CN103672297A - 一种非开挖地下管道保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非开挖地下管道保护装置。它能防止由于井壁失稳造成的地下管道压溃、砸伤、局部变形等事故，避免了对地下管道的修复、更换或重新穿越新管道。其技术方案是：保护装置由地下管道、封堵装置、防护管道组成；地下管道穿在防护管道内部，防护管道的长度等于需要保护的地下管道长度，防护管道的两端安装封堵装置，防护管道与地下管道之间的环空充满流体，流体的压力小于或等于地下管道内部介质压力；封堵装置由卡瓦结构或法兰结构及Y型密封圈、压力表、流体入口管道、O型密封圈组成，实现对环空流体的密封，及压力检测和流体补充。本发明结构简单、操作方便，适用于穿越铁路、公路、建筑物、软土段等的地下管道保护。

Description

一种非开挖地下管道保护装置
技术领域
本发明涉及一种非开挖领域用的地下管道保护装置。
背景技术
地下管线是城市乃至更为广泛地区基础设施的重要组成部分，它越来越如同人体的“神经”、“血管”和“肠道”，日夜担负着传达信息、输送能量和流通物质的工作，已逐渐成为人们赖以生存和发展的一种基础条件。传统的管道施工方法主要采用明挖法，易造成交通堵塞、绿地和园林毁坏，有时还因为河道、水网、铁路、机场及建筑物的存在，根本不允许开挖施工。基于这种背景下产生了管线建设的技术革命—非开挖技术，它可广泛地应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流以及闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等不允许或不能开挖条件下，对诸如供水、煤气、石油天然气、污水、电力、电信电缆、热力等地下管线的铺设、更换和修复。非开挖铺管技术具有不污染环境、不影响交通、对地层结构破坏小、施工安全可靠、周期短、无需运输和堆放杂土、成本低、社会效益和经济效益显著等优点。
非开挖地下管道铺设成功以后，往往由于地质原因、机械载荷、人工爆破、自然灾害等原因造成垮孔、地面塌陷等现象，进而造成管道砸伤、压瘪、破裂，致使流体泄漏、信号传输中断等，而对管道的抢修、更换、维护等费时费力，如若重新铺管则需要更长时间。因而，如何保护地下管道、减小和避免地下管道的修复、更换或重新铺管成为工程设计人员需要解决的重要课题。为此，设计了一种用于非开挖领域中地下管道的保护装置，对穿越铁路、公路、建筑物、软土地层段的地下管道的安全运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有非开挖领域中地下管道易发生失效问题，特提供一种地下管道的保护装置，它用于保护地下管道，能有效地解决由于地质因素、机械外载、人工爆破等各种因素造成的地下管道失效问题，实现地下管道的长期正常输送。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种非开挖地下管道的保护装置，是由地下管道、封堵装置、防护管道组成，其结构特征是：地下管道穿在防护管道的内部，防护管道的长度等于需要保护的地下管道长度，在防护管道的两端安装封堵装置，防护管道与地下管道之间的环空充满流体，流体的压力小于或等于地下管道内部介质压力；封堵装置是由封堵管道、流体入口管道、压力表、隔挡板、螺栓、螺母、金属八角垫片、卡瓦、带斜面法兰盘、法兰端盖、垫片、Y型密封圈、O型密封圈组成；防护管道与封堵管道用焊接方式连接，流体入口管道安装在封堵管道上，压力表安装在流体入口管道上，可以对环空流体的压力进行监控，并及时补充流体；隔挡板采用焊接方式安装在封堵管道内部，卡瓦安装在封堵管道端部，卡瓦与封堵管道的端面平齐，卡瓦外表面为斜面，带斜面法兰盘的内表面与卡瓦的斜面接触，带斜面法兰盘与法兰端盖用螺栓连接；卡瓦和封堵管道与法兰端盖之间安装金属八角垫片，实现径向密封，Y型密封圈安装在防护管道与地下管道的环空端部，流体作用在Y型密封圈的内唇上可以实现自密封，法兰端盖与地下管道之间布置2～4道O型密封圈，实现轴向密封。
