专利名称：一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法
一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法技术领域：
本发明涉及隧洞施工领域，具体涉及一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法。背景技术：
已知的，穿黄隧洞采用全圆断面设计，隧洞的内径为7. 0m，隧洞的外径为8. 7m，隧洞的衬砌由内外两层组成，外层由7块钢筋混凝土预制管片错缝拼装，其中钢筋混凝土预制管片厚度为40cm，环宽为I. 6m，由于穿黄隧洞是有压承水，所以为了使隧洞满足有承水的结构要求，隧洞在完成外衬管片拼装后，在隧洞内又增加了内衬结构，增加的内衬结构采用后张拉法预应力混凝土施工，隧洞的内衬采用C40. W12. F200预应力混凝土，厚度为45cm，标 准分段长度为9. 6m，并在9. 6m范围内布设了 21根预应力锚索孔道，预应力锚索孔道间距为45cm，孔道采用直径为90mm的波纹管进行预埋，整个孔道长度为23m。在实际施工过程中由于内衬底板和边顶拱要分为两次进行施工，因此波纹管的预埋也是先预埋底板，在施工边顶拱时再进行边接预埋，底板预埋6m长波纹管，两侧各外露50cm，边顶拱采用3根波纹管进行连接形成完整的预留锚索管道，在边顶拱位置，包括连接波纹管的喇叭口一共形成了 6个接头，接头采用直径95mm，长50cm的外套波纹管进行套接，波纹管连接成型后用U型钢筋和钢铁丝进行加固，并在套管的接头处进行包裹处理，施工过程中在进行内衬混凝土浇筑前，施工人员已经采取了多项措施防止波纹管管道被堵，但在张拉施工过程中对波纹管进行疏通检查时，还是有部分波纹管被混凝土或混凝土浆液堵塞，给预应力张拉施工带来不便。同时由于穿黄隧洞是环向预应力张拉施工，预应力孔道环向布置，在波纹管被堵后，疏通难度大，不易疏通，而传统的疏通方法为
方法一制作与波纹管弧度一样的钢钎，外部施工加间断性敲击，利用钢钎的冲击力打碎撑子面的堵塞物；采用此种方法进行疏通，不仅疏通进度慢，而且在施工时钢钎转力后易变形，对于长度23m的波纹管，在钢钎加长后，更不易控制，操作难度极大；钢钎疏通效果不佳，钢钎疏通是对撑子面的点进行凿除，不能直接形成一个圆形直径，不利于穿索，严重影响施工进度。方法二 直接在内衬混凝土结构上开孔对堵塞部进行疏通，采用此种方法对于处理很短的堵塞长度有利，但对于堵塞长度比较长的，就不能以此方法处理，由于开孔严重影响混凝土结构，所以不利于后期张拉；而且当开孔后，进行回填修补也存在不利因素，由于是新老混凝土在边顶拱位置填充后很难充分振捣，新老混凝土结合不充分，影响张拉施工。方法三凿除堵塞部位混凝土，重新置换波纹管，再对凿除部位重新浇筑混凝土 ；该方法适用于堵塞严重的波纹管处理，但凿除混凝土破坏混凝土结构，施工速度较慢、破坏性极大，且由于隧洞波纹管间距较小，凿除部位正好在张拉局部受力部位，补强混凝土对张拉效果存在不利因素。综上所述，采用上述的疏通装置及疏通方法不仅达不到疏通的效果，而且容易偏离原孔道位置，如果对堵塞位置进行开孔处理，又破坏原混凝土的结构，影响后续张拉施工，那么如何提供一种在不破坏原混凝土的结构的基础上即操作简单，疏通速度又快的装置及疏通方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法，本发明通过电机带动软轴及磨轮旋转对波纹管堵塞部位进行磨削，实现了在疏通时不破换混凝土结构，本发明具有操作简单、移动迅速、钻进速度快而准、维护保养方便等特点,通过本发明的实施可大大提高施工效率,节约成本。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置，包括磨轮，导向盘、套筒、芯轴、软轴和动力源，所述磨轮为半球型结构，在磨轮底部面的中部设有向上凹陷的安装孔，在安装孔的底部设 有至少一个贯通至磨轮磨削面的冲洗孔，其中芯轴的上端连接磨轮中部设置的安装孔，在芯轴中部的外缘面上间隔套接两轴承内圈的内缘面，所述两轴承的外圈外缘面分别设置在套筒内孔的两端，在所述套筒的上端设有导向盘，在套筒的下端设有端盖，所述芯轴的外缘面通过密封件B和密封件A与导向盘套接形成密闭的腔体，所述腔体分别通过冷却水入口和连接孔连通设置在导向盘外缘面上的管道和设置在芯轴上端中部的通水孔，所述通水孔的上端连通冲洗孔形成冷却水通路，芯轴的下端连接软轴，在所述软轴的下端外接动力源形成环型预埋波纹管孔道的疏通装置。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述球形磨轮的形状替换为圆锥形磨轮或椭圆形磨轮，所述磨轮的外缘面上镀有金刚石。