CN110630848B - 用于大管径hdpe管道压扁变形的非开挖修复装置及方法 - Google Patents

用于大管径hdpe管道压扁变形的非开挖修复装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置及方法。其中：非开挖修复装置包括：阻水设备、支撑结构、注浆设备、浸有树脂的内衬软管以及光固化设备，通过阻水设备形成施工空间，支撑结构支撑起变形管道，再对支撑结构与管道内壁缝隙及管外土体病害处注浆，再将浸有树脂的内衬软管，在空气加压作用下膨胀至紧贴在支撑结构内壁；最后通过光固化设备对浸有树脂的内衬软管光固化后形成CIPP光固化内衬。本发明提供的非开挖修复方法通过综合内衬钢环、高聚物注浆以及CIPP光固化等方法对HDPE管道压扁变形实施非开挖修复，并加固周边土体，能避免出现工后二次病害，尤其适用于直径大于800mm的大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复。

Description

用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置及方法
技术领域
本发明涉及管道非开挖修复技术领域，具体涉及一种用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复工艺，尤其涉及一种适用于直径大于800mm的大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复装置及方法。
背景技术
随着现代社会的发展，城市地下管网在居民生活中占据着越来越重要的地位，其中HDPE 双壁波纹管凭借其优异的物理、化学及力学性能，被广泛运用于市政排水领域。HDPE双壁波纹管是以HDPE高密度聚乙烯为主要材料，属于柔性管，与土体共同承担上部荷载。但由于管道周围土体回填碾压难以保证密实，造成波纹管偏心受压，如果上部荷载过大，HDPE 双壁波纹管容易出现压扁变形，最终导致管道的结构破坏，影响城市日常输水排污的正常运行，甚至威胁上部地面结构安全。
现行针对HDPE双壁波纹管的修复包括开挖修复和非开挖修复两类：
1、开挖修复工艺，其是通过开挖土体至管道病害处更换新管的方法，属于传统修复工艺，对环境和交通影响较大，已不能满足现代城市发展需要。
2、非开挖修复工艺，非开挖是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，通过导向、定向钻进等方式在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖)，敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，不会阻碍交通，不会破坏绿地、植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响，因此具有较高的社会经济效果。非开挖修复工艺主要有穿插法、原位固化法(CIPP)、碎管法、缠绕法等，具有施工速度快、对环境影响小等优点。但这些非开挖方法除了碎管法外，均无法修复管道变形，修复后结构仍然处于偏心受压状态，容易出现二次病害，碎管法虽然可以在原管道位置重新形成一条新管道，但其施工过程中产生的振动对上部结构以及周围管线影响较大。
现有技术中关于非开挖修复工艺也有不少相关报道：
例如：对比文件1，CN110043747A公开一种管道非开挖修复装置及管道非开挖修复方法，其技术方案要点是包括基座、设置于基座底部的移动组件以及设置于基座上的修复机构；该方案通过对修复机构设置驱动电机，能够驱动柱体转动，柱体转动带动软管转动，实现对管道内不同的位置进行修复。
对比文件2，CN105371049A公开一种管道非开挖修复工艺，本方案的技术要点主要在于利用CCTV检测机器人确定管道内是否有渗漏点、错位、堵塞、弯道等情况，然后再进行管道内修复。
