CN111963796A - 大口径管道内衬加固结构及维修方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管道应急修复工程的技术领域，尤其是涉及一种大口径管道内衬加固结构，其包括多个内衬钢管，内衬钢管的一端均设有承口管，另一端均设有插口管，承口管与相邻内衬钢管的插口管承插式连接，插口管和承口管的连接处包覆有成对设置的锚固卡环，插口管远离内衬钢管一端的外侧壁上开设有至少一个凹槽，凹槽沿插口管的周向设置，凹槽内套设有密封圈。本申请还涉及一种利用上述大口径管道内衬加固结构进行维修的方法，包括以下步骤：S1，预制承插式内衬钢管，S2，清洗及检查待修复管道，S3，拼装内衬钢管，S4，进行接口试压，S5，进行内衬钢管全线试压，S6，注浆，S7，新旧管道碰点安装。本申请能够经济高效、易实施地快速恢复大口径管道。

Description

大口径管道内衬加固结构及维修方法

技术领域

本申请涉及管道应急修复工程的技术领域，尤其是涉及一种大口径管道内衬加固结构及维修方法。

背景技术

国家基础建设的重大工程和城市供水主管道多数为大口径管道，如PCCP预应力钢筒混凝土管，输水管道的公称直径从1200mm至4000mm不等。该类输水管道口径大且覆土深，与人们日常生活息息相关。随着管道长期运行，管道出现破损，管道连接处错口和脱节等结构性问题越来越凸显。如果未得到及时修复，必然会对环境及经济社会造成严重的负面影响。

全面开挖修复是较常见的修复手段，但此方式存在效率低，成本高，环境污染大等缺点，而且全面开挖修复会对城市交通带来较大的压力。因此，采用经济高效、易实施地快速恢复管道安全运行的维修方法，显得十分重要。

发明内容

为了经济高效、易实施地快速恢复大口径管道，本申请提供一种大口径管道内衬加固结构及维修方法。

本申请提供的一种大口径管道内衬加固结构，采用如下的技术方案：

一种大口径管道内衬加固结构，包括多个内衬钢管，内衬钢管的一端均设有承口管，另一端均设有插口管，承口管与相邻内衬钢管的插口管承插式连接，插口管和承口管的连接处包覆有成对设置的锚固卡环，插口管远离内衬钢管一端的外侧壁上开设有至少一个凹槽，凹槽沿插口管的周向设置，凹槽内套设有密封圈。

通过采用上述技术方案，内衬钢管从检修井平放下去，将首节内衬钢管的大部分送入待修复管道，悬吊第二节内衬钢管到检修井内，将第二节内衬钢管的插口管插入首节内衬钢管的承口管，并套上锚固卡环。将第二节内衬钢管的大部分送入待修复管道，悬吊第三节内衬钢管到检修井内，将第三节内衬钢管的插口管插入第二节内衬钢管的承口管，并套上锚固卡环，以此类推。在小范围内开挖形成作业工作坑，或者直接以原有的检修井为作业工作坑，可以不用全面开挖，能够经济高效、易实施地快速恢复大口径管道。

优选的，凹槽设置为两个，两个凹槽沿插口管轴线方向排列，插口管的内侧壁上开设有试压孔，试压孔为通孔，试压孔设置在两个凹槽之间。

通过采用上述技术方案，向试压孔内注水，维持压力一段时间，根据压力是否减少来判断密封圈的密封性是否良好。

优选的，内衬钢管设有若干个内支撑件，内支撑件包括沿内衬钢管径向设置的螺杆，螺杆的一端设置有左旋螺纹，另一端设置有右旋螺纹，螺杆的两端均套设有螺旋支腿，螺旋支腿上设有与螺杆匹配的内螺纹，且螺旋支腿与内衬钢管的内侧壁相抵。

通过采用上述技术方案，待修复管道不是完全平直的，内衬钢管移动过程中会受到侧向压力，内支撑件对内衬钢管进行支撑，防止内衬钢管变形。

优选的，内衬钢管上成对设置有紧固卡环和承重滑轮卡环，紧固卡环和承重滑轮卡环抱合在内衬钢管上，且紧固卡环和承重滑轮卡环两端分别通过螺栓连接，承重滑轮卡环的中心低于内衬钢管的轴心，承重滑轮卡环上设有滑轮组，滑轮组用于与待修复管道的内壁相抵。