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述软轴的外围设置有软管，所述软管与套筒的下端连接。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述导向盘在靠近磨轮的外缘面上设置有向外环形凸起的台，所述环形凸起台上设置有复数个涡流排浆孔或在环形凸起台的外缘面设置有复数个向内凹陷的排浆槽。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述安装孔的外围设置有向上凹陷的环形槽，在所述环形槽的底部设有至少一个贯穿至磨轮磨削面的排浆孔或在磨削面上设置有螺旋形排浆槽。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述软轴的下端通过联轴器连接动力源，所述动力源为电机。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述电机型号选用ZX50，转速为2850rad/min。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述密封件A和密封件B为0型圈或水封或密封水槽。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述轴承选用型号为6203的密封轴承。一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置的疏通方法，第一步在进行疏通前先用高清摄像镜头对波纹管内的堵塞情况进行检查，判断波纹管堵塞部分是全堵还是部分堵塞；第
二步对环型预埋波纹管孔道的疏通装置进行检查，保证设备运行正常，检查无误后将环型预埋波纹管孔道的疏通装置放入堵塞的波纹管孔道内，同时打开水泵，使加压后的水经冷却水入口进入到腔体，在经连接孔进入到通水孔，最后加压后的水通过磨轮上的冲洗孔压入堵塞的波纹管孔道内；第三步对堵塞部位进行打磨，首先启动电机，由电机带动软轴旋转，同时软轴带动芯轴和磨轮旋转对堵塞的波纹管孔道进行打磨，在打磨时要及时用力推软轴，以便对堵塞面形成压力，有利于打磨，在打磨过程中保持向波纹管孔道内一直压水，打磨时产生的碎渣通过排浆孔和涡流排浆孔将碎渣排离磨轮的磨削面，待打磨一定时间后停止打磨，用高压水对波纹管孔道进行清理，以便及时排出碎渣，对波纹管孔道清理后，继续进行打磨，直至将堵塞的波纹管孔道打磨通畅。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下 有益效果
本发明所述的一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法，本发明通过电机带动软轴及磨轮旋转对波纹管堵塞部位进行磨削，同时利用水泵产生的高压水依次经过导向盘、芯轴和磨轮，有效实现了快速打磨的目的，本发明在施工过程中实现了不破换混凝土的结构，同时本发明具有操作简单、移动迅速、钻进速度快而准、维护保养方便等特点，通过本发明的实施可大大提高施工效率，节约成本。
图I是本发明的装配关系结构示意 图2是本发明的剖开结构示意 图中1、排衆孔；2、磨轮；3、导向盘；4、密封件A ;5、套筒；6、金刚石；7、芯轴；8、涡流排浆孔；9、管道；10、轴承；11、软轴；12、软管；13、冲洗孔；14、通水孔；15、密封件B ;16、腔体；17、冷却水入口 ；18、连接孔；19、联轴器；20、电机；21、环形槽；22、安装孔；23、端盖。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图I 2所述的一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置，包括磨轮2，导向盘3、套筒5、芯轴7、软轴11和动力源，所述磨轮2为半球型结构，其中球形磨轮2的形状替换为圆锥形磨轮或椭圆形磨轮，所述磨轮2的外缘面上镀有用于磨削的金刚石6形成磨轮2的磨削面，在磨轮2底部面的中部设有向上凹陷的安装孔22，所述安装孔22的外围设置有向上凹陷的环形槽21，在所述环形槽21的底部设有至少一个贯穿至磨轮2磨削面的排浆孔I或在磨削面上设置有螺旋形排浆槽，在安装孔22的底部设有至少一个贯通至磨轮2磨削面的冲洗孔13，其中芯轴7的上端连接磨轮2中部设置的安装孔22，在芯轴7中部的外缘面上间隔套接两轴承10内圈的内缘面，所述两轴承10的外圈外缘面分别设置在套筒5内孔的两端，在所述套筒5的上端设有导向盘3，为了减小导向盘3的直径，同时满足导向盘3的直径大于磨轮2的外径，在所述导向盘3在靠近磨轮2的外缘面上设置有向外环形凸起的台，所述环形凸起台上设置有复数个涡流排浆孔8或在环形凸起台的外缘面设置有复数个向内凹陷的排浆槽，在套筒5的下端设有端盖23，所述芯轴7的外缘面通过密封件B15和密封件A4与导向盘3套接形成密闭的腔体16，所述腔体16分别通过冷却水入口 17和连接孔18连通设置在导向盘3外缘面上的管道9和设置在芯轴7上端中部的通水孔14，所述通水孔14的上端连通冲洗孔13形成冷却水通路，芯轴7的下端连接软轴11，所述软轴11的外围设置有用于保护软轴11的软管12，所述软管12与套筒5的下端连接，在所述软轴11的下端外接动力源形成环型预埋波纹管孔道的疏通装置。