CN113585425A - 一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法，其包括充浆气囊、用于储存膨胀浆体的容器、输送装置以及两个牵引装置，两个所述牵引装置分别连接于充浆气囊的两端，两个所述牵引装置用于将充浆气囊移动至管道内；所述容器与充浆气囊之间通过所述输送装置连接；当所述充浆气囊移动至管道内时，所述输送装置将膨胀浆体从容器内输送至充浆气囊，直至充浆气囊完全封堵管道；当将所述充浆气囊移出管道时，所述输送装置将所述膨胀浆液从充浆气囊内抽回至容器内。本发明具有改善气囊在水流冲击下与管道出现相对滑动问题的效果。

Description

一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及管道修复的技术领域，尤其是涉及一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法。

背景技术

随着城市快速发展，地下管线建设规模不断扩大，新建管道与已建管道接驳，新建管道闭水试验以及非开挖管道修复与管道检测都涉及对上下游管道进行封堵，这样就需要一种封堵装置来进行上下游雨污水的封堵，来形成少水，无水工作环境。

相关技术中，气囊封堵法应用较为广泛，通过将气囊送入管道内，并用充气设备往气囊内充入气体，使气囊膨胀，直至气囊完全封堵管道，从而达到堵水目的。

综上所述，管道中水的压力较大时，气囊与管道的摩擦力抵抗不了水的压力，造成气囊在管道中滑动，对井下操作人员的安全性造成极大的威胁，因此仍有改进空间。

发明内容

为了改善气囊在水流冲击下与管道出现相对滑动的问题，本发明提供一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法。

本发明提供的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法采用如下的技术方案：

一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，包括充浆气囊、用于储存膨胀浆体的容器、输送装置以及两个牵引装置，两个所述牵引装置分别连接于充浆气囊的两端，两个所述牵引装置用于将充浆气囊移动至管道内；所述容器与充浆气囊之间通过所述输送装置连接；当所述充浆气囊移动至管道内时，所述输送装置将膨胀浆体从容器内输送至充浆气囊，直至充浆气囊完全封堵管道；当将所述充浆气囊移出管道时，所述输送装置将所述膨胀浆液从充浆气囊内抽回至容器内。

通过采用上述技术方案，在对管道进行封堵时，可将牵引装置安装至管道的上游和下游的检查口旁，从而可通过牵引装置牵引充浆气囊进入管道内并可在管道内移动，实现充浆气囊在指定位置就位；在检查口旁的容器内装满膨胀浆体，容器与充浆气囊通过输送装置实现膨胀浆体的输送，输送装置将容器内的膨胀浆体输送至充浆气囊内，膨胀浆体开始膨胀进行封堵，且膨胀浆体提高了充浆气囊的重量，使得充浆气囊可以充分涨实管道下方空间，有利于提高充浆气囊的稳固性，改善气囊在水流冲击下与管道出现相对滑动的问题，封堵结束后，输送装置将充浆气囊内的膨胀浆体全部抽回到容器内；以便牵引装置将充浆气囊取出，从而完成整个封堵及拆卸过程，有效的节约了人力物力成本，提高了工作的安全性。

优选的，所述输送装置包括送浆泵、回浆泵以及软管，所述软管两端分别连通所述送浆泵和所述回浆泵，所述送浆泵与容器连通，所述回浆泵与充浆气囊连通，所述软管安装有压力表，所述压力表用于实时检测软管压力。

通过采用上述技术方案，送浆泵与回浆泵配合实现了膨胀浆体在膨胀浆体与容器之间的输送目的，有利于提高输送装置的输送效率；压力表可实时检测软管压力，避免充浆气囊被涨破，确保是施工安全。

优选的，所述充浆气囊两端分别设置有堵头，两个所述堵头之间连接有连接绳。

通过采用上述技术方案，连接绳对两个堵头连接和相互牵引的作用，避免充浆气囊在牵引过程中受拉断裂的情况发生。

优选的，所述市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构还包括机架，所述机架的进料端安装有清理装置，所述清理装置包括两根水平转动连接于机架的传动辊、套设在两个所述传动辊之间的传送带以及驱使所述传动辊转动的清理电机，所述传送带内侧设置有刷毛，所述传送带内侧围成清理区。

通过采用上述技术方案，在对充浆气囊表面进行清洗时，可将充浆气囊从传送带的一侧送入清理区，然后从传送带的另一侧送出，与此同时，传送带在清理电机驱动下以及传动辊的传动下绕充浆气囊外周侧转动，同时刷毛对充浆气囊外表面进行横向清理，此时，可通过牵引装置拉动充浆气囊，以实现充浆气囊的进出料，有利于实现清理装置的自动化清理，并提高清理效果。