通过采用上述技术方案，紧固卡环和承重滑轮卡环抱合在内衬钢管上，内衬钢管由滑轮组支撑，可以很大程度上减少内衬钢管在待修复管道中移动时所受的摩擦阻力。

优选的，滑轮组包括位于内衬钢管中心正下方的定向滑轮和成对设置在定向滑轮两侧的承重滑轮，承重滑轮为万向滑轮。

通过采用上述技术方案，两侧的承重滑轮和定滑轮配合使用，内衬钢管允许一定的偏转角度，适应一定范围内原有管道高低不平不顺直的情况下，适应性好。

优选的，插口管的外侧壁上设有止推方钢。

通过采用上述技术方案，工作人员在后方推动时，止推方钢与承口管的端面相抵，承口管和插口管不会继续交错，可以有效利用承口管和插口管自身的长度。

优选的，承口管远离内衬钢管一端的外侧壁上设有凸环，锚固卡环的横截面设置为U型，且锚固卡环包覆在止推方钢和凸环上。

通过采用上述技术方案，工作人员可以在前方牵引，使内衬钢管在待修复管道内向前输送，此时凸环与锚固卡环的一侧壁相抵，带动锚固卡环移动，锚固卡环的另一侧壁与止推方钢相抵，勾住止推方钢，进而带动后一节插口管移动。

优选的，内衬钢管上开设有注浆孔。

通过采用上述技术方案，在内衬钢管内通过注浆孔从里往外逐步注入水泥砂浆，直至内衬钢管和待修复管道的间隙内都已充满砂浆为止，可以增强内衬钢管和待修复管道之间的密封，并且砂浆对内衬钢管也起到了支撑作用。

本申请还提供了一种利用大口径管道内衬加固结构进行维修的方法，采用如下的技术方案：包括以下步骤：

S1，预制承插式内衬钢管，内衬钢管上开设有注浆孔，注浆孔为通孔，对内衬钢管预先做好内防腐，在内衬钢管两端分别焊接相应规格的承口管和插口管，然后在内衬钢管内壁放入内支撑件，并将螺旋支腿与内衬钢管的内壁相抵；

S2，清洗及检查待修复管道，清洗待修复管道，同时检查待修复管道的走向及损坏状况，修补内衬钢管破坏的内防腐；

S3，拼装内衬钢管，将承口管和插口管的工作面清理干净后，在插口管的凹槽内分别套入密封圈，将插口管插入承口管内，安装到位后将两个锚固卡环分别包覆在止推方钢和凸环的外侧，将滑轮组栓接在承重滑轮卡环上，紧固卡环和承重滑轮卡环抱合在内衬钢管上，内衬钢管由滑轮组支撑；

S4，进行接口试压，对每个承口管和插口管的接口进行试压，向试压孔内注水，维持压力一段时间，根据压力是否减少来判断试压是否合格，如果试压合格，即可将内衬钢管推进或拉入待修复管道内，到位后进行下一管节的安装，否则，重新检查密封并进行接口试压，直至各节内衬钢管全部安装完毕；

S5，进行内衬钢管全线试压，每个接口再次试压，如果有发生渗漏现象，应对该接口采取焊接措施并进行超声波无损探伤检测；

S6，内衬钢管和待修复管道的间隙内注浆保养，在内衬钢管内通过注浆孔从里往外逐步注入水泥砂浆，直至内衬钢管和待修复管道的间隙内都已充满砂浆为止；

S7，新旧管道碰点安装，待S6步骤中注入的水泥砂浆保养期满后，拆除内支撑件，根据规范及设计试验压力，对内衬钢管进行整体泵压试验，内衬钢管全线试压合格后，对作业工作坑两端进行新旧管道碰点安装。

通过采用上述技术方案，内衬钢管从检修井平放下去，将首节内衬钢管的大部分送入待修复管道，悬吊第二节内衬钢管到检修井内，将第二节内衬钢管的插口管插入首节内衬钢管的承口管，并套上锚固卡环。将第二节内衬钢管的大部分送入待修复管道，悬吊第三节内衬钢管到检修井内，将第三节内衬钢管的插口管插入第二节内衬钢管的承口管，并套上锚固卡环，以此类推。本申请以原有的检修井作为工作坑，可以不用全面开挖，或者必要时，可以在小范围内开挖，实现管道修复。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.承口管与相邻内衬钢管的插口管承插式连接，施工方便快捷、不需要现场焊接；