封堵装置或是由封堵管道、流体入口管道、压力表、隔挡板、螺栓、螺母、金属八角垫片、法兰、法兰端盖、垫片、Y型密封圈、O型密封圈组成；封堵管道端部连接法兰，法兰与法兰端盖用螺栓连接，法兰与法兰端盖之间安装金属八角垫片。
封堵装置或是或是由是由封堵管道、流体入口管道、压力表、螺栓、螺母、金属八角垫片、上法兰盘、下法兰盘、弹簧垫片、O型密封圈组成；封堵管道端部连接下法兰盘，下法兰盘与上法兰盘用螺栓连接，下法兰盘与上法兰盘之间加金属八角垫片，实现径向密封，上法兰盘与地下管道和防护管道之间布置2～4道O型密封圈，实现轴端密封。
本发明的有益效果是：(1)该保护装置采用的防护管道可以有效地保护地下管道，避免因井壁失稳而造成地下管道发生压溃、砸伤、局部破裂等事故，保证地下管道的长期正常输送；(2)该保护装置的环空充满流体，可以避免因防护管道局部失效而造成地下管道的受力不均匀；(3)该保护装置中的封堵装置采用法兰结构或卡瓦结构，结构简单，安装方便，密封性能可靠，可以有效地封堵环空流体。(4)该保护装置中的封堵装置中设置压力表和流体入口流道，可以方便地检测到环空流体压力，并及时补充流体。
附图说明
图1是本发明一种非开挖地下管道保护装置的第一种实施例剖视图。
图2是本发明一种非开挖地下管道保护装置的第二种实施例剖视图。
图3是本发明一种非开挖地下管道保护装置的第三种实施例剖视图。
图4是本非开挖管道保护装置中法兰端盖的结构图。
图5是本非开挖管道保护装置中带斜面法兰盘的结构图。
图中：1.地下管道，2.封堵装置，3.防护管道，4.压力表，5.流体入口管道，6.隔挡板，7.带斜面法兰盘，8.螺栓，9.螺母，10.卡瓦，11.金属八角垫片，12.法兰端盖，13.O型密封圈，14.Y型密封圈，15.弹簧垫片，16.封堵管道，17.螺栓孔，18.法兰，19.上法兰盘，20.下法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种非开挖地下管道的保护装置，是由地下管道1、封堵装置2、防护管道3组成；地下管道1穿在防护管道3内部，防护管道3的长度等于需要保护的地下管道1长度，防护管道3的两端安装封堵装置2；封堵装置2是由封堵管道16、流体入口管道5、压力表4、隔挡板6、螺栓8、螺母9、金属八角垫片11、卡瓦10、带斜面法兰盘7、法兰端盖12、弹簧垫片15、Y型密封圈14、O型密封圈13组成；防护管道3与封堵管道16用焊接方式连接，流体入口管道5安装在封堵管道16上，压力表4安装在流体入口管道5上，通过流体入口管道5可以对防护管道3与地下管道1之间的环空进行充液，而防护管道3另一端的流体入口管道5可以作为气体排出口，气体排完后可作为流体入口，环空流体的压力小于或等于地下管道1内部介质压力；隔挡板6采用焊接方式安装在封堵管道16内部，卡瓦10安装在封堵管道16端部，卡瓦10与封堵管道16的端面平齐，卡瓦10外表面为斜面，带斜面法兰盘7与卡瓦10的斜面接触，带斜面法兰盘7与法兰端盖12用螺栓8连接，卡瓦10和封堵管道16与法兰端盖12之间为金属八角垫片11，实现径向密封，Y型密封圈14安装在防护管道3与地下管道1的环空端部，通过流体压力可以实现自密封，法兰端盖12与地下管道1之间布置2～4道O型密封圈13，实现轴向密封。
如图2所示，该保护装置中的封堵装置2或是由封堵管道16、流体入口管道5、压力表4、隔挡板6、螺栓8、螺母9、金属八角垫片11、法兰18、法兰端盖12、弹簧垫片15、Y型密封圈14、O型密封圈13组成；防护管道3与封堵管道16用焊接方式连接，流体入口管道5安装在封堵管道16上，压力表4安装在流体入口管道5上，隔挡板6采用焊接方式安装在封堵管道16内部，封堵管道16端部连接法兰18，法兰18与法兰端盖12用螺栓8连接，法兰18与法兰端盖12之间加金属八角垫片11，实现端面密封，Y型密封圈14安装在防护管道3与地下管道1的环空端部，法兰端盖12与地下管道1之间布置2～4道O型密封圈13。