优选的，所述机架水平转动连接两根支撑辊，两根支撑辊分置于传送带的两侧，当所述充浆气囊从机架进料端送入时，两根所述支撑辊上侧与充浆气囊的下表面抵接，所述充浆气囊从清理区的正中央穿过。

通过采用上述技术方案，两根支撑辊为充浆气囊下表面提供支撑力，避免充浆气囊下压下侧的刷毛，有利于减少刷毛变形的情况。

优选的，所述传动辊外周面开设有环形槽，所述环形槽用于容纳传送带端部的刷毛。

通过采用上述技术方案，在传送带转动过程中，端部刷毛的刷毛可容纳在传动辊的环形槽内，有利于防止刷毛弯折过度而导致刷毛发生变形。

优选的，所述机架出料端设置有挤压装置，所述挤压装置包括两根横向设置的挤压辊，两根所述挤压辊沿机架高度方向分布，两根所述挤压辊之间的间隙形成挤压区，当所述充浆气囊经过清理区后并穿至挤压区时，两根所述挤压辊分别挤压充浆气囊上表面和下表面。

通过采用上述技术方案，在充浆气囊送出时，两根挤压辊对充浆气囊表面残存的杂物和水渍进行擦拭，同时挤压冲浆气囊内的膨胀浆体，使膨胀浆体往堵头与回浆泵的接口处流出，避免膨胀浆体长时间滞留在充浆气囊内而粘结充浆气囊内壁，有利于保持充浆气囊的整洁，便于收纳充浆气囊，并延长充浆清囊使用寿命。

一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：建造检查口以及封堵前期准备：在管道的上游和下游建造检查口，同时在封堵前期检查气囊气密性，然后将容器安装在检查口旁，并将两个牵引装置分别安装在两个检查口旁；

S2：充浆气囊配件连接：首先连接好输送装置，并将输送装置的回浆泵安装连通于充浆气囊一端的堵头；

S3：充浆气囊入管：将连接好的充浆气囊通过检查口放入管道内，并利用两边的牵引装置左右拉扯将充浆气囊移动至指定位置；

S4：管道封堵施工：启动输送装置，送浆泵将容器内的膨胀浆体经由软管后送入充浆气囊内，直至充浆气囊外表面抵紧管道内周侧，然后停止注浆；

S5：充浆气囊撤出：启动输送装置，回浆泵将充浆气囊内的膨胀浆体抽回至容器内，然后用牵引装置将充浆气囊从管道内徐徐抽出，然后将回浆泵从充浆气囊的堵头处拆卸；

S6：充浆气囊清理：将充浆气囊送入机架的进料端，充浆气囊在牵引装置的缓慢牵引下经过清理区，传送带的刷毛在清理装置的驱动下对充浆气囊表面的杂物进行环绕式清理，当充浆气囊经过挤压区时，两个挤压辊分别抵接于充浆气囊的上表面和下表面，同时结合卷扬机的牵引，挤压装置将膨胀浆体从堵头处的接口挤出，当充浆气囊后端的堵头移动至挤压区入口时，牵引装置停止工作，充浆气囊的清理工作结束。

通过采用上述技术方案，从而对充浆气囊的外表面以及内部同时进行清理，有利于提高清理装置对充浆气囊的清理效率和清理效果。

附图说明

图1是本申请实施例一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构使用时的状态图。

图2是本申请实施例一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构清理时的状态图。

附图标记说明：1、管道；2、检查口；3、充浆气囊；31、堵头；311、接口；32、连接绳；4、卷扬机；5、输送装置；51、送浆泵；52、软管；521、压力表；53、回浆泵；6、容器；7、机架；71、清理装置；711、传送带；7111、刷毛；712、传动辊；7121、环形槽；713、清理电机；72、支撑辊；73、气缸；74、滑槽；75、移动架；76、挤压电机；77、挤压辊；8、清理区；9、挤压区。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例公开一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构及其施工方法，参照图1，一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构包括充浆气囊3、容器6、输送装置5以及两个牵引装置。

容器6用于储存膨胀浆体，容器6与充浆气囊3之间通过输送装置5连接。输送装置5包括送浆泵51、回浆泵53以及软管52，软管52两端分别连通送浆泵51和回浆泵53。送浆泵51与容器6连通，充浆气囊3两端均固定有堵头31，回浆泵53可拆卸安装于充浆气囊3一端的堵头31，且回浆泵53连通于充浆气囊3内部。通过将充浆气囊3送至管道1内，送浆泵51将膨胀浆体从容器6内输送至充浆气囊3内，充浆气囊3在膨胀浆体的重力作用下充分涨实管道1下部空间，有利于提高管道1下部封堵的密实效果。另外，软管52安装有压力表521，压力表521用于实时检测软管52压力，确保是施工安全。