2.承口管和插口管采用至少一个密封圈，且每个接口可单独现场试压，施工质量安全可靠；

3.承口管和插口管套有锚固卡环，使得内衬钢管既可推进又可定向牵引，且其接口锚固锁定不拉脱；

4.内衬钢管和待修复管道的间隙注浆保养，确保内衬钢管与待修复管道形成牢固的加固复合管道；

5.内衬钢管允许一定的偏转角度，适应一定范围内原有管道高低不平不顺直的情况下，其适应性好。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例中锚固卡环的结构示意图；

图3是本申请实施例中内支撑件的结构示意图；

图4是本申请实施例中内衬钢管与待修复管道的连接关系的示意图。

附图标记说明：1、内衬钢管；11、注浆孔；2、承口管；21、凸环；3、插口管；31、凹槽；32、密封圈；33、试压孔；34、止推方钢；4、锚固卡环；5、内支撑件；51、螺杆；52、螺旋支腿；6、紧固卡环；7、承重滑轮卡环；8、滑轮组；81、定向滑轮；82、承重滑轮；9、待修复管道。

具体实施方式

下面，将结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图1所示，本申请实施例公开一种大口径管道内衬加固结构，包括多节内衬钢管1，内衬钢管1的一端均焊接有承口管2，另一端均焊接有插口管3，且承口管2与相邻内衬钢管1的插口管3承插式连接。插口管3和承口管2的外侧包覆有两个锚固卡环4。

内衬钢管1从检修井平放下去，将首节内衬钢管1的大部分送入待修复管道9，悬吊第二节内衬钢管1到检修井内，将第二节内衬钢管1的插口管3插入首节内衬钢管1的承口管2，并套上锚固卡环4。将第二节内衬钢管1的大部分送入待修复管道9，悬吊第三节内衬钢管1到检修井内，将第三节内衬钢管1的插口管3插入第二节内衬钢管1的承口管2，并套上锚固卡环4，以此类推。

如图1所示，内衬钢管1上开设有注浆孔11，注浆孔11为通孔。在内衬钢管1内通过注浆孔11从里往外逐步注入水泥砂浆，直至内衬钢管1和待修复管道的间隙内都已充满砂浆为止。

如图1所示，承口管2背向对应内衬钢管1一端的管口成喇叭状设置，并形成引导斜面，将插口管3插入到承口管2内时，操作人员更容易对准。

安装时，插口管3插入承口管2。如图1所示，插口管3远离内衬钢管1一端的外侧壁上开设有两个凹槽31。两个凹槽31沿插口管3轴线方向排列，每个凹槽31沿插口管3的周向设置。凹槽31内分别套设有密封圈32，密封圈32可以是橡胶材质，并设置成O形。

如图1所示，插口管3的内侧壁上开设有试压孔33，试压孔33为通孔，设置在两个凹槽31之间。向试压孔33内注水，维持压力一段时间，根据压力是否减少来判断密封圈32的密封性是否良好。承口管2远离内衬钢管1一端的外侧壁上一体成型有凸环21，插口管3的外侧壁上焊接有环形的止推方钢34，锚固卡环4的横截面设置为U型，且锚固卡环4包覆在止推方钢34和凸环21上。

如图1和图2所示，锚固卡环4成对设置，包覆在承口管2与插口管3的连接处。两个锚固卡环4的两端相对，均通过螺栓连接。

如图1所示，插口管3的外径与内衬钢管1的内径相同，承口管2的内径略大于内衬钢管1的内径。

将已经拼接好的内衬钢管1送入待修复管道9时，工作人员可以在后方推动，此时止推方钢34与承口管2的端面相抵。工作人员也可在前方牵引，此时凸环21与锚固卡环4的一侧壁相抵，带动锚固卡环4移动，锚固卡环4的另一侧壁与止推方钢34相抵，勾住止推方钢34，进而带动后一节插口管3移动。此外，上述推动与牵引过程也可同时进行。

如图3所示，每节内衬钢管1均设有四个内支撑件5，内支撑件5由钢材料制成，内支撑件5包括沿内衬钢管1径向设置的螺杆51，螺杆51沿内衬钢管1的周向均匀排列，相邻两个螺杆51之间的夹角为45°。螺杆51的一端设置有左旋螺纹，另一端设置有右旋螺纹，螺杆51的两端均套设有螺旋支腿52，螺旋支腿52上加工有与螺杆51匹配的内螺纹，且螺旋支腿52与内衬钢管1的内侧壁相抵。旋拧螺杆51，调节两个螺纹支腿之间的距离，对内衬钢管1的内壁进行支撑。

