CN112594556A - 一种软弱土层管道渗漏处治方法 - Google Patents

一种软弱土层管道渗漏处治方法 Download PDF

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陈彦恒
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Abstract

本发明公开了一种软弱土层管道渗漏处治方法，步骤为：检测确定管道的渗漏部位以及渗漏影响范围，在渗漏部位附近布置冻结管，对渗漏影响范围的土层进行冻结以形成冻土帷幕，然后在渗漏部位附近钻取注浆孔，并通过注浆管注入注浆材料进行封堵，然后二次检测评价修复效果，最后清孔作业。本发明的有益效果：能够实现对软弱土层管道渗漏的快速无损检测，对含水的软弱土层进行冻结，确保渗漏部位附近土体结构的稳定性，再钻孔注浆，利用渗透型高聚物注浆材料的自膨胀性，可以在较短时间内实现对管道周围土体的渗透填补，挤密周围土体，封堵渗漏部位，并增强土体对管道的支撑作用有效延长管道的使用寿命，施工量相对较小，具有广泛适用性。

Description

一种软弱土层管道渗漏处治方法
技术领域
本发明属于地下管道维修技术领域，具体涉及一种软弱土层管道渗漏处治方法。
背景技术
随着经济的发展，城市化进程的加快，城市的给排水、能源、信息传输等都离不开地下管线，地下管线在城市中所发挥的作用越来越重要。地下管道的损坏事件和修复需求随之攀升，由于埋设在地下，管道修复存在困难。同时，由于污水截留、处理比例得到提高，排水系统的地下水渗入导致管道周围土层强度减弱，使地下管道的修复更为困难。
掌握管道状况是进行修复的前提，根据管道状况，可以确认管道是否需要修复以及修复应采用何种工法。对于人员可以进入的大口径管道，从经济上考虑，可以由施工人员直接进入检查记录。而对于人员无法进入的管道，必须采用其他方法。
CCTV内窥检测技术出现于20世纪50年代，是目前使用最普遍的污水管道检测技术，主要用于工作人员无法进入的管内检测，CCTV检测设备分为自走式和牵引式两种，目前自走式系统应用较多。操作人员远程控制管内爬行器的行走，并根据爬行器上的摄像头拍摄的图像来记录检测到的故障，分析管道损坏的类型以及管道损坏的大小和位置。CCTV检测技术能适应于所有的管道，缺点是对于管道缺陷的判断是依据技术人员的技能和经验，具有一定的不准确性。
因此，如何准确检测并判断管道渗漏位置以及渗漏影响情况，还需工程研究探索。
掌握管道状况后，最传统的修复方法为开挖修复施工，其施工时间较长，工程成本较高。近年来地下管道非开挖修复技术如内衬法、缠绕法、裂管法、原位固化法及管片法等在我国城市管道修复中已有少量应用。内衬法是在旧管道中直接拖入新管道，新管道多数用塑料管。内衬法施工速度快，但因减少了过流断面，新旧管之间空隙注浆填实施工较难。缠绕法是用工作井内的制管机将聚氯乙烯板带卷成螺旋形的圆管送入旧管，新旧管之间的空隙需注浆填实。碎管法修复是运用气压、液压或其他压力设备破碎旧管道的同时拖入新管道，新管道采用塑料管。旧管道的碎屑被挤入土层中，碎管法适用于旧管道为易碎管材。碎管法施工速度快，但碎管设备的震动会影响其他的管线设施，碎管碎屑对新管的长期稳定运行会有影响。注浆法在漏损管道的外侧或裂缝部位直接注浆、封堵管道渗漏，注浆材料选择渗透型高聚物注浆材料，高聚物注浆技术为非开挖修复技术，高聚物注浆车轻便灵活，施工现场适应性强。
然而，对于软弱土层管道渗漏处治，目前还缺少一种快速无损的管道渗漏检测并处治的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种软弱土层管道渗漏处治方法。
其技术方案如下：
一种软弱土层管道渗漏处治方法，其关键在于按照以下步骤进行：
步骤一、进行管道区段的施工前准备工作，检测确定管道的渗漏部位，以及渗漏部位对其周边土层的渗漏影响范围；
步骤二、在所述渗漏影响范围布置冻结管，对所述渗漏影响范围的土层进行冻结以形成冻土帷幕；
步骤三、在所述渗漏部位钻取注浆孔，布设注浆管；
步骤四、将注浆材料沿着所述注浆管进行注浆封堵，所述注浆材料为渗透型高聚物材料；
步骤五、二次检测评价修复效果；
步骤六、清孔作业，拔出所述冻结管和注浆管，封堵所述注浆孔，清理现场施工垃圾。
作为优选，上述步骤一的具体过程为，采用CCTV设备检测以精确定位所述渗漏部位，再使用三维探地雷达进行电磁无损扫描，确定所述渗漏影响范围。
作为优选，上述步骤二中，采用钻孔设备布置所述冻结管，所述冻结管注入有冷媒，所述冻结管包括上部和下部，所述冻结管的下部插设在所述渗漏影响范围的土层内，所述冻结管的上部位于所述渗漏影响范围上方，所述冻结管配置有降温机器，该降温机器对所述冻结管的上部进行降温，以使冷媒气化，吸收所述冻结管的下部的热量，以使所述渗漏影响范围降温至含水软土层冻结，从而形成所述冻土帷幕。
