CN111692454A - 一种管道的防渗加固装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道技术领域，具体涉及一种管道的防渗加固装置及其修复方法。本申请的管道的防渗加固装置，包括内衬，所述内衬环形贴合所述待修复管道的内壁面设置，所述内衬包括第一衬板、第二衬板，所述第一衬板与第二衬板之间设置有密封空腔层，所述第一衬板外表面凸设有第一异形定位结构，所述第一衬板通过所述第一异形定位结构紧密附着于所述待修复管道的内壁上，并形成密闭的环形筒状结构，有效避免充气、浆料时该防渗加固装置发生移动，保证修复出来的管道的平整性；所述环形筒状结构的环面上设置有进气孔、灌浆孔和出气孔，所述进气孔、所述灌浆孔和所述出气孔分别连通所述空腔层，使该管道修复能够带水作业。

Description

一种管道的防渗加固装置及其修复方法

技术领域

本发明属于管道技术领域，具体涉及一种管道的防渗加固装置及其修复方法。

背景技术

随着城市建设的快速发展，世界范围的地下管道数量日益增多。在这些建设于不同时间、日夜运行的管道中，经常发生损坏、积垢、腐蚀等问题导致管道输送能力下降，甚至造成泄露、爆炸、堵塞、地面塌陷、“城市看海”等事件发生，它代表和考验着“城市的良心”。通常情况下，管道的修复工作主要通过开挖修复和非开挖修复两种修复方式进行管道修复。

开挖修复即直接将管道挖开，然后对待修复管道进行修复，管道的开挖修复存在的环境问题以及经济影响比较大，且容易造成其余管道的破坏等可靠导致的安全事故。然而，非开挖修复对于基础设施低影响、低维护的修复方式逐渐备受重视。

目前，现有管道的非开挖修复方法有多种，如1、传统内衬法。该方法是将一根直径稍小的新管体直接插入或拉入待修复的管体内，然后向新管和待修复管体之间的环形间隙灌浆，待浆液凝固后是新管体与待修复管体固结，完成待修复管体的修复。2、高密度聚乙烯压U穿插法。高密度聚乙烯压U穿插法是在施工前将新管体(主要是聚乙烯管)通过机械加工，使其断面产生变形，随后将其送入待修复管体内，再通过加热加压或依靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与待修复管体形成紧密的配合，完成待修复管体的修复。3、翻转内衬法。该方法采用闭路电视摄像机检查欲修复的管道内部情况，施工时将含有热凝树脂的柔性纺织管从人井或其它工作坑通过绞车拉入，也可以利用液体或气体压力推送入欲修复的管道内，在液压或气压的作用下使纺织管紧贴待修复管体内壁，完成待修复管体的修复。4、螺旋缠绕法。该方法主要用于修复污水管道。施工时，借助于螺旋缠绕机，互锁的条带在待修复管体内缠绕成一条连续的管状内衬层，从而完成待修复管体的修复。5、喷涂法。该方法主要用于管道的防腐处理，高速回转的喷头在绞车的牵引下，一边后退一边将水泥浆液或环氧树脂均匀地喷涂在管道的内壁上，达到管体修复的效果。6、局部修复法。局部修复方法很多，主要包括密封法、补丁法、灌浆法、铰接法、机器人法等。

上述各种对地下管道的修复方法，虽然都能达到管体修复的效果，但是也都存在需要改进的空间，如翻转内衬法在管道修复过程中主要应用在管道的结构性修复(结构性修复即为新的内衬管具有不依赖原有管道结构而独立承受外部净水压力、土压力和动荷载作用的修复方法)，且该翻转内衬法在管道结构性修复中需要较厚的树脂涂层增加修复强度；然而，当树脂涂层较厚时，对于应用翻转内衬法的修复结构存在翻转、输送困难，且在施工过程中该修复结构容易出现气泡、软弱以及隆起，甚至部分热固化性树脂在未翻转完成就出现固化等问题，导致达不到复合材料抗透气性、抗透水性及翻衬时力学性能的要求，同时施工过程中需要保证管道必须排干，无法实现带水作业等问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种管道的防渗加固装置及其修复方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种管道的防渗加固装置，用于修复待修复管道，包括内衬，所述内衬环形贴合所述待修复管道的内壁面设置，且所述内衬包括第一衬板、第二衬板，所述第一衬板与第二衬板之间设置有密封空腔层，所述第一衬板外表面凸设有第一异形定位结构，所述第一衬板通过所述第一异形定位结构紧密附着于所述待修复管道的内壁上，并形成密闭的环形筒状结构，所述环形筒状结构的环面上设置有进气孔、灌浆孔和出气孔，所述进气孔、所述灌浆孔和所述出气孔分别连通所述空腔层。