牵引装置具体为卷扬机4，两个卷扬机4的牵引绳分别与两个堵头31连接，两个堵头31之间连接有两条连接绳32，两条连接绳32分置于充浆气囊3两侧。充浆气囊3由两个卷扬机4进行牵引，以达到将充浆气囊3在管道1内就位的目的，有效节约了人力物力成本，提高了工作安全性。另外，连接绳32对两个堵头31连接和相互牵引的作用，避免充浆气囊3在牵引过程中收拉断裂的情况发生。

另外，由于施工结束后充浆气囊3外表面粘结的杂物容易刺破充浆气囊3，不利于下次的封堵施工，因此对充浆气囊3表面进行清洗整理是封堵施工关键的环节，因此本申请实施例对气囊封堵结构做了更进一步改进。

参照图2，市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构还包括机架7，机架7的进料端安装有清理装置71，所述清理装置71包括两根水平转动连接于机架7的传动辊712、套设在两个传动辊712之间的传送带711以及固定于机架7上的清理电机713，清理电机713的输出轴与其中一根传动辊712同轴固定连接。传动辊712纵向延伸，且传动辊712长度方向与充浆气囊3的进料方向一致。传送带711内侧设置有刷毛7111，刷毛7111均匀分布于传送带711内表面，使传送带711内侧围成清理区8。对充浆气囊3表面进行清洗时，充浆气囊3从传送带711的一侧送入清理区8，然后从传送带711的另一侧送出，传送带711在清理电机713驱动下绕充浆气囊3外周侧转动，同时刷毛7111对充浆气囊3外表面进行横向清理，并结合充浆气囊3的纵向移动，有利于提高清理效果。

机架7水平转动连接两根支撑辊72，两根支撑辊72横向延伸，两根支撑辊72分置于传送带711的两侧，当充浆气囊3从机架7进料端送入时，两根支撑辊72上侧与充浆气囊3的下表面抵接，两根支撑辊72为充浆气囊3下表面提供支撑力，使充浆气囊3从清理区8的正中央穿过，避免充浆气囊3下压下侧的刷毛7111。

需要强调的是，清理区8的竖向高度大于堵头31的直径，以确保堵头31能从清理区8穿过。

另外，刷毛7111具有弹性，且传动辊712外周面开设有环形槽7121，环形槽7121用于容纳传送带711端部的刷毛7111，防止刷毛7111弯折过度而导致刷毛7111发生变形。在清理过程中，刷毛7111与充浆气囊3表面接触，并发生轻微的弯曲形变，在刷毛7111与充浆气囊3表面分离的时候，刷毛7111恢复原状，在刷毛7111移动至容纳槽内，刷毛7111与容纳槽内底壁接触，且刷毛7111继续发生轻微的弯曲形变，在刷毛7111与容纳槽底壁分离时，刷毛7111恢复原状，刷毛7111在频繁的形变和复位的过程中，可掸去黏在自身的杂物，使得刷毛7111具备一定的自洁能力，有利于清理装置71对充浆气囊3的持续清理。

机架7出料端安装有挤压装置，挤压装置包括两根横向设置的挤压辊77，两根挤压辊77沿机架7高度方向分布，两根挤压辊77之间的间隙作为挤压区9，挤压区9与清理区8位于机架7的同一高度，以便充浆气囊3经过清理区8后水平穿至挤压区9，两根挤压辊77分别挤压充浆气囊3上表面和下表面，在充浆气囊3送出时，两根挤压辊77对充浆气囊3表面残存的杂物和水渍进行擦拭，同时挤压冲浆气囊内的膨胀浆体，使膨胀浆体往堵头31与回浆泵53的接口311处流出，避免膨胀浆体长时间滞留在充浆气囊3内而粘结充浆气囊3内壁，有利于保持充浆气囊3的整洁，便于收纳充浆气囊3，并延长充浆清囊使用寿命。

另外，挤压辊77转动连接于机架7，机架7安装有两个挤压电机76，两个挤压电机76分别驱使两个挤压辊77同步反向转动，两个挤压辊77均往充浆气囊3移动的相反方向挤推膨胀浆体，便于膨胀浆体的挤出。

