卷扬机上的牵引绳索与激光切割机构和扩容顶进机构连接。
11、一种管道非开挖激光切割更新装置的更新方法，步骤如下：s1：在更新管道区域的两端分别开挖第一工作井和第二工作井，并在第一工作井与旧管道的管洞相贯处及第二工作井与旧管道的管洞相贯处进行加固形成洞口加固梁；
12、s2：在第一工作井内布设激光切割机构、扩容顶进机构和新管道，在第二工作井内布设牵引系统，并在工作井外布置外部供电系统且与对应的激光切割机构和扩容顶进机构连接；
13、s3：启动该管道非开挖激光切割更新装置，前舱体前部的清淤组件对旧管道内部进行清洗，为激光切割头提供合适的切割环境，然后激光切割头在激光器的作用下对清洗后的旧管道进行轴向激光切割；
14、s4：扩容顶进机构在牵引系统系统作用下进入切割后的旧管道，同时顶撑旧管道，实现对旧管道的扩径；根据工况，扩容顶进机构上的前进轮在驱动马达作用下进行转动，为扩容顶进机构的顶进提供辅助动力；
15、s5：在扩容顶进机构顶进的同时，新管道在拖引装置作用下，从第一工作井的洞口进入扩径后的旧管道内；
16、s6：重复步骤s3~s4直到新管道到达第二工作井，完成非开挖工况下的管道更新；
17、s7：拆除牵引系统、激光切割机构、扩容顶进机构，对第一工作井及第二工作井的洞门进行封堵。
18、本专利技术的有益效果为：1、与现有技术相比，采用本专利技术装置和方法，解决了现有明挖技术在施工过程中需进行大面积围挡，影响交通的困扰，以及受现有建、构筑物等影响无法实施明挖作用的难题。2、本专利技术采用激光切割旧管道，避免了刀具损耗以及现有割（裂）管法地下刀具更换困难的问题；此外，配合清淤机构，确保激光切割的有效性和高精度切割，提高切割效率。3、本专利技术扩容顶进机构采用前进轮顶进管道进行辅助顶进，避免了更新装置在拖拽过程中因距离长、摩擦力大、管道弯曲段牵引绳与管壁发生摩擦等原因造成牵引绳断裂，导致装置在管道内滞留的问题，要进一步提高施工安全。4、该工法可实现对柔性管道的有效切割，新扩径管道铺设，具有不影响地面交通、地面扰动小、环境友好等特点，能够实现柔性管道的原位更新和扩容更新。
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1.一种管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：包括布设在第二工作井（3）内的牵引系统（6）和从第一工作井（2）始发且前后相连接的激光切割机构（8）和扩容顶进机构（11），扩容顶进机构后部设有拖引新管道（14）的拖引装置（12），在牵引系统（6）作用下，激光切割机构、扩容顶进机构及拖引装置（12）在旧管道（13）内移动并进行旧管道的激光切割、旧管道的扩容和新管道（14）铺设。
2.根据权利要求1所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述激光切割机构（8）包括前舱体（30），前舱体（30）前部设有清淤组件（15），前舱体（30）后部外壁上设有激光切割头（18），激光切割头（18）与清淤组件（15）前后对应；所述激光切割头（18）与设置在前舱体（30）内的激光器（29）相连接。
3.根据权利要求2所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述清淤组件（15）包括设置在前舱体（30）前部外壁上的刮板刷（15-1）和高压水喷头（16），高压水喷头（16）与设置在前舱体（30）内的供水装置（28）相连接。
4.根据权利要求3所述的管道非开挖激
5.根据权利要求2~4任一项所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述前舱体（30）包括固定连接的前锥形头（301）和圆柱体（302），前锥形头（301）和圆柱体（302）的连接处嵌设有至少一道密封环（17）。
6.根据权利要求2所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述扩容顶进机构（11）包括后舱体（31），后舱体（31）的锥形外壁上嵌设有前进轮（19），前进轮（19）通过设置在后舱体（31）内的传动机构与驱动马达（20）相连接，所述后舱体（31）后部设有与新管道（14）相连接的拖引装置（12）。
7.根据权利要求6所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述后舱体（31）为锥形扩径舱体，锥形扩径舱体最小外径大于等于前舱体（30）最大外径；所述后舱体（31）内前部通过前隔板（27）和后隔板（26）形成前舱室，传动机构设置在前舱室内，驱动马达（20）固定在后隔板（26）上。
8.根据权利要求6或7所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述前舱室内设有同轴线设置的内定位环（25）和外定位环（24）；所述传动机构包括设置在内定位环（25）内的传动轴（21）和穿设在内定位环（25）和外定位环（24）上的齿轮轴（23），所述传动轴（21）上设有驱动齿轮（22），齿轮轴（23）的一端设有涡轮部或锥齿轮部、另一端设有主动小齿轮（32），涡轮部或锥齿轮部与驱动齿轮（22）相啮合，前进轮（19）的轮轴上设有从动小齿轮（33），主动小齿轮（32）与从动小齿轮（33）啮合。
9.根据权利要求8所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述拖引装置（12）包括设置在后舱体（31）后部的固定连接件（12-1），固定连接件（12-1）上设有从端部对进行新管道（14）进行夹持卡固的管卡件（12-2）或从管道内部进行顶撑固定的伸缩固定件（12-3）；所述牵引系统（6）包括卷扬机，卷扬机上的牵引绳索（9）与激光切割机构（8）和扩容顶进机构（11）连接。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的管道非开挖激光切割更新装置的更新方法，其特征在于：步骤如下：S1：在更新管道区域（1）的两端分别开挖第一工作井（2）和第二工作井（3），并在第一工作井（2）与旧管道（13）的管洞相贯处及第二工作井（3）与旧管道（13）的管洞相贯处进行加固形成洞口加固梁（7）；
...【技术特征摘要】
1.一种管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：包括布设在第二工作井（3）内的牵引系统（6）和从第一工作井（2）始发且前后相连接的激光切割机构（8）和扩容顶进机构（11），扩容顶进机构后部设有拖引新管道（14）的拖引装置（12），在牵引系统（6）作用下，激光切割机构、扩容顶进机构及拖引装置（12）在旧管道（13）内移动并进行旧管道的激光切割、旧管道的扩容和新管道（14）铺设。
2.根据权利要求1所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述激光切割机构（8）包括前舱体（30），前舱体（30）前部设有清淤组件（15），前舱体（30）后部外壁上设有激光切割头（18），激光切割头（18）与清淤组件（15）前后对应；所述激光切割头（18）与设置在前舱体（30）内的激光器（29）相连接。
3.根据权利要求2所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述清淤组件（15）包括设置在前舱体（30）前部外壁上的刮板刷（15-1）和高压水喷头（16），高压水喷头（16）与设置在前舱体（30）内的供水装置（28）相连接。
4.根据权利要求3所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述高压水喷头（16）设置在刮板刷（15-1）的前后两侧，刮板刷（15-1）与激光切割头（18）前后对应设置。
5.根据权利要求2~4任一项所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述前舱体（30）包括固定连接的前锥形头（301）和圆柱体（302），前锥形头（301）和圆柱体（302）的连接处嵌设有至少一道密封环（17）。
6.根据权利要求2所述的管道非开挖激光切割更新装置，其特征在于：所述扩容顶进机构（11）包括后舱体（31），后舱体（31）的锥形外壁上嵌设有前进轮（19），前进轮（19）通过设置在后舱体（31）内的传动机构与驱动马达...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，程鹏，苏明浩，宗玉强，吴有豪，郝利波，甘雨，陈振华，罗长明，张雯雯，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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