进一步的，还包括玻璃纤维层，所述玻璃纤维层设置于所述空腔层中，用于连接所述第一衬板和/或第二衬板。

进一步的，玻璃纤维层包括第一玻璃纤维层、第二玻璃纤维层、第三玻璃纤维层，所述第一玻璃纤维层附着于第一衬板，且所述第一玻璃纤维层的外壁与所述第一衬板的内壁相接触；

所述第二玻璃纤维层附着于第二衬板，且所述第二衬板的外壁与所述第二玻璃纤维层的内壁相接触；

所述第三玻璃纤维层设于所述第一衬板、第二衬板之间，并与所述第一玻璃纤维层的内壁、第二玻璃纤维层的外壁以及所述环形筒状结构两端的环面组成密闭空腔。

进一步的，第一衬板内表面设置有相抵触连接的第二异形定位结构，所述第二衬板外表面设置有第三异形定位结构，所述第二异形定位结构与所述第三异形定位结构抵触连接。

进一步的，第三玻璃纤维层嵌于所述第二异形定位结构、第三异形定位结构相抵触的空隙中。

进一步的，第一异形固定结构、第二异形固定结构、第三异形固定结构为V形、T形、U形中的一种或多种。

进一步的，出气孔连通有出气管，且所述出气管上设置有恒压阀。

进一步的，进气孔和所述出气管分别设置在所述环形筒状结构的不同侧的环面上，且所述进气孔和所述灌浆孔设置在所述环形筒状结构的同一侧的环面上。

进一步的，内衬由热塑性弹性材料制成。

一种管道的防渗加固装置的修复方法，利用上述的管道的防渗加固装置，其方法具体如下：

S1：清理待修复管道的内壁；

S2：将上述的管道的防渗加固装置，自待修复管道内壁的一端向其另外一端部署，并与管道内壁密封；

S3：通过进气孔往所述管道的防渗加固装置内充入气体，使得所述管道的防渗加固装置定位于所述待修复管道的内部，并充分展开；

S4：通过灌浆孔往所述管道的防渗加固装置内注入混凝土浆料，且所述管道的防渗加固装置的气体通过所述出气孔排出，直至所述管道的防渗加固装置的空腔内充满浆料；

S5：分别通过催化固化、自然固化、加热修复以及紫外光固化使充满混凝土浆料的管道的防渗加固装置固化成型，以修复待修复管道。

与现有技术相比，本发明的管道的防渗加固装置具有以下优点：

1、通过第一衬板、第二衬板、管道内壁之间相互形成的空腔层，通过进气孔向空腔层内吹入气体，使该管道的防渗加固装置能够在待修复管道内展开，并通过注入混凝土浆料，使该管道的防渗加固装置固化在待修复管道内形成待修复管道新的管道；且第一衬板、第二衬板与管道的密封设计使该管道的防渗加固装置能够在水下作业，并通过充入气体以及注入混凝土浆料固化后实现修复管道的目的，而且该管道的防渗加固装置结构简单，便于输送和施工。

2、该管道的防渗加固装置在第一衬板外表面凸设第一异形定位结构，使得第一衬板紧密附着于所述待修复管道的内壁上，确保该管道的防渗加固装置能够稳定、准确定位于管道内壁，有效避免进行充气、浆料时该管道的防渗加固装置发生移动，保证修复出来的管道的平整性。

3、由于该管道的防渗加固装置结构简单，且在未充入气体以及注入浆料时，该管道的防渗加固装置较轻，可适应不同类型如圆形、矩形的管道，且该管道的防渗加固装置能够快速输送至待修复管道内，并进行充气、注入混凝土浆料、固化、修复等操作，最终使该注入混凝土浆料的管道防渗加固装置能够在管道内固化成型，达到修复管道的目的。