如图3所示，该保护装置中的封堵装置2或是由是由封堵管道16、流体入口管道5、压力表4、螺栓8、螺母9、金属八角垫片11、上法兰盘19、下法兰盘20、弹簧垫片15、O型密封圈13组成；防护管道3与封堵管道16用焊接方式连接，流体入口管道5安装在封堵管道16上，压力表4安装在流体入口管道5上，封堵管道16端部连接下法兰盘20，下法兰盘20与上法兰盘19用螺栓8连接，下法兰盘20与上法兰盘19之间加金属八角垫片11，实现径向密封，上法兰盘19与地下管道1和防护管道3之间布置2～4道O型密封圈13，实现轴端密封。
如图4所示，封堵装置2中的法兰端盖12沿圆周方向均匀布置螺栓孔17，法兰端盖12外径与带斜面法兰盘7或法兰18的外径相同，法兰端盖12内径比地下管道1外径大4～10mm，法兰端盖12内壁均匀布置2～4个密封槽，密封槽内安装O型密封圈13，其预压缩量大于法兰端盖12内径和地下管道1外径差值的一半。
如图5所示，封堵装置2中的带斜面法兰盘7沿圆周方向均匀布置螺栓孔17，螺栓孔17的数量与法兰端盖12中的数量相同，带斜面法兰盘7的内表面为斜面，倾斜度与卡瓦10的外表面的斜度相同，在螺栓预紧力作用下，斜面法兰盘7与卡瓦10的两个斜面相互接触，实现对卡瓦10的压紧，从而使卡瓦固定在封堵管道16上。

Claims (3)

1.一种非开挖地下管道保护装置，是由地下管道(1)、封堵装置(2)、防护管道(3)组成，其特征在于：地下管道(1)穿在防护管道(3)内部，防护管道(3)的长度等于需要保护的地下管道(1)长度，防护管道(3)的两端安装封堵装置(2)，防护管道(3)与地下管道(1)之间的环空充满流体，流体的压力小于或等于地下管道(1)内部介质压力；封堵装置(2)是由封堵管道(16)、流体入口管道(5)、压力表(4)、隔挡板(6)、螺栓(8)、螺母(9)、金属八角垫片(11)、卡瓦(10)、带斜面法兰盘(7)、法兰端盖(12)、弹簧垫片(15)、Y型密封圈(14)、O型密封圈(13)组成；防护管道(3)与封堵管道(16)用焊接方式连接，流体入口管道(5)安装在封堵管道(16)上，压力表(4)安装在流体入口管道(5)上，隔挡板(6)采用焊接方式安装在封堵管道(16)内部，卡瓦(10)安装在封堵管道(16)端部，卡瓦(10)与封堵管道(16)的端面平齐，卡瓦(10)外表面为斜面，带斜面法兰盘(7)与卡瓦(10)的斜面斜度相同，带斜面法兰盘(7)与法兰端盖(12)用螺栓(8)连接，卡瓦(10)和封堵管道(16)与法兰端盖(12)之间为金属八角垫片(11)，Y型密封圈(14)安装在防护管道(3)与地下管道(1)的环空端部，法兰端盖(12)与地下管道(1)之间布置2～4道O型密封圈(13)。
2.根据权利要求1所述的非开挖穿越管线的保护装置，其特征是：封堵装置(2)或是由封堵管道(16)、流体入口管道(5)、压力表(4)、隔挡板(6)、螺栓(8)、螺母(9)、金属八角垫片(11)、法兰(18)、法兰端盖(12)、弹簧垫片(15)、Y型密封圈(14)、O型密封圈(13)组成；封堵管道(16)端部连接下法兰(18)，法兰(18)与法兰端盖(12)用螺栓(8)连接，法兰(18)与法兰端盖(12)之间加金属八角垫片(11)。
3.根据权利要求1所述的非开挖穿越管线的保护装置，其特征是：封堵装置(2)或是由封堵管道(16)、流体入口管道(5)、压力表(4)、螺栓(8)、螺母(9)、金属八角垫片(11)、上法兰盘(19)、下法兰盘(20)、弹簧垫片(15)、O型密封圈(13)组成；封堵管道(16)端部连接下法兰盘(20)，下法兰盘(20)与上法兰盘(19)用螺栓(8)连接，下法兰盘(20)与上法兰盘(19)之间加金属八角垫片(11)，上法兰盘(19)与地下管道(1)和防护管道(3)之间布置2～4道O型密封圈(13)。
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