对比文件3，CN109707949A公开一种大口径地下管道非开挖修复方法，其主要技术要点在于对管道破损处先进行补漏，之后进行翻转内衬，用翻转设备将CIPP内衬软管送入管道内；再使用不饱和聚酯溶液为粘合剂对内衬软管进行加热固化，加热完成后对管道进行成形冷却处理，实现管道修复。
上述这些修复方法也都仅仅只是修复管道的缺口或者是破损处，也无法修复管道变形，并且这些修复方法并不是针对HDPE双壁波纹管设计，基于HDPE双壁波纹管为柔性管，易于变形的特点，因此，研发一种新型适用于大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复工艺需求迫切。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置及方法，主要是通过综合钢环内衬结构、高聚物注浆以及CIPP光固化等方法对HDPE管道压扁变形实施非开挖修复，并加固周边土体，避免出现工后二次病害。尤其适用于DN>800mm的大管径HDPE双壁波纹管道的压扁变形的非开挖修复。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
提供一种用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，包括：阻水设备、支撑结构、注浆设备、浸有树脂的内衬软管以及光固化设备；其中：
阻水设备，用于阻水形成施工空间，包括止水气囊及与止水气囊的充气口连接的空气压缩机，止水气囊设于入口检查井的上游；
支撑结构，主要用于支撑起变形的管道，包括上弧形固定钢板、下弧形固定钢板以及伸缩支撑杆；上弧形固定钢板、下弧形固定钢板的顶部中心位置均设有注浆孔，注浆孔用于注浆设备深入钢板表面进行高聚物注浆，所述注浆孔还用于通过固定螺丝将伸缩支撑杆的上、下端分别与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板连接；支撑结构还包括左弧形固定钢板以及右弧形固定钢板，上弧形固定钢板、下弧形固定钢板、左弧形固定钢板以及右弧形固定钢板均预留螺旋孔，相邻的弧形固定钢板通过预留的螺旋孔及膨胀螺丝依次固定连接形成钢环内衬结构，用于对管道进行支撑；
注浆设备，用于插入注浆孔对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆；
浸有树脂的内衬软管，在空气加压作用下，能膨胀至紧贴在支撑结构的钢环内衬结构内壁；
光固化设备，用于对浸有树脂的内衬软管光固化后形成CIPP光固化内衬。
进一步地，
具体地，伸缩支撑杆主要由上固定件、下固定件和伸缩件组成，伸缩件为带外螺纹的螺纹杆，上固定件、下固定件为中空结构，中空结构的内壁设有与螺纹杆外螺纹对应的内螺纹；伸缩件的两端分别与上固定件、下固定件螺纹连接，通过向内向外旋转，调节整个伸缩支撑杆的长度；
固定螺丝分别设置在上固定件的上端、下固定件的下端，固定螺丝与注浆孔配合，实现伸缩支撑杆与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板的连接。
进一步地，
注浆设备包括便携式注浆枪、注浆管以及外部的注浆机，便携式注浆枪通过注浆管与外部的注浆机连接，用于插入注浆孔对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆。
使用时，注浆机一般搭载在专用注浆车上。
进一步地，
所述光固化设备包括至少两个紫外灯串联组成的灯链，每个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动滚轮通过连杆与紫外灯的外壳连接，紫外灯灯链的一端通过电缆与外部电连接，另一端连接牵引钢丝绳。