附图说明

图1为管道的防渗加固装置的正面结构示意图；

图2为管道的防渗加固装置的背面结构示意图；

图3为管道的防渗加固装置的整体结构示意图；

图4为管道的防渗加固装置的修复方法流程图。

附图标记：1、待修复管道；2、第一衬板；3、第二衬板；4、第一异形定位结构；5、灌浆孔；6、出气孔；7、玻璃纤维层；71、第一玻璃纤维层；72、第二玻璃纤维层；73、第三玻璃纤维层；8、第二异形定位结构；9、第三异形定位结构；10、出气管；11、恒压阀；12、进气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-3所示，一种管道的防渗加固装置，用于修复待修复管道1，包括内衬，所述内衬环形贴合所述待修复管道的内壁面设置，且所述内衬包括第一衬板2、第二衬板3，所述第一衬板2与第二衬板3之间设置有密封空腔层，所述第一衬板2外表面凸设有第一异形定位结构4，所述第一衬板2通过所述第一异形定位结构4紧密附着于所述待修复管道的内壁上，并形成密闭的环形筒状结构，本实施要保证第一衬板1与第二衬板2之间设置的密封空腔层的端面与待修复管道1的内壁形成密闭的环形筒状结构，可将密封空腔层的端面设计成大于该第一衬板与第二衬板围成的空腔口径以及该端面凸出部分具有粘性，可按现有的技术实现，此处不再进行说明，使得该密封端面能够与待修复管道的内壁形成密闭的环形筒状结构，从而保证第一衬板紧密附着于所述待修复管道的内壁上，确保该管道的防渗加固装置能够稳定、准确定位于管道内壁，有效避免进行充气、浆料时该管道的防渗加固装置发生移动，保证修复出来的管道的平整性。

本实施的环形筒状结构的环面上设置有进气孔12、灌浆孔5和出气孔6，为了保证修复后的管道的流畅性和管道的强度，所述进气孔12、所述灌浆孔5和所述出气孔6分别连通所述空腔层，从而便于分别通过该进气孔12、灌浆孔5和出气孔5向空腔层内充入空气、浆料以及将空气排出，使得其不仅能够带水作业，而且可以在管道中不需翻转、输送简单、结构强度大，有效扩大其适用范围。

作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

在本实施例中，还包括玻璃纤维层7，所述玻璃纤维层设置于所述空腔层中，用于连接所述第一衬板和第二衬板，增强该管道的防渗加固装置的结构强度，改善了修复后的待修复管道的抗压、抗震、抗扭曲以及抗冲击等能力；该玻璃纤维层包括第一玻璃纤维层71、第二玻璃纤维层72、第三玻璃纤维层73，所述第一玻璃纤维71层附着于第一衬板2，且所述第一玻璃纤维层71的外壁与所述第一衬板2的内壁相接触；所述第二玻璃纤维层72附着于第二衬板3，且所述第二衬板3的外壁与所述第二玻璃纤维层72的内壁相接触；所述第三玻璃纤维层73设于所述第一衬板2、第二衬板3之间，并与所述第一玻璃纤维层的内壁、第二玻璃纤维层的外壁以及所述环形筒状结构两端的环面组成密闭空腔，使得该密闭空腔保证该第一衬板、第二衬板之间能够通过填充浆料增加该管道的防渗加固装置的强度，从而有效增加修复管道的强度；且内衬由热塑性弹性材料制成，如HDPE、PP、PVDF、ECTFE等具有弹性的柔性材料，从而有效避免液体的渗入。

在本实施例中，第一衬板2内表面设置有相抵触连接的第二异形定位结构8，所述第二衬板3外表面设置有第三异形定位结构9，所述第二异形定位结构8与所述第三异形定位结构9抵触连接，第三玻璃纤维层73嵌于所述第二异形定位结构8、第三异形定位结构9相抵触的空隙中，增加该管道的防渗加固装置的强度，同时保证该管道的防渗加固装置能够稳定、准确定位于管道内壁，有效避免充气、浆料时该管道的防渗加固装置发生移动，保证修复出来的管道的平整性。

在本实施例中，第一异形固定结构71、第二异形固定结构72、第三异形固定结构73为V形、T形、U形中的一种或多种，根据不同项目的要求，可以选择不同的锚钉形状，本实施以V形为例进行说明，第二异形固定结构72、第三异形固定结构73的V形相互抵接，中间嵌插第三玻璃纤维层73，不仅可以增强该管道的透气性，而且通过设计V形异形结构使得管道的防渗加固装置具有更强的稳定性，保证了与混凝土之间的最佳锚固，即便塑料和混凝土有着不同的热膨胀系数，有效保证修复后管道的平整性。

