CN101846226A - 大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法，包括有以下步骤：对被修复的大管道或沟渠进行清理；依据大管道或沟渠的尺寸制做嵌钉塑料板；预埋膨胀钉；嵌钉塑料板的安装；调配自然固化树脂；灌注料；端口处理与检验。本发明的效果是该方法使用的树脂固化后交联成有机整体，耐腐蚀寿命长，所用的内衬塑料板具有耐腐蚀、摩擦阻力小、寿命长和符合饮用水的特点，该方法适合大口径给水、排水管道的修复以及大尺寸沟渠的防腐防渗。考虑到路面开挖补偿和建筑设施拆迁补偿等，开挖换管的成本一般是非开挖修复或加固的1.5-3倍。本发明采用非开挖的方式，用嵌钉塑料板灌注树脂的修复方法解决了大型管道的修复与地下建筑物防腐防渗难题。

Description

大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法

技术领域

本发明涉及一种管道沟渠整体修复与防渗防腐技术，特别是一种大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法。

背景技术

目前管道整体管线内衬修复的办法通常有翻转内衬(CIPP)和穿插高密度聚乙烯管(U-HDPE)两种。其中翻转内衬(CIPP)技术由于技术参数多、工艺复杂、施工风险很大，通常适合管道直径小于等于1200mm的管道，此外该工艺在施工时，不仅需要许多复杂的控制设备和机具，而且在后续的固化过程中需要进行锅炉加热。一旦某个环节控制不严，则容易造成整个管段报废。

另一种穿插高密度聚乙烯管(U-HDPE)技术通常适合管道走向笔直、且管道直径小于1200mm的管道。而对于大于1200mm的管道，由于HDPE管道的加工、运输、焊接及变U形都很难实现，因此修复大管道不仅成功的风险加大，而且实施的成本也急剧增加。如何经济合理、安全有效地修复大口径管道或大尺寸沟渠内衬防腐防渗就成为众多技术人员关注的焦点，急于开发有效地解决了大口径管道内衬修复或大尺寸沟渠防腐防渗的难题。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法，以利于安全有效地修复大口径管道，提高工作效率，降低修复成本，同时适用于不同形状的大尺寸沟渠的非开挖防腐防渗与加固。

为实现上述目的，本实发明采用的技术方案是提供一种大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法，该方法包括有以下步骤：

(1)对被修复的大管道或沟渠进行清理

首先清除被修复的大管道或沟渠内的积水和沉积物，大管道一般是采用承插口进行连接或采用平口对接连接，在连接处存在有接口缝隙，对被修复的大管道或沟渠内的接口缝隙或纵向裂缝进行树脂水泥处理，通常采用环氧树脂与水泥进行混合，然后用平板抹子抹平；

(2)依据大管道或沟渠的尺寸制做嵌钉塑料板

嵌钉塑料板是在一塑料板上热熔焊接或注塑上多种形状的塑料嵌钉，嵌钉塑料板的宽度为1m-2m，长度根据管道或沟渠接口缝隙需要定尺加工为30-80米，厚度为1.2-6mm，塑料嵌钉的高度为6-30mm，嵌钉塑料板采用PP或HDPE或MPE或PVC之一种材料，根据所述管道的尺寸和形状定尺裁剪，将裁剪的嵌钉塑料板焊接成管道的形状，焊接采用自动焊接机进行热熔搭接焊接，焊接完成后用点火花检测仪进行焊接质量检测；

(3)预埋膨胀钉

根据被修复的大管道或沟渠的材质、结构确定预埋膨胀钉的数量和排列位置，对于沟渠的立面或顶面必须预埋膨涨钉，膨涨钉的端帽凸出高度要小于嵌钉的高度；灌注树脂固化后膨胀钉被封注在树脂中，起到拉接作用，同时嵌钉塑料板保持完整，没有泄漏点产生；