紫外灯通过电缆与外部电源连接实现通电，通过牵引钢丝绳拉动灯链在内衬软管内移动，用于对浸有树脂的内衬软管进行固化后形成CIPP光固化内衬；滑动滚轮用于带动紫外灯在内衬软管内壁中滚动照射，一方面本发明提供的光固化设备通过滑动滚轮可以减少光固化设备移动过程中的摩擦力，更加容易移动，另一方面通过连杆连接滑动滚轮与紫外灯，保持灯链位于管道中心轴上，能保证照射的均匀性，提高固化效果。
进一步地，
为了使光固化设备适用于不同管径大小的管道，光固化设备中的所述连杆为伸缩连杆，由多节套管组成，所述连杆与紫外灯连接的一端通过角度调节器与紫外灯的外壳连接；通过调节连杆的长度和与紫外灯外壳的连接角度，适应在不同管径大小的管道内壁滑动。
进一步地，
各紫外灯之间为刚性串联，仅在灯链最端部的两个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动管轮通过连杆与紫外灯的外壳连接。
优选地，各连杆的长度和与紫外灯外壳的连接角度一致，使灯链能位于管道的中心轴上，使得光照更加均匀，固化程度一致。
优选的，每个紫外灯上连接的滑动滚轮的个数为3个，呈“三角形”，结构稳定，也能使得在管道内壁的滑动更加平稳、顺畅。
本发明还提供采用上述大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置的非开挖修复方法，包括如下步骤：
S1、将止水气囊从入口检查井放入管内检查井的上游位置，利用HDPE管外的空气压缩机对止水气囊充气进行阻水形成施工空间，便于施工人员进入管内；
S2、在HDPE管道压扁变形位置，对HDPE管道压扁变形处进行清理，去除淤泥杂质；
S3、将伸缩支撑杆与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板通过预留的注浆孔和固定螺丝连接形成支撑装置，并根据HDPE管道内径调整好伸缩支撑杆的长度，利用支撑结构的上弧形固定钢板于下弧形固定钢板撑起变形的HDPE管道；
S4、通过各弧形固定钢板表面预留的螺栓孔和膨胀螺丝，将左弧形固定钢板、右弧形固定钢板与上弧形固定钢板、下弧形弧形固定钢板进行拼装以形成钢环内衬结构，对HDPE管道进行支撑；
S5、将注浆设备深入各弧形固定钢板的注浆孔内，开启注浆设备进行第一次高聚物注浆形成第一次高聚物注浆物，使钢环内衬结构与HDPE管道内壁贴合，然后撤掉伸缩支撑杆；
S6、重复步骤S5的工序，直至HDPE管道病害段的固定钢板组装完成，形成一定长度的钢环内衬管结构；然后利用手持式电钻插入上弧形固定钢板的注浆孔，通过钻穿HDPE管道至管外土体病害处，将注浆设备深入钻孔内对土体病害处，开启注浆设备进行第二次高聚物注浆形成第二次高聚物注浆物以稳固土体；
S7、待第二次高聚物注浆完成后，拉出注浆设备；然后将浸泡过树脂的内衬软管9通过翻转内衬法拉入HDPE管道内，之后通过空气加压法使浸泡过树脂的内衬软管膨胀起来，并紧贴在钢环内衬结构上；
S8、把光固化设备从HDPE管的一端拉入，并牵拉至HDPE管道的另一端拉出，使浸泡过树脂的内衬软管充分固化并贴覆在钢环内衬结构的内壁上形成CIPP光固化内衬；
S9、待CIPP光固化完成后，拉出光固化设备。
本发明方法中，由于高聚物具有扩散性，能迅速填充钢板与管壁之间的缝隙，步骤S5 中，第一次注浆一般对上、下户型固定钢板的注浆孔注浆即可；步骤S6中，第二次注浆，由于HDPE管道的压扁变形一般位于管道上方，因此只需对上弧形固定钢板的注浆孔进行钻孔注浆。
进一步地，
注浆设备包括便携式注浆枪、注浆管以及外部的注浆机，便携式注浆枪通过注浆管与外部的注浆机连接；具体地，
步骤S5中，是将便携式注浆枪接在注浆管的出浆端，注浆管连接外部的注浆机，将便携式注浆枪深入各弧形固定钢板的注浆孔内，开启注浆机进行第一次高聚物注浆；
步骤S6中，先取下便携式注浆枪，将注浆管直接深入钻孔内对土体病害处，开启注浆机进行第二次高聚物注浆以稳固土体。
步骤S5中，针对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙进行高聚物注浆，缝隙一般空间小，需要借助便携式注浆枪，而步骤S6中，针对管外土体病害处注浆，可注浆空间和需注浆量加大，采用注浆管直接深入钻孔内注浆。
