CN109404609A - 一种防止地下管道周围介质塌陷的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止地下管道周围介质坍塌的装置，属于地下管线缺陷预防和诊治技术领域，主要包括固定链条、固定支撑、土工布、反滤层和锁扣；固定支撑位于固定链条的内侧并与固定链条相连接，固定支撑之间设有土工布包裹的反滤层，固定链条的两端设有锁扣。本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置安装在地下管道外围，通过安装在装置上的土工布和反滤层，实现管道出现漏点时，管道周围仅允许水来回流动，防止固体颗粒流失。本发明的装置能够保证地下管道出现漏点漏水时，周围的土体及其他介质不会随着水的流动而流失，为保护地下管道本身和管道上方的道路、桥梁以及建筑物起到至关重要的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止地下管道周围介质塌陷的装置，适用于地下管线缺陷的预防和治理，属于地下管线缺陷预防和诊治技术领域。
背景技术
地下管线是城市基础设施的重要组成部分，它承载着多种物质流、能源流和信息流，是城市赖以生存和发展的重要物质基础之一。地下管线包括给水、排水、电力、热力、电信、工业管道等几大类，它就像人体里的“神经”和“血液”，日夜担负着传输信息和能量的重任，是城市赖以生存和发展的基础，被称为城市的“生命线”。
地下金属管线输送具有安全、高效、成本低等优点而被广泛应用。地下金属管线存在的最普遍最严重的问题就是腐蚀，管道内部其他介质的腐蚀、管道内部流体的冲刷腐蚀、管壁应力腐蚀、土壤中气体对管道的腐蚀以及管道外部保温层下腐蚀，都是很有可能引起管线局部位置壁厚减小，从而引起局部位置泄漏。当给水、排水等输送液体管道局部出现漏点时，管道周围的沙、石等固体颗粒会随着水流或其他液体的冲击进入管道内部或者被管道喷射出来的水冲刷带走，随着时间的推进，管道周围的固体颗粒会越来越多的被带走，从而导致管道周围的土体出现坍塌。当管道周围的土体出现坍塌时，可直接造成土体上方的道路、桥梁、建筑物出现严重的损坏，并且也会造成严重的经济损失和人员伤亡；所以，需要一种设备装置安装在地下管道周围，来预防和诊治出现较漏点时带来的坍塌。
目前有多种技术和方法能对地下管线进行测漏，主要是金属磁记忆检测法、超声导波检测、管道猪检测仪等。上述几种对地下管线测漏的技术各有优缺点，唯一的目的就是对管道进行测漏，找出管道的漏点。
金属磁记忆检测法只能对产生应力集中的区域进行定性的分析和判断，不能达到对设备及构件进行寿命精确评估和预测的地步，还需要对产生应力集中的区域进行更深层次的研究分析，判定产生应力集中的原因，记忆缺陷的严重程度或者是具体的数值，如管线筒壁厚度损失量、裂缝的长度、深度等。由于不需要对被检测构件进行磁化处理，构件及设备处于地球磁场中，金属磁记忆检测法检测的是构件本身的漏磁信号，并且这种信号属于弱磁信号，很容易受到外界环境及人为因素的影响。
超声导波检测是一种大范围、覆盖面广和快速的初步检测方法，通过使用超声导波技术检测后，可以对管道系统的安全性做出初步的判断和评级，可以区分出正常部位和有缺陷的部位；但是，这种检测不能定性，即不能判断出是何种缺陷，并且对缺陷的定量也只是近似评估的，对检测出来的缺陷定位也是粗略的，不是非常精确，对缺陷部位仍然需要借助其他工具或者方法做出最终的判别评价。当被检测管道上存在的缺陷面积较大时，超声导波技术的检测结果会比较敏感，对于管道横向截面上存在的面积比较小的缺陷，或者是单个点状、横向条状的缺陷，难以检出；当在管道长度方向管道的直径发生变化时，这种变截面的结构会影响超声导波检测技术的精度，并且也会影响检测长度；当被检测管道存在多种类型的缺陷时，超声导波检测技术难以对其检测判别。
“管道猪”检测，仅有个别单位在研究管道猪内检测技术，并且还处于萌芽阶段；管道猪(pig)是在运行的管道中随介质一起行进的一种检测设备，管道猪用于无损检测，主要是用来测厚(管道腐蚀后厚度会损失)和裂纹检查；现有的地下金属管道不太适用于管道猪进行内检测，例如，管道内径经常变化，弯头的弯曲半径较小，管道内部在施工时未进行清扫，经常存有一些碎片和杂物；管道猪内检测设备昂贵，未能在市场上流行，普通检测工作不太适用。
根据以上描述可知，目前现存对地下管道测漏的技术和方法存在不同的缺点，共性的缺点就是当管道漏点较小、管道埋置于野外复杂地层中、管道周围有多种类型管道共存等其他情况时，现存的技术无法对管道的漏点进行检测。
因此，当地下管道进行埋设施工时，提供一种设备，能安装在管道周围，当管道出现漏点时，这种设备能防止管道周围的固体随着管道内部液体的流动而流失，防止管道出现漏点时管道周围土体出现坍塌，就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种防止地下管道周围介质坍塌的装置，将该装置安装到地下管道周围，通过土工布和反滤层，仅允许管道周围的水进行流动，能阻止管道周围的土、沙、石等其他介质流失，实现防止管道周围介质出现坍塌。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：主要包括固定链条、固定支撑、土工布、反滤层和锁扣；所述固定支撑位于所述固定链条的内侧并与所述固定链条相连接，所述固定支撑之间设有土工布包裹的反滤层，固定链条的两端设有锁扣。
优选地，所述固定链条为自由弯曲的链条，单侧为平行的两条。
优选地，所述固定支撑是直径为25mm的螺纹钢。
优选地，所述钢筋间距为200mm，根据不同直径的管道选择钢筋根数。