(4)嵌钉塑料板的安装

将嵌钉塑料板与塑料板直接搭接，然后用焊机进行热熔焊接，或是先将两块嵌钉塑料板对接，接着在焊接好的嵌钉塑料板对接处上面用同种材料焊条进行搭接焊接，然后在被修复的大管道或沟渠内部进行模板支护，按照预期要到达的复合内衬的厚度，确定嵌钉塑料板与被修复的大管道或沟渠的距离，将被修复的大管道或沟渠划分成多干个区域，每5延米或10延米作为一次注料的长度，在此长度范围内必须用弹性密封材料进行密封，形成一个一侧为被修复的大管道或沟渠内壁，一侧为嵌钉塑料板，周边为弹性密封材料的独立空间，在此独立空间内预留注料口和放气口，注料口在独立空间的最低位置，放气口则在独立空间的最高位置，在注料口和放气口均安装阀门；

(5)调配自然固化树脂

选用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶40∶6进行混合搅拌形成所需的自然固化树脂；所用混合树脂的初凝时间设定为10小时，这样可以有充分的时间完成后续工作，进而保证固化质量；

(4)灌注料

通过气压缓冲罐和空气压缩机将上述调配的自然固化树脂以气压输送方式从树脂搅拌罐中导出，通过连接树脂搅拌罐的透明的导流管压注到被修复的嵌钉塑料板与大管道或沟渠间的密封的独立空间中，通过压力调节阀控制压入的气体压力，从而控制灌注速度，通过透明的导入管监察树脂流动情况和放气口的气流情况，当放气口有树脂溢流时，立即关闭树脂灌注阀门，自然固化树脂在自然温度环境下，50小时后完全固化；

(5)端口处理与检验

与注料口和放气口连接的支线管切平即可，被修复的大管道或沟渠的端口用速凝树脂再次抹平，必要时加装不锈钢钢圈或钢条加固，自然固化树脂凝固后进行敲击填实检测，发现声音异常则对空洞进行补注自然固化树脂，保证自然固化树脂的完整性。

本发明的效果是该方法使用的树脂固化后交联成有机整体，耐腐蚀寿命长，所用的内衬塑料板具有耐腐蚀、摩擦阻力小、寿命长和符合饮用水的特点，该方法适合大口径给水、排水管道的修复以及大尺寸沟渠的防腐防渗。管道和沟渠的形状可以是圆形、椭圆形、方形等。

大口径管道如直径大于等于1000mm圆管，或1000*1000的方沟，在大中城市的给排水中常常会因为其运行年代久远而发生腐蚀泄漏，如果进行开挖更换，不仅要阻断交通，而且还要影响市容环境。考虑到路面开挖补偿和建筑设施拆迁补偿等，开挖换管的成本一般是非开挖修复或加固的1.5-3倍。本发明采用非开挖的方式，用嵌钉塑料板灌注树脂的修复方法解决了大型管道的修复与地下建筑物防腐防渗难题。

附图说明

图1是本发明的嵌钉塑料板结构示意图；

图2为本发明的嵌钉塑料板直接搭接结构示意图；

图3为本发明的嵌钉塑料板先对接再搭接结构示意图。

图中：

1、被修复加固的管道或沟渠  2、膨胀钉

3、带有嵌钉的塑料板        4、自然固化树脂

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法加以说明。

本发明的大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法技术思想是基于根据大口径管道可以进入施工人员的优势和现有技术的特点，如各种防渗塑料板和多种树脂密封与防腐等特性，经过反复研究得出了本方法。

本发明的核心首先是具有一定高度嵌钉和一定厚度的塑料板结合成专用内衬塑料板，此内衬塑料板与管道内壁相贴合并进行定位，再在管道内壁与带有嵌钉的塑料板间的空隙注入专用常温固化树脂。树脂注入空隙后保持一定压力，经过一定时间自然固化。树脂与管道内壁相粘结，树脂固化后本身具有足够的刚度和强度，内衬塑料板与浇注树脂固化成一体，并且具有足够的抗拉强度，必要时可以将膨胀钉植入被修复加固的管道或沟渠内，膨胀钉的端帽封注在树脂内，内衬塑料板不会脱落。膨胀钉可以穿过嵌钉塑料板，将嵌钉塑料板与被修复加固的管道或沟渠内壁固定。