进一步地，
所述光固化设备包括至少两个紫外灯串联组成的灯链，每个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动滚轮通过连杆与紫外灯的外壳连接，紫外灯灯链的一端通过电缆与外部电连接用于供电，另一端与牵引钢丝绳连接，通过拉动钢丝绳拖动紫外灯进行移动照射；
步骤S8中，具体是把整个光固化设备从HDPE管的一端拉入，利用牵引钢丝绳和滑动滚轮使紫外灯链在浸有树脂的内衬软管中进行移动照射，最后牵拉至HDPE管道的另一端拉出，通过紫外灯的照射使浸泡过树脂的内衬软管9充分固化并贴覆在钢环内衬结构的内壁上形成 CIPP光固化内衬。
本发明方法在具体的施工过程中，应当注意的是：
步骤S6中，利用手持式电钻进行钻孔时，应注意时刻确保钻孔的位置和方向，以免出现偏斜，影响高聚物注浆的注浆位置。
步骤S7中，在拉入浸泡过树脂的内衬软管之前，应先在原有HDPE管道内铺设垫膜，并固定在原有管道两端，保证浸泡过树脂的内衬软管不受损害。
步骤S8中，内衬软管的扩张需用压缩空气，其值需有控制装置和压力表进行检测，严格遵守相关值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，包括：阻水设备、支撑结构、便携式注浆枪、浸有树脂的内衬软管以及光固化设备。通过阻水设备形成施工空间，支撑结构支撑起变形管道，再对支撑结构与管道内壁缝隙及关外土体病害处注浆，再将浸有树脂的内衬软管，在空气加压作用下膨胀至紧贴在支撑结构内壁；最后通过光固化设备对浸有树脂的内衬软管光固化后形成CIPP光固化内衬。
与现有技术相比本发明提供的非开挖修复工艺，能形成“钢环内衬结构+高聚物注浆+CIPP内衬软管”结合的HDPE管道压扁变形修复结构，能实现对大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复，不仅能修复HDPE双壁波纹管道压扁变形，同时还能加固周边土体，能避免出现工后二次病害，尤其适用于直径大于800mm的大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复。
本发明涉及的CIPP翻转内衬法修复技术，是在水压或气压的作用下，将一种特制的聚脂毛毡树脂内衬管敷设于原有管道内表面，并通过特殊的黏合剂紧密地与原管道内壁粘合在一起，由此达到管道修复(更新)的目的，并且衬管材料不会影响输送介质的品质。一般CIPP 翻转内衬修复内衬管采用德国insiduform公司的高强度复合聚酯毡材料和高强不饱和聚酯树脂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为止水气囊和支撑结构(不包括左右弧形固定钢板)的纵剖面示意图；
附图2为部分支撑结构(不包括左右弧形固定钢板)详图；
附图3为整个支撑结构安装在管道内的横剖面示意图；
附图4为多个钢环内衬结构在管内拼接成钢环内衬管结构的纵剖面示意图；
附图5为钢环内衬管结构的结构示意图；
附图6为向管外土体病害处注浆的纵剖面示意图；
附图7为钢环内衬结构和高聚物注浆的横剖面示意图；
附图8为CIPP光固化修复的纵剖面示意图；
附图9为浸泡树脂的内衬软管的结构示意图；
图10为CIPP光固化设备的结构示意图。
附图标注说明：第一次高聚物注浆物1、第二次高聚物注浆物2、钢环内衬结构3、上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302、左弧形固定钢板303、右弧形固定钢板304、伸缩支撑杆4、上固定件401、下固定件402、伸缩件403、固定螺丝5、注浆管6、注浆机7、止水气囊8、膨胀螺丝15、浸泡树脂的内衬软管9、紫外灯11、滑动滚轮10、电缆12、注浆孔 13、便携式注浆枪14、空气压缩机16、连杆17。
具体实施方式