在本实施例中，出气孔6连通有出气管10，且所述出气管10上设置有恒压阀11，通过该恒压阀11控制该空腔层内的空气从该出气管流出，有效保证该空腔层内的空气气压，从而便于浆料能够快速充满该空腔层，以及填充浆料时空腔层内的空气通过恒压阀排出；进气孔和所述出气管分别设置在所述环形筒状结构的不同侧的环面上，便于通过该进气孔内的空气充满整个空腔层，且所述进气孔和所述灌浆孔设置在所述环形筒状结构的同一侧的环面上，使该进料孔与该出气孔不处于同一侧的环面上，便于通过该进料孔进行浆料时，避免浆料直接堵死出气孔，从而影响待修复管道的修复。

采用本实施例提供的管道的防渗加固装置通过第一衬板、第二衬板、管道内壁之间相互形成的空腔层，通过进气孔向空腔层内吹入气体，使该管道的防渗加固装置能够在待修复管道内展开，并通过注入混凝土浆料，使该管道的防渗加固装置固化在待修复管道内形成待修复管道新的管道；且第一衬板、第二衬板与管道的密封设计使该管道的防渗加固装置能够在水下作业，并通过充入气体以及注入混凝土浆料固化后实现修复管道的目的，而且该管道的防渗加固装置结构简单，便于输送和施工，进一步增加了该管道的防渗加固装置的使用范围。

与本发明提供的管道非开挖修复装置的结构实施例相对应，本发明还提供了一种管道的防渗加固装置的修复方法。

如图4所示，一种管道的防渗加固装置的修复方法，利用上述的管道的防渗加固装置，其方法具体如下：

S1：清理待修复管道1的内壁；

由于待修复管道内杂质比较多，如管道中沉积有较多泥沙等，这就需要对待修复管道进行清理，通常采用清管器清管以及碱性、酸性的溶剂进行清洗；先用清管器除去管壁内侧的铁锈、垢层，再将碱性溶剂加入双向密封清管器中清洗管道中的油状物，从而将管道内壁清洗干净；

S2：将上述的管道的防渗加固装置，自待修复管道1内壁的一端向其另外一端部署，并与管道内壁密封；

通过第一衬板2外表面凸设有第一异形定位结构4，将所述第一衬板2与待修复管道的内壁隔开，以形成一间隙，便于将灌浆料注入该间隙中，并通过该第一衬板2与第二衬板3之间设置有密封空腔层的端面与待修复管道的内壁形成密闭的环形筒状结构，使该管道的防渗加固装置能够在水下作业，且可以避免注入混凝土浆料的时候混凝土浆料的外渗，实现修复管道的目的；

S3：通过进气孔12往所述管道的防渗加固装置内充入气体，使得所述管道的防渗加固装置定位于所述待修复管道1的内部，并充分展开；

充入气体后使第一衬板2上的第一异形固定结构4与待修复管道的内壁抵接，进行定位，确保该管道的防渗加固装置能够稳定、准确定位于管道内壁，保证修复出来的管道的平整性；

在本实施例中，可通过空压机等设备将空气输送至空腔内，进而使该管道的防渗加固装置膨胀，并将第一衬板通过第一异形固定结构与待修复管道的内壁相抵接；由于该内衬具有一定弹性，因此，该管道的防渗加固装置的内腔的直径略小于待修复管道的内腔直径；从而使得管道的防渗加固装置完全展开。

S4：通过灌浆孔5往所述管道的防渗加固装置内注入混凝土浆料，且所述管道的防渗加固装置的气体通过所述出气孔6排出，直至所述管道的防渗加固装置的空腔内充满浆料；

其中，当空腔中充满气体，且环形筒状结构的外层密封膜与待修复管道的内壁相接触时，可由进料机将混凝土浆料通过该进料孔进入空腔，并充满该空腔；而且填充浆料的过程中，该浆料会挤压空腔内的空气使其通过出气孔排出，从而保证空腔内的气压处于安全气压，避免空腔的气压过高造成破裂，进而引起管道非开挖修复装置损坏。

S5：分别通过催化固化、自然固化、加热修复以及紫外光固化使充满混凝土浆料的管道的防渗加固装置固化成型，以修复待修复管道。

其中，空腔层内充满浆料后，可分别通过催化剂使充满填料的管道的防渗加固装置快速固化，进而使其自然固化，进一步对该自然固化后的管道的防渗加固装置进行加热，通过对该管道的防渗加固装置内部进行修整使该管道的防渗加固装置的内腔平整、光滑，便于液体快速通过管道；最后通过紫外线光进行紫外光固化，使该管道的防渗加固装置固化成型。当该管道的防渗加固装置固化成型后，即可保证修复后管道的强度；从而实现该管道的防渗加固装置的修复功能。