本发明的大管道嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法包括有以下步骤：

(1)对被修复的大管道或沟渠进行清理

首先清除被修复的大管道或沟渠1内的积水和沉积物，所述修复的大管道直径为大于或等于1m的管道，大尺寸沟渠为周长大于等于4000mm沟渠。大管道一般是采用承插口进行连接或采用平口对接连接，在连接处存在有接口缝隙，对被修复的大管道或沟渠1内的接口缝隙或纵向裂缝进行树脂水泥抹平处理；通常采用环氧树脂与52.5号水泥进行混合，然后用平板抹子抹平。

(2)依据大管道或沟渠的尺寸制做嵌钉塑料板3

嵌钉塑料板3是在一塑料板上热熔焊接或注塑上多种形状的塑料嵌钉，所述嵌钉塑料板3的嵌钉形状为V型、T型、◇型或Ω型之一种。嵌钉塑料板的宽度为1m-3m，长度根据管道或沟渠接口缝隙需要定尺加工为30-80米，厚度为1.2-6mm，塑料嵌钉的高度为6-30mm，嵌钉塑料板采用PP或HDPE或MPE或PVC之一种材料，根据所述管道的尺寸和形状定尺裁剪，将裁剪的嵌钉塑料板3焊接成管道的形状，焊接采用自动焊接机进行热熔搭接焊接，焊接完成后用点火花检测仪进行焊接质量检测；

(3)预埋膨胀钉2

根据被修复加固的管道或沟渠1的材质、结构确定预埋膨胀钉2的数量和排列位置，对于沟渠的立面或顶面必须预埋膨涨钉，膨涨钉的端帽凸出高度要小于嵌钉的高度；灌注自然固化树脂4固化后膨胀钉2被封注在树脂中，起到拉接作用，同时嵌钉塑料板保持完整，没有泄漏点产生；

对于圆形管道，由于树脂与嵌钉塑料板固化后形成一定的拱力和粘结力，因此当此拱力和粘结力形成的合力足以支撑复合内衬时，可以不预埋膨胀钉。通常复合内衬的环刚度大于500MPa即可。不预埋膨胀钉，就没有破坏原管道的结构，就可以最大程度地利用原管道的结构和性能。

(4)嵌钉塑料板3的安装

将嵌钉塑料板与塑料板直接搭接，然后用焊机进行热熔焊接，或是先将两块嵌钉塑料板对接，接着在焊接好的嵌钉塑料板对接处上面用同种材料焊条进行搭接焊接，然后在被修复的大管道或沟渠1内部进行模板支护，按照预期要到达的复合内衬的厚度，确定嵌钉塑料板与被修复的大管道或沟渠的距离，将被修复的大管道或沟渠划分成多干个区域，每5延米或10延米作为一次注料的长度，在此长度范围内必须用弹性密封材料进行密封，形成一个一侧为被修复的大管道或沟渠内壁，一侧为嵌钉塑料板，周边为弹性密封材料的独立空间，所述弹性密封材料为橡胶，或聚氨酯。在此独立空间内预留注料口和放气口，注料口在独立空间的最低位置，放气口则在独立空间的最高位置，在注料口和放气口均安装阀门；

(5)调配自然固化树脂4

选用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶40∶6进行混合搅拌形成所需的自然固化树脂4；所用自然固化树脂4的初凝时间设定为10小时，这样可以有充分的时间完成后续工作，进而保证固化质量；

(4)灌注料

通过气压缓冲罐和空气压缩机将上述调配的自然固化树脂4以气压输送方式从树脂搅拌罐中导出，通过连接树脂搅拌罐的透明的导流管压注到被修复的嵌钉塑料板3与被修复加固的管道或沟渠1间的密封的独立空间中，通过压力调节阀控制压入的气体压力，从而控制灌注速度，通过透明的导入管监察树脂流动情况和放气口的气流情况，当放气口有树脂溢流时，立即关闭树脂灌注阀门，自然固化树脂4在自然温度环境下，50小时后完全固化；