作为优选，上述冷媒为氨水。
作为优选，上述步骤三中，沿着竖直方向钻取所述注浆孔，所述注浆孔的下端与所述渗漏部位的偏差不超过20cm；
所有所述注浆孔沿着所述管道的长度方向分布。
作为优选，上述步骤三中，所述注浆孔的孔径为16mm，水平间距为1m。
作为优选，上述步骤四中，注浆压力为7Mpa。
作为优选，上述步骤四具体为，在所述注浆管上端安装好注射帽和注射枪后，将所述注浆材料通过输料管道输送到注射枪口，所述注浆材料沿所述注浆管到达漏损部位，迅速发生化学反应，膨胀固化；
注浆量达到设计要求后立即关闭注射枪保险，等待15s以后使用专用工具分离注射枪及注射帽，切除所述注浆管露出地面的部分。
作为优选，上述步骤五中，综合采用CCTV设备和三维探地雷达进行二次检测，评价修复效果。
作为优选，上述步骤六中，逆着水流方向，从下游往上游依次封堵所述注浆孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果：能够实现对软弱土层管道渗漏的快速无损检测，对含水的软弱土层进行冻结，确保渗漏部位附近土体结构的稳定性，保障后续施工安全进行，防止注浆过程中土体滑移，同时为管外注浆封堵修复提供围压支持，再钻孔注浆，利用渗透型高聚物注浆材料的自膨胀性，可以在较短时间内实现对管道周围土体的渗透填补，挤密周围土体，封堵渗漏部位，并增强土体对管道的支撑作用，且材料本身不会发生腐蚀效应，有效延长管道的使用寿命，施工量相对较小，具有广泛适用性。
附图说明
图1为使用CCTV和三维探地雷达检测道路渗漏的示意图；
图2为渗漏位置附近设置冻结管的示意图；
图3为注浆管分布示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
一种软弱土层管道渗漏处治方法，按照以下步骤进行：
步骤一、进行管道5区段的施工前准备工作，包括对管道5区段进行上下游堵水，疏通清洗管道5区段。具体过程为：
修复范围内施工围蔽，上游及下游检查井装沙包砌筑挡水，拆除检查井井口，安装井口加固钢板，检查井内沙包堵水砌筑；
气囊封堵加强止水，封堵前要先清理石块、淤泥等障碍物，防止封堵后气囊被刺破或滑动。作业过程中要注意气囊有无漏气发生，防止意外发生；
封堵后，用污水泵对管内污水进行排出，之后潜水员下井摸查，根据淤泥沉积情况，选择高压清洗车或者吸污车清除积泥。
如图1所示，疏通清洗完毕后，将CCTV设备2即管道检测机器人放入管道5内，使机器人的前进方向与水流方向一致。为了保证影像拍摄清晰，摄像镜头移动轨迹保持在管道中轴线上，且行进速度不超过0.15m/s。每一段检测完成后，为了减小误差，需计算电缆计数测量仪的修正值，对测量仪进行修正，提高精度。侧向摄影时，机器人必须停止，同时调整灯光强度，变动拍摄角度和焦距以获得最佳影像，这样完成整个区段的管道5检测，以精确定位所述渗漏部位4；
检测到所述渗漏部位4后，再使用三维探地雷达1进行电磁无损扫描，确定渗漏部位4对其周边土层的渗漏影响范围。
步骤二、在所述渗漏影响范围，采用钻孔设备布置冻结管6，如图2所示，所述冻结管6注入有冷媒，所述冻结管6包括上部和下部，所述冻结管6的下部插设在所述渗漏影响范围的土层内，所述冻结管6的上部位于所述渗漏影响范围上方，所述冻结管6配置有降温机器，该降温机器对所述冻结管6的上部进行降温，以使冷媒气化，吸收所述冻结管6的下部的热量，以使所述渗漏影响范围降温至含水软土层冻结，从而形成冻土帷幕。冷媒在冻结管6上部液化后流至冻结管6下部，再次吸热气化，这样循环往复，使得冻结管6下部周围的土层降温冻结。冷媒可以是氨水。
步骤三、在所述渗漏部位4处钻取注浆孔，布设注浆管3。沿着竖直方向钻取所述注浆孔，所述注浆孔的下端与渗漏部位4的偏差不超过20cm；
如图3所示，所有所述注浆孔沿着所述管道5的长度方向分布，所述注浆孔的孔径为16mm，水平间距为1m，水平孔位误差应小于50mm。按相应长度截取注浆管，沿注浆孔插入注浆管至漏损部位，可以人工用手操作，也可以借助冲击钻操作。
根据渗漏部位4的位置、形状、影响范围的不同，孔径大小、钻孔深度可进行调整。
步骤四、将注浆材料沿着所述注浆管3进行注浆封堵，所述注浆材料为渗透型高聚物材料；该渗透型高聚物材料包括聚合物组分和预聚物组分，以质量分数计，其中聚合物组分包括胺类化合物10％,聚醚多元醇A 89.5％和催化剂0.5％；预聚物组分包括异氰酸酯30％,聚醚多元醇B 60％,增塑剂10％；聚合物组分与预聚物组分按照100：100的质量比混合形成渗透型高聚物材料。