如图4所示，为了减少内衬钢管1在待修复管道9中移动时所受的摩擦阻力，内衬钢管1上成对设置有紧固卡环6和承重滑轮卡环7，紧固卡环6和承重滑轮卡环7抱合在内衬钢管1上，且紧固卡环6和承重滑轮卡环7两端分别通过螺栓连接。承重滑轮卡环7的中心低于内衬钢管1的轴心，承重滑轮卡环7上栓接有滑轮组8，内衬钢管1由滑轮组8支撑。滑轮组8包括位于内衬钢管1中心正下方的定向滑轮81和成对设置在定向滑轮81两侧的承重滑轮82，承重滑轮82与内衬钢管1中心连线成120°的夹角。承重滑轮82根据具体的需要可以是定滑轮，也可以是万向轮。

内衬钢管1每隔2M左右用螺栓紧固安装有紧固卡环6和承重滑轮卡环7。

本文出现的“螺栓”为高强螺栓。

本申请另一实施例公开一种利用大口径管道内衬加固结构进行维修的方法。

如图1至图4所示，一种利用上述大口径管道内衬加固结构进行维修的方法，包括以下步骤：

S1，预制承插式内衬钢管1。

内衬钢管1的管道口径一般比待修复管道9小100～150mm，内衬钢管1的长度则根据作业工作坑的尺寸来确定。作业工作坑可以使用现成的检修井，也可以开挖形成。

内衬钢管1上开设有注浆孔11，注浆孔11为通孔。

对内衬钢管1预先做好内防腐，在内衬钢管1两端分别焊接相应规格的承口管2和插口管3。然后在内衬钢管1内壁放入内支撑件5，并将螺旋支腿52与内衬钢管1的内壁相抵。

S2，清洗及检查待修复管道9。

采用先进的高压水射流清洗设备及技术，有效清洗待修复管道9内的污垢、泥沙及其他异物。同时，检查待修复管道9的走向及损坏状况，修补内衬钢管1破坏的内防腐。

S3，拼装内衬钢管1。

将承口管2和插口管3的工作面清理干净后，在插口管3的凹槽31内分别套入密封圈32，采用前拉、后推等方式将插口管3插入承口管2内，安装到位后将两块锚固卡环4分别包覆在止推方钢34和凸环21的外侧。

将滑轮组8栓接在承重滑轮卡环7上，将定向滑轮81和承重滑轮82栓接在承重滑轮卡环7上。紧固卡环6和承重滑轮卡环7抱合在内衬钢管1上，分别通过螺栓连接紧固卡环6和承重滑轮卡环7的两端。内衬钢管1由滑轮组8支撑。

紧固卡环6和承重滑轮卡环7组成的滑轮组8间隔2M左右设置在内衬钢管1上。

S4，进行接口试压。

对每个承口管2和插口管3的接口进行试压，向试压孔33内注水，维持压力一段时间，根据压力是否减少来判断试压是否合格。

如果试压合格，即可将内衬钢管1推进或拉入待修复管道9内，到位后进行下一管节的安装。否则，重新检查密封并进行接口试压，直至各节内衬钢管全部安装完毕。

S5，进行内衬钢管1全线试压，每个接口再次试压，如果有发生渗漏现象，应对该接口采取焊接措施并进行超声波无损探伤检测。

S6，内衬钢管1和待修复管道的间隙内注浆保养，在内衬钢管1内通过注浆孔11从里往外逐步注入水泥砂浆，直至内衬钢管1和待修复管道的间隙内都已充满砂浆为止。

S7，新旧管道碰点安装，待S6步骤中注入的水泥砂浆保养期满后，拆除内支撑件5，根据规范及设计试验压力，对内衬钢管1进行整体泵压试验，内衬钢管1全线试压合格后，对作业工作坑两端进行新旧管道碰点安装。

本申请的技术也可应用于承插式钢管穿越套管的施工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大口径管道内衬加固结构，其特征在于：包括多个内衬钢管(1)，所述内衬钢管(1)的一端均设有承口管(2)，另一端均设有插口管(3)，所述承口管(2)与相邻内衬钢管(1)的插口管(3)承插式连接，所述插口管(3)和承口管(2)的连接处包覆有成对设置的锚固卡环(4)，所述插口管(3)远离内衬钢管(1)一端的外侧壁上开设有至少一个凹槽(31)，所述凹槽(31)沿插口管(3)的周向设置，凹槽(31)内套设有密封圈(32)。