(5)端口处理与检验

与注料口和放气口连接的支线管切平即可，被修复加固的管道或沟渠1的端口用速凝树脂再次抹平，所述速凝树脂是市售的T-31；必要时加装不锈钢钢圈或钢条加固，自然固化树脂凝4固后进行敲击填实检测，发现声音异常则对空洞进行补注自然固化树脂，保证自然固化树脂的完整性。

所述膨胀钉2是市售的保温涨管，膨胀钉2一端露出高度在嵌钉塑料板与被修复的大管道1或沟渠的管道1之间的间隙内，膨胀钉2直接穿过嵌钉塑料板3，并固定在被修复的大管道或沟渠的壁上。

所述固化剂的性能是在自然环境温度下，初凝时间大于10小时的固化剂，或是初凝时间小于10小时的固化剂，固化剂是PR100。

根据混合树脂的粘度和注入压力，环境温度低于20度情况下，添加小于总量10％的稀释剂。

所述气压输送法是指自然固化树脂凝4在灌注到嵌钉塑料板3与被修复或防腐壁面的间隙时，采用气压输送法，将自然固化树脂4从树脂混合罐内通过连接管压送到注料口，或通过流体泵输送到注料口，或靠重力作用直接将树脂混合罐内的自然固化树脂4输送到注料口。

本发明的大管道嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法是这样实现的：

1、嵌钉塑料板3

嵌钉塑料板3可以是PP、HDPE、MPE、PVC等材料，嵌钉可以是多种形状，如：V型、T型、◇型或Ω型等。嵌钉与塑料板材料相同，用热熔焊接或注塑的方式使之成为一个整体，如图1所示的结构。

2、自然固化树脂4

自然固化树脂4用的树脂可以是环氧树脂也可以是不饱和的聚酯树脂，也可以是树脂与水泥等混合的复合混合料。自然固化树脂4要求具有较好的流动性，且固化时间较长。固化一定是现场常温固化。固化后有较强的韧性。注料与原管道有一定的粘结力且不易碎裂。

3、膨胀钉2

膨胀钉2在本修复的方法中起到的作用是将嵌钉塑料板与树脂固化后形成的复合内衬与旧管道或方沟更为牢固地结合在一起，复合内衬不会脱落。膨胀钉的端帽要浇注在树脂内，膨胀钉的端帽凸出高度要小于嵌钉的高度。从而保证膨胀钉有足够的拉力且不会破坏内衬的内表面。使流体在最小的阻力下畅流。

4、嵌钉塑料板3安装

将嵌钉塑料板3用焊机热熔焊接在一起，如图2所示，其结构为焊接可以是直接搭接焊接，如图3所示，也可以是先对接然后再在上面搭接焊接。

嵌钉塑料板3按照被修复的大管道或沟渠1的形状和尺寸进行焊接拼接，焊接完成后在内部进行模板支护，按照预期要到达的复合内衬的厚度确定嵌钉塑料板与被被修复的大管道或沟渠1的距离，预留出注料口和放气口，每个注料模块内均用弹性密封材料进行分隔密封。

Claims (8)

1.一种大管道或沟渠嵌钉塑料板灌注树脂内衬修复的方法，该方法包括有以下步骤：

(1)对被修复的大管道或沟渠进行清理和预处理

首先清除被修复的大管道或沟渠内的积水和沉积物。大管道一般是采用承插口进行连接或采用平口对接连接，在连接处存在有接口缝隙，对被修复的大管道或沟渠内的接口缝隙或纵向裂缝进行树脂水泥预抹平处理，树脂水泥通常采用环氧树脂与水泥进行混合，然后用平板抹子抹平；

(2)依据大管道或沟渠的尺寸制做嵌钉塑料板

嵌钉塑料板是在一塑料板上热熔焊接或注塑上多种形状的塑料嵌钉，嵌钉塑料板的宽度为1m-3m，长度根据管道或沟渠接口缝隙需要定尺加工为30-80米，厚度为1.2-6mm，塑料嵌钉的高度为6-30mm，嵌钉塑料板采用PP或HDPE或MPE或PVC之一种材料，根据所述管道的尺寸和形状定尺裁剪，将裁剪的嵌钉塑料板焊接成管道的形状，焊接采用自动焊接机进行热熔搭接焊接，焊接完成后用点火花检测仪进行焊接质量检测；