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述软轴11的下端通过联轴器19连接动力源，所述动力源为电机20，所述电机20型号选用 ZX50，转速为 2850 rad/min。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述密封件A4和密封件B15为0型圈或水封或密封水槽。所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，所述轴承I 0选用型号为6203的密封轴承。实施本发明所述的环型预埋波 纹管孔道的疏通装置的疏通方法，第一步在进行疏通前先用高清摄像镜头对波纹管内的堵塞情况进行检查，判断波纹管堵塞部分是全堵还是部分堵塞；第二步对环型预埋波纹管孔道的疏通装置进行检查，保证设备运行正常，检查无误后将环型预埋波纹管孔道的疏通装置放入堵塞的波纹管孔道内，同时打开水泵，使加压后的水经冷却水入口 17进入到腔体16，在经连接孔18进入到通水孔14，最后加压后的水通过磨轮2上的冲洗孔13压入堵塞的波纹管孔道内；第三步对堵塞部位进行打磨，首先启动电机20，由电机20带动软轴11旋转，同时软轴11带动芯轴7和磨轮2旋转对堵塞的波纹管孔道进行打磨，在打磨时要及时用力推软轴11，以便对堵塞面形成压力，有利于打磨，在打磨过程中保持向波纹管孔道内一直压水，打磨时产生的碎渣通过排浆孔I和涡流排浆孔8将碎渣排离磨轮2的磨削面，待打磨一定时间后停止打磨，用高压水对波纹管孔道进行清理，以便及时排出碎渣，对波纹管孔道清理后，继续进行打磨，直至将堵塞的波纹管孔道打磨通畅。本发明在工作过程中，只有磨轮2和软轴11是高速转动的，导向盘3和套筒5是固定不动的，在工作过程中由人工操作只需前进和后退，不和磨轮2 —起转动，在疏通时外部由人工通过对软轴11施加推力，使软轴11达到前进的目的，在停止打磨时，使磨轮2空转5分钟左右，此时加大注水量，冲刷出撑子面和波纹管孔道里的浆液，保障波纹管孔道畅通。本发明在施工过程中的注意事项为
(1)施工前工作人员要了解本发明的工作机理，确保在施工过程中熟练操作和维护；
(2)在进行疏通前对波纹管内的情况进行彻底检查，清除里面散落的异物，如钢筋头，小铁块等；
(3)在施工中，特别是在打磨过程中，除了要保证及时推进外，还要对不同的堵塞位置的密实程度施加不同的推力；
(4)在打磨过程中及时对孔道进行冲水清洗，使打磨掉的渣子及时排出，保证孔道的畅
通；
(5)在施工时，要加强对设备的维护工作，保证设备的正常运行；
(6)在施工过程中，使施工人员熟练撑握的疏通技巧，提高工作效率；
(7)注意用电安全，施工用电采用架空处理，并安装漏电保护装置；
(8)加强施工人员的安全意识，进行岗前作业安全培训，进场之前必须配戴安全帽等防护用品；
(9)做好现场废弃物收集及环境保护工作。本发明所述的一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法不仅适用于环形波纹管，同时还适用于直线波纹管。本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了 解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
权利要求
1.一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置，包括磨轮(2)，导向盘(3)、套筒(5)、芯轴(7)、软轴(11)和动力源，其特征是所述磨轮(2)为半球型结构，在磨轮(2)底部面的中部设有向上凹陷的安装孔(22)，在安装孔(22)的底部设有至少一个贯通至磨轮(2)磨削面的冲洗孔(13)，其中芯轴(7)的上端连接磨轮(2)中部设置的安装孔(22)，在芯轴(7)中部的外缘面上间隔套接两轴承(10)内圈的内缘面，所述两轴承(10)的外圈外缘面分别设置在套筒(5)内孔的两端，在所述套筒(5)的上端设有导向盘(3)，在套筒(5)的下端设有端盖(23)，所述芯轴(7)的外缘面通过密封件B (15)和密封件A (4)与导向盘(3)套接形成密闭的腔体(16)，所述腔体(16)分别通过冷却水入口(17)和连接孔(18)连通设置在导向盘(3)外缘面上的管道(9)和设置在芯轴(7)上端中部的通水孔(14)，所述通水孔(14)的上端连通冲洗孔(13)形成冷却水通路，芯轴(7)的下端连接软轴(11)，在所述软轴(11)的下端外接动力源形成环型预埋波纹管孔道的疏通装置。