优选地，所述土工布是一种由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。
优选地，所述反滤层是一种粒径沿水流方向由细到粗的级配砂砾层。
优选地，所述反滤层由2-4层颗粒大小不同的砂、石或卵石组成。
本发明的另一目的是提供上述防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种防止地下管道周围介质坍塌的装置，其安装包括以下步骤：
(1)开挖土层
利用大型机械设备，对预定的位置和深度进行管道铺设前的开挖，开完完成后，再对预定位置向四周各开挖一定距离(0.5m)，用于安装放置防止地下管道周围介质坍塌的装置；
(2)安装设备装置
待土体开挖完成后，将制作完成的防止地下管道周围介质坍塌的装置放置于坑内；
(3)首次回填土回填
将防止地下管道周围介质坍塌的装置放置好后，进行回填土回填；
(4)铺设管道
首次回填土完成后，开始铺设管道，将预先铺设的管道放置于首次回填土的上方；
(5)二次回填土回填
管道铺设完成后，在管道上方继续进行回填土回填；
(6)装置锁定
待二次回填土回填完毕后，将本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置进行对接，对接完成后，利用固定链条上的锁扣进行锁定；
(7)最终回填土回填
待本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置锁定后，对管道整体进行回填土回填。
优选地，步骤(1)中一定距离为0.5m。
优选地，步骤(3)中回填土的厚度为0.5m。
优选地，步骤(4)中回填土的高度为0.5m。
有益效果：
本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置安装到地下管道周围，通过土工布和反滤层，仅允许管道周围的水进行流动，能阻止管道周围的土、沙、石等其他介质流失，实现防止管道周围介质出现坍塌。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装断面示意图。
图2是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的平面示意图。
图3是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的断面平面示意图。
主要零部件名称
1固定链条 2固定支撑
3土工布和反滤层 4锁扣
5反滤层 6土工布
具体实施方式
下面结合具体图例，进一步阐述本发明。在阅读了本发明的讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。
实施例1
如图1所示，是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装断面示意图，本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置位于管道的外侧，形状与管道基本相同，装置与管道之间为土体；如图2所示，是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的平面示意图；如图3所示，是本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的断面平面示意图；其中，1为固定链条，2为固定支撑，3为土工布和反滤层，4为锁扣，5为反滤层，6为土工布；本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置主要包括两个平行的固定链条1，两个平行的固定链条1之间设有两排平行的固定支撑2，每排设有14个固定支撑2，两排固定支撑2之间设有由土工布6包裹的反滤层5(土工布和反滤层3)，固定链条1的两端设有锁扣4用于固定链条1之间的连接；固定链条1是一种能够自由弯曲的链条，此链条的主要作用是连接固定支撑，通过固定链条连接固定支撑2，从而使固定支撑2能够稳固；之所以用固定链条2连接固定支撑1，是因为管道断面大多都是圆的，固定链条1能够自由弯曲，可以在不同直径和曲率的管道上安装此种设备装置；固定支撑2是一种由钢筋焊接组成的支撑体系，主要的作用是固定由土工布6和反滤层5组成的土工布和反滤层3，防止管道埋置较深，土体压力较大时，反滤层5坍塌，从而破坏，失去作用；土工布6是一种由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，土工布6具有耐力高、耐腐蚀、透水性好、抗微生物等优点；土工布6的主要作用是将反滤层5进行包裹，防止管道周围的固体颗粒和反滤层5中的材料混合，使反滤层5失去作用；反滤层5是一种粒径沿水流方向由细到粗的级配砂砾层，反滤层5是由2-4层颗粒大小不同的砂、石或卵石做成的，顺着水流的方向粒径不断增大，任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙；反滤层5的作用就是当管道出现漏点时，管道内外仅允许水流动，防止固体颗粒流失；最终达到防止地下管道周围介质坍塌的目的。
本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置，通过固定链条1和固定支撑2，将土工布6和反滤层5安装在管道周围；土工布6将反滤层5进行包裹，防止管道周围的固体颗粒和反滤层5中的材料混合，使反滤层失去作用。