2.根据权利要求1所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述凹槽(31)设置为两个，两个所述凹槽(31)沿插口管(3)轴线方向排列，所述插口管(3)的内侧壁上开设有试压孔(33)，所述试压孔(33)为通孔，试压孔(33)设置在两个凹槽(31)之间。

3.根据权利要求2所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述内衬钢管(1)设有若干个内支撑件(5)，所述内支撑件(5)包括沿内衬钢管(1)径向设置的螺杆(51)，所述螺杆(51)的一端设置有左旋螺纹，另一端设置有右旋螺纹，所述螺杆(51)的两端均套设有螺旋支腿(52)，所述螺旋支腿(52)上设有与螺杆(51)匹配的内螺纹，且螺旋支腿(52)与内衬钢管(1)的内侧壁相抵。

4.根据权利要求3所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述内衬钢管(1)上开设有注浆孔(11)。

5.根据权利要求4所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述内衬钢管(1)上成对设置有紧固卡环(6)和承重滑轮卡环(7)，所述紧固卡环(6)和承重滑轮卡环(7)抱合在内衬钢管(1)上，且紧固卡环(6)和承重滑轮卡环(7)两端分别通过螺栓连接，承重滑轮卡环(7)的中心低于内衬钢管(1)的轴心，承重滑轮卡环(7)上设有滑轮组(8)，所述滑轮组(8)用于与待修复管道(9)的内壁相抵。

6.根据权利要求5所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述滑轮组(8)包括位于内衬钢管(1)中心正下方的定向滑轮(81)和成对设置在定向滑轮(81)两侧的承重滑轮(82)，所述承重滑轮(82)为万向滑轮。

7.根据权利要求5所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述插口管(3)的外侧壁上设有止推方钢(34)。

8.根据权利要求7所述的大口径管道内衬加固结构，其特征在于：所述承口管(2)远离内衬钢管(1)一端的外侧壁上设有凸环(21)，所述锚固卡环(4)的横截面设置为U型，且所述锚固卡环(4)包覆在止推方钢(34)和凸环(21)上。

9.一种利用权利要求5～8中任一所述的大口径管道内衬加固结构进行维修的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，预制承插式内衬钢管(1)，所述内衬钢管(1)上开设有注浆孔(11)，对内衬钢管(1)预先做好内防腐，在内衬钢管(1)两端分别焊接相应规格的承口管(2)和插口管(3)，然后在内衬钢管(1)内壁放入内支撑件(5)，并将螺旋支腿(52)与内衬钢管(1)的内壁相抵；

S2，清洗及检查待修复管道(9)，清洗待修复管道(9)，同时检查待修复管道(9)的走向及损坏状况，修补内衬钢管(1)破坏的内防腐；

S3，拼装内衬钢管(1)，将承口管(2)和插口管(3)的工作面清理干净后，在插口管(3)的凹槽(31)内分别套入密封圈(32)，将插口管(3)插入承口管(2)内，安装到位后将两个锚固卡环(4)分别包覆在止推方钢(34)和凸环(21)的外侧，将滑轮组(8)栓接在承重滑轮卡环(7)上，紧固卡环(6)和承重滑轮卡环(7)抱合在内衬钢管(1)上，内衬钢管(1)由滑轮组(8)支撑；

S4，进行接口试压，对每个承口管(2)和插口管(3)的接口进行试压，向试压孔(33)内注水，维持压力一段时间，根据压力是否减少来判断试压是否合格，如果试压合格，即可将内衬钢管(1)推进或拉入待修复管道(9)内，到位后进行下一管节的安装，否则，重新检查密封并进行接口试压，直至各节内衬钢管全部安装完毕；

S5，进行内衬钢管(1)全线试压，每个接口再次试压，如果有发生渗漏现象，应对该接口采取焊接措施并进行超声波无损探伤检测；

S6，内衬钢管(1)和待修复管道的间隙内注浆保养，在内衬钢管(1)内通过注浆孔(11)从里往外逐步注入水泥砂浆，直至内衬钢管(1)和待修复管道的间隙内都已充满砂浆为止；

S7，新旧管道碰点安装，待S6步骤中注入的水泥砂浆保养期满后，拆除内支撑件(5)，根据规范及设计试验压力，对内衬钢管(1)进行整体泵压试验，内衬钢管(1)全线试压合格后，对作业工作坑两端进行新旧管道碰点安装。

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