为了更好地阐述该发明的内容，下面通过具体实施例对本发明进一步的验证。特在此说明，实施例只是为更直接地描述本发明，它们只是本发明的一部分，不能对本发明构成任何限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1～图9所示，本实施例提供一种用于大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复装置，包括：阻水设备、支撑结构、注浆设备、浸有树脂的内衬软管以及光固化设备；其中：
阻水设备，用于阻水形成施工空间，包括止水气囊8及与止水气囊8的充气口连接的空气压缩机16，止水气囊8设于入口检查井的上游；
支撑结构，主要用于支撑起变形的管道，包括上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302 以及伸缩支撑杆4；上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302的顶部中心位置分别设有注浆孔13，注浆孔13用于注浆设备深入钢板表面进行高聚物注浆；注浆孔13还用于通过固定螺丝5将伸缩支撑杆4的上、下端分别与上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302连接；作为优选方案，本实施例中，伸缩支撑杆4由上固定件401、下固定件402和伸缩件403组成，伸缩件403为带外螺纹的螺纹杆，上固定件401、下固定件402为中空结构，中空结构的内壁设有与螺纹杆外螺纹对应的内螺纹；伸缩件403的两端分别与上固定件401、下固定件402螺纹连接，通过向内向外旋转，调节整个伸缩支撑杆4的长度。固定螺丝5分别设置在上固定件401的上端、下固定件402的下端，固定螺丝5与注浆孔13配合，实现伸缩支撑杆4与上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302的连接。
支撑结构还包括左弧形固定钢板303以及右弧形固定钢板304，上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302、左弧形固定钢板303以及右弧形固定钢板304均预留螺旋孔，相邻的弧形固定钢板通过预留的螺旋孔及膨胀螺丝15依次固定连接形成钢环内衬结构3，用于对管道进行支撑。
注浆设备，用于插入注浆孔13对钢环内衬结构与HDPE管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆；本实施例中，注浆设备包括便携式注浆枪14、注浆管6以及外部的注浆机7，便携式注浆枪14通过注浆管6与外部的注浆机7连接，用于插入注浆孔13对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆。
浸有树脂的内衬软管9，在空气加压作用下，能膨胀至紧贴在支撑结构的钢环内衬结构内壁。一般的，浸有树脂的内衬软管9采用德国insiduform公司的高强度复合聚酯毡材料制成的内衬软管并涂设高强不饱和聚酯树脂。
光固化设备，用于对浸有树脂的内衬软管光固化后形成CIPP光固化内衬。本实施例中，光固化设备包括至少两个紫外灯11串联组成的灯链，每个紫外灯11分别连有至少两个滑动滚轮10，滑动滚轮10通过连杆17与紫外灯11的外壳连接，紫外灯11通过电缆12与外部电连接用于供电，另一端与牵引钢丝绳连接，
紫外灯11通过电缆12与外部电源连接实现通电，通过牵引钢丝绳拉动灯链在内衬软管 9内移动，用于对浸有树脂的内衬软管9进行固化后形成CIPP光固化内衬；滑动滚轮10用于带动紫外灯11在内衬软管9内壁中滚动照射，一方面本发明提供的光固化设备通过滑动滚轮可以减少光固化设备移动过程中的摩擦力，更加容易移动，另一方面通过连杆17连接滑动滚轮10与紫外灯11，保持灯链位于管道中心轴上，能保证加热的均匀性，提高固化效果。