具体过程为，在所述注浆管3上端安装好注射帽和注射枪，注浆压力为7Mpa，将所述注浆材料通过输料管道输送到注射枪口，所述注浆材料沿所述注浆管到达漏损部位，迅速发生化学反应，膨胀固化。注浆材料填充管道5与土体间的空隙，挤密周围土体，从而封堵管道5的渗漏部位4。
注浆量达到设计要求后立即关闭注射枪保险，等待15s以后使用专用工具分离注射枪及注射帽，切除所述注浆管露出地面的部分。
步骤五、15～20min后，综合采用CCTV设备2和三维探地雷达1进行二次检测，评价修复效果。若CCTV视频检测显示无明显渗漏，三维探地雷达1与高密度电检测结果无明显反应，则认为达到修复目的。如达不到预期效果，再次进行步骤四，补注注浆材料。
步骤六、清孔作业，拔出所述冻结管6，采用专用扳手拔出注浆管3，用沥青封堵注浆孔，封堵时逆着水流方向，从下游往上游依次封堵各个注浆孔，最后清理现场施工垃圾。
经实际应用检验，本发明公开的一种软弱土层管道渗漏处治方法，综合采用CCTV检测设备和三维探地雷达，可以实现对软弱土层管道渗漏的快速无损检测；采用的渗透型高聚物注浆材料具有较强的自膨胀性，可以在较短时间内实现对管道周围土体的渗透填补，挤密周围土体，封堵渗漏部位，并增强土体对管道的支撑作用，且材料本身不会发生腐蚀效应，有效延长管道的使用寿命，具有广泛适用性。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤一、进行管道(5)区段的施工前准备工作，检测确定管道(5)的渗漏部位(4)，以及渗漏部位(4)对其周边土层的渗漏影响范围；
步骤二、在所述渗漏影响范围布置冻结管(6)，对所述渗漏影响范围的土层进行冻结以形成冻土帷幕；
步骤三、在所述渗漏部位(4)钻取注浆孔，布设注浆管(3)；
步骤四、将注浆材料沿着所述注浆管(3)进行注浆封堵，所述注浆材料为渗透型高聚物材料；
步骤五、二次检测评价修复效果；
步骤六、清孔作业，拔出所述冻结管(6)和注浆管(3)，封堵所述注浆孔，清理现场施工垃圾。
2.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤一的具体过程为，采用CCTV设备(2)检测以精确定位所述渗漏部位(4)，再使用三维探地雷达(1)进行电磁无损扫描，确定所述渗漏影响范围。
3.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤二中，采用钻孔设备布置所述冻结管(6)，所述冻结管(6)注入有冷媒，所述冻结管(6)包括上部和下部，所述冻结管(6)的下部插设在所述渗漏影响范围的土层内，所述冻结管(6)的上部位于所述渗漏影响范围上方，所述冻结管(6)配置有降温机器，该降温机器对所述冻结管(6)的上部进行降温，以使冷媒气化，吸收所述冻结管(6)的下部的热量，以使所述渗漏影响范围降温至含水软土层冻结，从而形成所述冻土帷幕。
4.根据权利要求3所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述冷媒为氨水。
5.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤三中，沿着竖直方向钻取所述注浆孔，所述注浆孔的下端与所述渗漏部位(4)的偏差不超过20cm；
所有所述注浆孔沿着所述管道(5)的长度方向分布。
6.根据权利要求5所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤三中，所述注浆孔的孔径为16mm，水平间距为1m。
7.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤四中，注浆压力为7Mpa。
8.根据权利要求1或7所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤四具体为，在所述注浆管(3)上端安装好注射帽和注射枪后，将所述注浆材料通过输料管道输送到注射枪口，所述注浆材料沿所述注浆管到达漏损部位，迅速发生化学反应，膨胀固化；
注浆量达到设计要求后立即关闭注射枪保险，等待15s以后使用专用工具分离注射枪及注射帽，切除所述注浆管露出地面的部分。
9.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：所述步骤五中，综合采用CCTV设备(2)和三维探地雷达(1)进行二次检测，评价修复效果。
10.根据权利要求1所述的一种软弱土层管道渗漏处治方法，其特征在于：步骤六中，逆着水流方向，从下游往上游依次封堵所述注浆孔。
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