2.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述球形磨轮(2)的形状替换为圆锥形磨轮或椭圆形磨轮，所述磨轮(2)的外缘面上镀有金刚石(6)。
3.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述软轴(11)的外外部环绕有软管(12)，所述软管(12)与套筒(5)的下端连接。
4.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述导向盘(3)在靠近磨轮(2)的外缘面上设置有向外环形凸起的台，所述环形凸起台上设置有复数个涡流排浆孔(8 )或在环形凸起台的外缘面设置有复数个向内凹陷的排浆槽。
5.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述安装孔(22)的外围设置有向上凹陷的环形槽(21)，在所述环形槽(21)的底部设有至少一个贯穿至磨轮(2)磨削面的排浆孔(I)或在磨削面上设置有螺旋形排浆槽。
6.根据权利要求I或3任一权利要求所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述软轴(11)的下端通过联轴器(19)连接动力源，所述动力源为电机(20)。
7.根据权利要求6所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述电机(20)型号选用ZX50，转速为2850 rad/min。
8.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述轴承(I0)选用型号为6203的密封轴承。
9.根据权利要求I所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置，其特征是所述密封件A(4)和密封件B(15)为O型圈或水封或密封水槽。
10.根据权利要求I 9任一权利要求所述的环型预埋波纹管孔道的疏通装置实施一种环型预埋波纹管孔道的疏通方法，其特征是第一步在进行疏通前先用高清摄像镜头对波纹管内的堵塞情况进行检查，判断波纹管堵塞部分是全堵还是部分堵塞；第二步对环型预埋波纹管孔道的疏通装置进行检查，保证设备运行正常，检查无误后将环型预埋波纹管孔道的疏通装置放入堵塞的波纹管孔道内，同时打开水泵，使加压后的水经冷却水入口(17)进入到腔体(16)，在经连接孔(18)进入到通水孔(14)，最后加压后的水通过磨轮(2)上的冲洗孔(13)压入堵塞的波纹管孔道内；第三步对堵塞部位进行打磨，首先启动电机(20 )，由电机(20 )带动软轴(11)旋转，同时软轴(11)带动芯轴(7 )和磨轮(2 )旋转对堵塞的波纹管孔道进行打磨，在打磨时要及时用力推软轴(11 )，以便对堵塞面形成压力，有利于打磨，在打磨过程中保持向波纹管孔道内一直压水，打磨时产生的碎渣通过排浆孔(I)和涡流排浆孔(8)将碎渣排离磨轮(2)的磨削面，待打磨一定时间后停止打磨，用高压水对波纹管孔道进行清理，以便及时排出碎渣，对波纹管孔道清理后，继续进行打磨，直至将堵塞的 波纹管孔道打磨通畅。
全文摘要
一种环型预埋波纹管孔道的疏通装置及其疏通方法，涉及隧洞施工领域，通过在半球型磨轮的底部面的中部设有向上凹陷的安装孔(22)，其中芯轴(7)连接磨轮，在芯轴中部的外缘面的外部设置有套筒(5)，在所述套筒的上端设有导向盘(3)，所述芯轴的外缘面通过密封件B(15)和密封件A(4)与导向盘(3)套接形成冷却水通路，芯轴的下端连接软轴，在所述软轴的下端外接动力源形成环型预埋波纹管孔道的疏通装置，本发明在施工过程中实现了不破换混凝土的结构，同时本发明具有操作简单、移动迅速、钻进速度快而准、维护保养方便等特点，通过本发明的实施可大大提高施工效率，节约成本。
文档编号B08B9/047GK102794284SQ20121028400
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者郑清君, 李荣志, 仲生星, 赵典斌, 权华, 黄鹏, 杨文军, 许星, 蒋元勇, 孙谋, 孙振川, 赵全民 申请人:中铁隧道集团有限公司, 中铁隧道股份有限公司