为了使光固化设备适用于不同管径大小的管道，光固化设备中的所述连杆17为伸缩连杆，由多节套管组成，连杆17与紫外灯11连接的一端通过角度调节器与紫外灯11的外壳连接；通过调节连杆17的长度和与紫外灯11外壳的连接角度，适应在不同管径大小的管道内壁滑动。
各紫外灯11之间可选择为刚性串联，仅在灯链最端部的两个紫外灯11分别连有至少两个滑动滚轮10，滑动管轮10通过连杆17与紫外灯11的外壳连接。
为了使得光照更加均匀，固化程度一致，各连杆17的长度和与紫外灯11外壳的连接角度一致，使灯链能位于管道的中心轴上。
本实施例中，紫外灯11的个数为2个。每个紫外灯11外壳上设置的连杆为2根，对应的，滑动滚轮的个数为2个。
作为其他优选实施例，将每个紫外灯上连接的滑动滚轮的个数设置为3个，呈“三角形”，结构稳定，能使得在管道内壁的滑动更加平稳、顺畅。
本实施例提供的上述大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置的非开挖修复方法，包括如下步骤：
S1、将止水气囊8从入口检查井放入管内检查井的上游位置，利用HDPE管外的空气压缩机16对止水气囊8充气进行阻水形成施工空间，便于施工人员进入管内；
S2、在HDPE管道压扁变形位置，对HDPE管道压扁变形处进行清理，去除淤泥杂质；
S3、将伸缩支撑杆4与上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302通过预留的注浆孔13 和固定螺丝5连接形成支撑装置，并根据HDPE管道内径调整好伸缩支撑杆4的长度，利用支撑结构的上弧形固定钢板与下弧形固定钢板撑起变形的HDPE管道；
具体地是根据管道内径，选择合适长度的螺纹杆作为伸缩件403，然后选择合适的上固定件401、下固定件402，将上固定件401、下固定件402分别螺纹套接在伸缩件403螺纹杆的上下两端，组装成伸缩支撑杆4；然后通过固定螺丝5将伸缩支撑杆4的一端与对应端的弧形固定钢板的注浆孔13固定，再通过调节伸缩支撑杆4的长度，将另一端与对应端的弧形固定钢板的注浆孔13固定，继续调节伸缩支撑杆4的长度，直至将变形的HDPE管道撑起。
S4、通过各弧形固定钢板表面预留的螺栓孔和膨胀螺丝15，将左弧形固定钢板303、右弧形固定钢板304与上弧形固定钢板301、下弧形弧形固定钢板302进行拼装以形成钢环内衬结构3，对整个HDPE管道进行支撑；
S5、将便携式注浆枪14接在注浆管6的出浆端，注浆管连接外部的注浆机，将便携式注浆枪14深入上弧形固定钢板301、下弧形固定钢板302的注浆孔13内，开启注浆机7进行第一次高聚物注浆形成第一次高聚物注浆物1；使钢环内衬结构3与HDPE管道内壁贴合，然后撤掉伸缩支撑杆4；
S6、重复步骤S5的工序，直至HDPE管道病害段的固定钢板组装完成，形成一定长度的钢环内衬管结构；然后利用手持式电钻插入上弧形固定钢板的注浆孔13，通过钻穿HDPE管道至管外土体病害处，先取下便携式注浆枪，将注浆管6直接深入钻孔内对土体病害处，开启注浆机进行第二次高聚物注浆形成第二次高聚物注浆物2以稳固土体。
步骤S5中，针对钢环内衬结构3与管道内壁的缝隙进行高聚物注浆，缝隙一般空间小，需要借助便携式注浆枪14，而步骤S6中，针对管外土体病害处注浆，可注浆空间和需注浆量加大，采用注浆管6直接深入钻孔内注浆。由于高聚物具有扩散性，能迅速填充钢板与管壁之间的缝隙，步骤S5中，第一次注浆一般对上、下户型固定钢板的注浆孔注浆即可；步骤 S6中，第二次注浆，由于HDPE管道的压扁变形一般位于管道上方，因此只需对上弧形固定钢板的注浆孔进行钻孔注浆。
S7、待第二次高聚物注浆完成后，拉出注浆设备；然后将浸泡过树脂的内衬软管9通过翻转内衬法拉入HDPE管道内，之后通过空气加压法使浸泡过树脂的内衬软管9膨胀起来，并紧贴在钢环内衬结构3上；
S8、把光固化设备从HDPE管的一端拉入，并牵拉至HDPE管道的另一端拉出，2个紫外灯11串联组成的灯链通过滑动滚轮10在光缆12的牵引下，紫外灯链11在浸有树脂的内衬软管9中进行移动照射，使浸泡过树脂的内衬软管9充分固化并贴覆在钢环内衬结构的内壁上形成CIPP光固化内衬；