(3)预埋膨胀钉

根据被修复的大管道或沟渠的材质、结构确定预埋膨胀钉的数量和排列位置，对于沟渠的立面或顶面必须预埋膨涨钉，膨涨钉的端帽凸出高度要小于嵌钉的高度；灌注树脂固化后膨胀钉被封注在树脂中，起到拉接作用，同时嵌钉塑料板保持完整，没有泄漏点产生；

(4)嵌钉塑料板的安装

将嵌钉塑料板与塑料板直接搭接，然后用焊机进行热熔焊接，或是先将两块嵌钉塑料板对接；接着在焊接好的嵌钉塑料板对接处上面用同种材料焊条进行搭接焊接，然后在被修复的大管道或沟渠内部进行模板支护，按照预期要到达的复合内衬的厚度，确定嵌钉塑料板与被修复的大管道或沟渠的距离，将被修复的大管道或沟渠划分成多干个区域，每5延米或10延米作为一次注料的长度，在此长度范围内必须用橡胶或聚氨酯弹性密封材料进行密封，“形成一个一侧为被修复的大管道或沟渠内壁，一侧为嵌钉塑料板，周边为弹性密封材料的独立空间，在此独立空间内预留注料口和放气口，注料口在独立空间的最低位置，放气口则在独立空间的最高位置，在注料口和放气口均安装阀门；

(5)调配自然固化树脂

选用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶40∶6进行混合搅拌形成所需的自然固化树脂；所用混合树脂的初凝时间设定为15小时，这样可以有充分的时间完成后续工作，进而保证固化质量；

(4)灌注料

通过气压缓冲罐和空气压缩机将上述调配的自然固化树脂以气压输送方式从树脂搅拌罐中导出，通过连接树脂搅拌罐的透明导流管压注到被修复的嵌钉塑料板与大管道或沟渠间的密封的独立空间中，通过压力调节阀控制压入的气体压力，从而控制灌注速度，通过透明的导入管监察树脂流动情况和放气口的气流情况，当放气口有树脂溢流时，立即关闭树脂灌注阀门，自然固化树脂在自然温度环境下，50小时后完全固化；

(5)端口处理与检验

与注料口和放气口连接的支线管切平即可，被修复的大管道或沟渠的端口用速凝树脂再次抹平，必要时加装不锈钢钢圈或钢条加固，自然固化树脂凝固后进行敲击填实检测，发现声音异常则对空洞进行补注自然固化树脂，保证自然固化树脂的完整性。

2.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述嵌钉塑料板的嵌钉形状为V型、T型、◇型或Ω型之一种。

3.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述修复的大管道直径为大于或等于1m的管道，大尺寸沟渠为周长大于等于4000mm沟渠。

4.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述膨胀钉是市售的保温涨管，膨胀钉一端露出高度在嵌钉塑料板与被修复的大管道或沟渠的管道之间的间隙内，膨胀钉直接穿过嵌钉塑料板，并固定在被修复的大管道或沟渠的壁上。

5.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述固化剂的性能是在自然环境温度下，初凝时间大于10小时的固化剂，或是初凝时间小于10小时的固化剂，固化剂是PR100。

6.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：根据混合树脂的粘度和注入压力，环境温度低于20度情况下添加稀释剂。

7.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述速凝树脂是市售的T-31；所述弹性密封材料为橡胶或聚氨酯。

8.根据权利要求1所述的修复的方法，其特征是：所述气压输送法是指树脂混合物在灌注到嵌钉塑料板与被修复或防腐壁面的间隙时，采用气压输送法，将树脂从树脂混合罐内通过连接管压送到注料口，或通过流体泵输送到注料口，或靠重力作用直接将树脂混合罐内的自然固化树脂输送到注料口。

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