采用本实施例提供的管道的防渗加固装置的修复方法，由于该管道的防渗加固装置结构简单，便于快速输送，从而能够快速实现待修复管道的修复，并且该管道的防渗加固装置中通过纤维材料与混凝土浆相互结合形成纤维复合材料，从而有效增强修复后管道的强度；而且，由于该管道的防渗加固装置的内衬均为弹性的热塑性材料，从而使其能够适应不同类型的管道，并且能够在水下作业，有效提高本实施例提供的管道的防渗加固装置的使用范围。

上述仅为本发明的优选具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种管道的防渗加固装置，用于修复待修复管道(1)，其特征在于：包括内衬，所述内衬环形贴合所述待修复管道(1)的内壁面设置，且所述内衬包括第一衬板(2)、第二衬板(3)，所述第一衬板(2)与第二衬板(3)之间设置有密封空腔层，所述第一衬板(2)外表面凸设有第一异形定位结构(4)，所述第一衬板(2)通过所述第一异形定位结构(4)紧密附着于所述待修复管道(1)的内壁上，并形成密闭的环形筒状结构，所述环形筒状结构的环面上设置有进气孔(12)、灌浆孔(5)和出气孔(6)，所述进气孔(12)、所述灌浆孔(5)和所述出气孔(6)分别连通所述空腔层。

2.根据权利要求1所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：还包括玻璃纤维层(7)，所述玻璃纤维层(7)设置于所述空腔层中，用于连接所述第一衬板(2)和/或第二衬板(3)。

3.根据权利要求2所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述玻璃纤维层(7)包括第一玻璃纤维层(71)、第二玻璃纤维层(72)、第三玻璃纤维层(73)，所述第一玻璃纤维层(71)附着于第一衬板(2)，且所述第一玻璃纤维层(71)的外壁与所述第一衬板(2)的内壁相接触；

所述第二玻璃纤维层(72)附着于第二衬板(3)，且所述第二衬板(3)的外壁与所述第二玻璃纤维层(72)的内壁相接触；

所述第三玻璃纤维层(73)设于所述第一衬板(2)、第二衬板(3)之间，并与所述第一玻璃纤维层(71)的内壁、第二玻璃纤维层(72)的外壁以及所述环形筒状结构两端的环面组成密闭空腔。

4.根据权利要求3所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述第一衬板(2)内表面设置有相抵触连接的第二异形定位结构(8)，所述第二衬板(3)外表面设置有第三异形定位结构(9)，所述第二异形定位结构(8)与所述第三异形定位结构(9)抵触连接。

5.根据权利要求4所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述第三玻璃纤维层(73)嵌于所述第二异形定位结构(8)、第三异形定位结构(9)相抵触的空隙中。

6.根据权利要求5所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述第一异形固定结构、第二异形固定结构、第三异形固定结构为V形、T形、U形中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述出气孔(6)连通有出气管(10)，且所述出气管(10)上设置有恒压阀。

8.根据权利要求7所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述进气孔(12)和所述出气管(10)分别设置在所述环形筒状结构的不同侧的环面上，且所述进气孔(12)和所述灌浆孔(5)设置在所述环形筒状结构的同一侧的环面上。

9.根据权利要求1所述的管道的防渗加固装置，其特征在于：所述内衬由热塑性弹性材料制成。

10.一种管道的防渗加固装置的修复方法，其特征在于：利用权利要求1-9任一所述的管道的防渗加固装置，其方法具体如下：

S1：清理待修复管道(1)的内壁；

S2：将权利要求1-9任一所述的管道的防渗加固装置，自待修复管道(1)内壁的一端向其另外一端部署，并与管道内壁密封；

S3：通过进气孔(12)往所述管道的防渗加固装置内充入气体，使得所述管道的防渗加固装置定位于所述待修复管道(1)的内部，并充分展开；

S4：通过灌浆孔(5)往所述管道的防渗加固装置内注入混凝土浆料，且所述管道的防渗加固装置的气体通过所述出气孔(6)排出，直至所述管道的防渗加固装置的空腔内充满浆料；

S5：分别通过催化固化、自然固化、加热修复以及紫外光固化使充满混凝土浆料的管道的防渗加固装置固化成型，以修复待修复管道(1)。

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