S9、待CIPP光固化完成后，拉出光固化设备。
采用本实施例提供的非开挖修复装置及非开挖修复方法修复HDPE管道变形的施工过程中，应当注意：
步骤S6中，利用手持式电钻进行钻孔时，应注意时刻确保钻孔的位置和方向，以免出现偏斜，影响高聚物注浆2的注浆位置；
步骤S7中，在拉入浸泡过树脂的内衬软管9之前，应先在原有HDPE管道内铺设垫膜，并固定在原有管道两端，保证浸泡过树脂的内衬软管不受损害；
步骤S7中，内衬软管9的扩张需用压缩空气，其值需有控制装置和压力表进行检测，严格遵守相关值。
本发明提供的非开挖修复工艺，能形成“钢环内衬结构+高聚物注浆+CIPP内衬软管”结合的HDPE管道压扁变形修复结构，能实现对大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复，不仅能修复HDPE双壁波纹管道压扁变形，同时还能加固周边土体，能避免出现工后二次病害，尤其适用于直径大于800mm的大管径HDPE双壁波纹管道压扁变形的非开挖修复。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，其特征在于，包括：阻水设备、支撑结构、注浆设备、浸有树脂的内衬软管以及光固化设备；其中：
阻水设备，用于阻水形成施工空间，包括止水气囊及与止水气囊的充气口连接的空气压缩机，止水气囊设于入口检查井的上游；
支撑结构，主要用于支撑起变形的管道，包括上弧形固定钢板、下弧形固定钢板以及伸缩支撑杆；上弧形固定钢板、下弧形固定钢板的顶部中心位置均设有注浆孔，注浆孔用于注浆设备深入钢板表面进行高聚物注浆，所述注浆孔还用于通过固定螺丝将伸缩支撑杆的上、下端分别与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板连接；支撑结构还包括左弧形固定钢板以及右弧形固定钢板，上弧形固定钢板、下弧形固定钢板、左弧形固定钢板以及右弧形固定钢板均预留螺栓孔，相邻的弧形固定钢板通过预留的螺栓孔及膨胀螺丝依次固定连接形成钢环内衬结构，用于对管道进行支撑；伸缩支撑杆主要由上固定件、下固定件和伸缩件组成，伸缩件为带外螺纹的螺纹杆，上固定件、下固定件为中空结构，中空结构的内壁设有与螺纹杆外螺纹对应的内螺纹；伸缩件的两端分别与上固定件、下固定件螺纹连接，通过向内向外旋转，调节整个伸缩支撑杆的长度；固定螺丝分别设置在上固定件的上端、下固定件的下端，固定螺丝与注浆孔配合，实现伸缩支撑杆与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板的连接；
注浆设备，用于插入注浆孔对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆；
浸有树脂的内衬软管，在空气加压作用下，能膨胀至紧贴在支撑结构的钢环内衬结构内壁；
光固化设备，用于对浸有树脂的内衬软管光固化后形成CIPP光固化内衬。
2.根据权利要求1所述的用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，其特征在于，
所述注浆设备包括便携式注浆枪、注浆管以及外部的注浆机，便携式注浆枪通过注浆管与外部的注浆机连接，通过插入注浆孔对钢环内衬结构与管道内壁的缝隙以及管外土体病害处注浆。
3.根据权利要求1或2所述的用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，其特征在于，
所述光固化设备包括至少两个紫外灯串联组成的灯链，每个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动滚轮通过连杆与紫外灯的外壳连接，紫外灯灯链的一端通过电缆与外部电连接，另一端连接牵引钢丝绳。