本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置，通过固定链条1和固定支撑2将土工布6和反滤层5固定在管道周围，当管道出现漏点时，管道内的水从管道内喷射出，此时，水流穿过管道周围的土体，然后穿过土工布和反滤层，此时，土体中的固体颗粒会随着水流向四周扩散，当扩散到土工布6和反滤层5时，固体颗粒被阻拦，水流通过土工布和反滤层，从而达到只允许水通过，固体颗粒被阻拦的目的，此时即达到了防止地下管道周围介质坍塌的最终目的。
本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置，置于管道外围进行作用时，包括以下步骤：
1)开挖土层
利用大型机械设备，对预定的位置和深度进行管道铺设前的开挖，开完完成后，再对预定位置向四周各开挖0.5m，用于安装放置本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置；
2)安装设备装置
待土体开挖完成后，将制作完成的本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置放置于坑内；
3)首次回填土回填
将本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置放置好后，进行回填土回填，此时回填土的厚度为0.5m，即在本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置的上方回填0.5m厚的土体；
4)铺设管道
首次回填土完成后，开始铺设管道；将预先铺设的管道放置于首次回填土的上方；
5)二次回填土回填
管道铺设完成后，在管道上方继续进行回填土回填，此时回填土的高度仍然为0.5m，即回填后管道管壁和设备装置之间的土层厚度保持在0.5m；
6)装置锁定
待二次回填土回填完毕后，将本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置进行对接，对接完成后，利用固定链条上的锁扣进行锁定；
7)最终回填土回填
待本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置锁定后，对管道整体进行回填土回填。
本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置，通过安装在装置上的土工布和反滤层，实现管道出现漏点时，管道周围仅允许水来回流动，防止固体颗粒流失，本发明的装置能够保证地下管道出现漏点漏水时，周围的土体及其他介质不会随着水的流动而流失，为保护地下管道本身和管道上方的道路、桥梁以及建筑物起到至关重要的作用。
Claims (10)
1.一种防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：主要包括固定链条、固定支撑、土工布、反滤层和锁扣；所述固定支撑位于所述固定链条的内侧并与所述固定链条相连接，所述固定支撑之间设有土工布包裹的反滤层，固定链条的两端设有锁扣。
2.根据权利要求1所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述固定链条为自由弯曲的链条，为平行的两个。
3.根据权利要求2所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述固定支撑为钢筋。
4.根据权利要求3所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述钢筋为14根。
5.根据权利要求4所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述土工布由合成纤维通过针刺或编织而成。
6.根据权利要求5所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述反滤层是一种粒径沿水流方向由细到粗的级配砂砾层。
7.根据权利要求6所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置，其特征在于：所述反滤层由2-4层颗粒大小不同的砂、石或卵石组成。
8.权利要求1-7中任一项所述防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装方法，包括以下步骤：
(1)开挖土层
对预定的位置和深度进行管道铺设前的开挖，开完完成后，再对预定位置向四周各开挖一定距离，用于安装放置防止地下管道周围介质坍塌的装置；
(2)安装设备装置
待土体开挖完成后，将制作完成的防止地下管道周围介质坍塌的装置放置于坑内；
(3)首次回填土回填
将防止地下管道周围介质坍塌的装置放置好后，进行回填土回填；
(4)铺设管道
首次回填土完成后，开始铺设管道，将预先铺设的管道放置于首次回填土的上方；
(5)二次回填土回填
管道铺设完成后，在管道上方继续进行回填土回填；
(6)装置锁定
待二次回填土回填完毕后，将本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置进行对接，对接完成后，利用固定链条上的锁扣进行锁定；
(7)最终回填土回填
待本发明的防止地下管道周围介质坍塌的装置锁定后，对管道整体进行回填土回填。
9.根据权利要求8所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装方法，其特征在于：步骤(1)中所述一定距离为0.5m；步骤(3)中回填土的厚度为0.5m。
10.根据权利要求8所述的防止地下管道周围介质坍塌的装置的安装方法，其特征在于：步骤(4)中回填土的高度为0.5m。
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