4.根据权利要求3所述的用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，其特征在于，
光固化设备中的所述连杆为伸缩连杆，由多节套管组成，所述连杆与紫外灯连接的一端通过角度调节器与紫外灯的外壳连接。
5.根据权利要求4所述的用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置，其特征在于，
各紫外灯之间为刚性串联，仅在灯链最端部的两个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动滚轮通过连杆与紫外灯的外壳连接。
6.采用权利要求1～5任一所述用于大管径HDPE管道压扁变形的非开挖修复装置的非开挖修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将止水气囊从入口检查井放入管内检查井的上游位置，利用HDPE管外的空气压缩机对止水气囊充气进行阻水形成施工空间，便于施工人员进入管内；
S2、在HDPE管道压扁变形位置，对HDPE管道压扁变形处进行清理，去除淤泥杂质；
S3、将伸缩支撑杆与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板通过预留的注浆孔和固定螺丝连接形成支撑装置，并根据HDPE管道内径调整好伸缩支撑杆的长度，利用支撑结构的上弧形固定钢板与下弧形固定钢板撑起变形的HDPE管道；
S4、通过各弧形固定钢板表面预留的螺栓孔和膨胀螺丝，将左弧形固定钢板、右弧形固定钢板与上弧形固定钢板、下弧形固定钢板进行拼装以形成钢环内衬结构，对HDPE管道进行支撑；
S5、将注浆设备深入各弧形固定钢板的注浆孔内，开启注浆设备进行第一次高聚物注浆形成第一次高聚物注浆物，使钢环内衬结构与HDPE管道内壁贴合，然后撤掉伸缩支撑杆；
S6、重复步骤S5的工序，直至HDPE管道病害段的固定钢板组装完成，形成一定长度的钢环内衬管结构；然后利用手持式电钻插入上弧形固定钢板的注浆孔，通过钻穿HDPE管道至管外土体病害处，将注浆设备深入钻孔内对土体病害处，开启注浆设备进行第二次高聚物注浆形成第二次高聚物注浆物以稳固土体；
S7、待第二次高聚物注浆完成后，拉出注浆设备；然后将浸泡过树脂的内衬软管通过翻转内衬法拉入HDPE管道内，之后通过空气加压法使浸泡过树脂的内衬软管膨胀起来，并紧贴在钢环内衬结构上；
S8、把光固化设备从HDPE管的一端拉入，并牵拉至HDPE管道的另一端拉出，使浸泡过树脂的内衬软管充分固化并贴覆在钢环内衬结构的内壁上形成CIPP光固化内衬；
S9、待CIPP光固化完成后，拉出光固化设备。
7.根据权利要求6所述的非开挖修复方法，其特征在于，
所述注浆设备包括便携式注浆枪、注浆管以及外部的注浆机，便携式注浆枪通过注浆管与外部的注浆机连接；具体地，
步骤S5中，是将便携式注浆枪接在注浆管的出浆端，注浆管连接外部的注浆机，将便携式注浆枪深入上弧形固定钢板、下弧形固定钢板的注浆孔内，开启注浆机进行第一次高聚物注浆形成第一次高聚物注浆物；
步骤S6中，先取下便携式注浆枪，将注浆管直接深入钻孔内对土体病害处，开启注浆机进行第二次高聚物注浆形成第二次高聚物注浆物以稳固土体。
8.根据权利要求7所述的非开挖修复方法，其特征在于，
所述光固化设备包括至少两个紫外灯串联组成的灯链，每个紫外灯分别连有至少两个滑动滚轮，滑动滚轮通过连杆与紫外灯的外壳连接，紫外灯灯链的一端通过电缆与外部电连接用于供电，另一端与牵引钢丝绳连接，通过拉动牵引钢丝绳拖动紫外灯进行移动照射；
步骤S8中，具体是把整个光固化设备从HDPE管的一端拉入，利用牵引钢丝绳和滑动滚轮使紫外灯链在浸有树脂的内衬软管中进行移动照射，最后牵拉至HDPE管道的另一端拉出，通过紫外灯的照射使浸泡过树脂的内衬软管充分固化并贴覆在钢环内衬结构的内壁上形成CIPP光固化内衬。
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