另外，机架7出料端的两侧均开设有滑槽74，滑槽74长度方向与机架7高度方向一致。机架7设置有两个移动架75，两个移动架75分别滑动卡接于机架7两侧的滑槽74，且位于下方的挤压辊77两端分别转动连接于两个移动架75，挤压电机76输出轴安装于移动架75上，且挤压电机76的输出轴与对应的挤压辊77同轴固定连接。机架7出料端安装有升降装置，升降装置包括两个竖直设置的气缸73。两个气缸73分置机架7两侧，两个气缸73的活塞杆分别固定于两个移动架75下侧，通过两个气缸73同时启动，可驱使下方的挤压辊77进行升降，从而改变两个挤压辊77之间的距离，以便充浆气囊3端部的堵头31穿过。

参照图1和图2，一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：封堵前期准备：在封堵前期，先检查充浆气囊3表面是否干净，有无附着污物，是否完好无损，充少量气体检查配件及充浆气囊3有无漏气的地方。确定正常方可进入管道1内进行封堵作业；在检查口2施工完毕后，检查管道1的内壁是否平整光滑，有无突出的毛刺，玻璃，石子等尖锐物，如有立即清除掉，以免刺破充浆气囊3，然后将容器6安装在检查口2旁，并将两个卷扬机4分别管道上游和下游的检查口2旁。

S2：充浆气囊3配件连接以及漏气检查：首先连接好输送装置5，并将输送装置5的回浆泵53安装连通于充浆气囊3一端的堵头31，然后将充浆气囊3伸展开，用附属配件连接进行充气，充气充到基本饱满为止，压力表521指针达到（限定压力）关掉止气阀，用肥皂水均匀涂在充浆气囊3表面上，观察是否有漏气的地方，如果无漏气现象，便可进行入管步骤。

S3：充浆气囊3入管：操作员将连接好的充浆气囊3里面的空气排出，通过检查口2放入管道1内，利用两边卷扬机4左右拉扯达到指定位置。

S4：管道1封堵施工：启动输送装置5，送浆泵51将容器6内的膨胀浆体经由软管52后送入充浆气囊3内，操作员一边缓慢充浆，一边观察压力表521，直至压力表521达到规定的使用压力后，充浆气囊3外表面抵紧管道1内周侧，停止注浆。

S5：充浆气囊3撤出：启动输送装置5，回浆泵53将充浆气囊3内的膨胀浆体抽回至容器6内，然后用卷扬机4将充浆气囊3从管道1内徐徐抽出，然后将回浆泵53从充浆气囊3的堵头31处拆卸，并解除充浆气囊3与两个卷扬机4的连接。

S6：充浆气囊3清理：将其中一组卷扬机4的牵引绳从左至右送入机架7内，牵引绳依次经过机架7的挤压区9和清理区8后再与充浆气囊3前端的堵头31连接，充浆气囊3与回浆泵53相连的接口311设置在充浆气囊3后端的堵头31，接着启动卷扬机4、清理装置71以及升降装置，机架7进料端位于下方的挤压辊77在升降装置的驱动下向下移动，从而扩大挤压区9，以等待充浆气囊3的堵头31经过；然后操作员托住充浆气囊3，并将充浆气囊3送入机架7的进料端，同时充浆气囊3在卷扬机4的缓慢牵引下经过清理区8，传送带711的刷毛7111在清理装置71的驱动下对充浆气囊3表面的杂物进行环绕式清理，同时可配合人工冲洗，提高清洗效果，当堵头31穿过挤压区9时，升降装置驱使下方的挤压辊77向上移动，直至两个挤压辊77分别抵接于充浆气囊3的上表面和下表面，接着启动两个挤压电机76，位于上方的挤压辊77逆时针转动，位于下方的挤压辊77顺时针转动，两个挤压辊77均往充浆气囊3移动的相反方向挤推膨胀浆体，并结合卷扬机4的牵引，将膨胀浆体从充浆气囊3另一端堵头31与回浆泵53的接口311处挤出，当充浆气囊3后端的堵头31移动至挤压区9入口时，卷扬机4停止工作，然后升降装置驱使下方的挤压辊77下移，最后操作员将充浆气囊3取出即可完成清理工作。

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

Claims (8)

1.一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：包括充浆气囊(3)、用于储存膨胀浆体的容器(6)、输送装置(5)以及两个牵引装置，两个所述牵引装置分别连接于充浆气囊(3)的两端，两个所述牵引装置用于将充浆气囊(3)移动至管道(1)内；所述容器(6)与充浆气囊(3)之间通过所述输送装置(5)连接；当所述充浆气囊(3)移动至管道(1)内时，所述输送装置(5)将膨胀浆体从容器(6)内输送至充浆气囊(3)，直至充浆气囊(3)完全封堵管道(1)；当将所述充浆气囊(3)移出管道(1)时，所述输送装置(5)将所述膨胀浆液从充浆气囊(3)内抽回至容器(6)内。

2.根据权利要求1所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述输送装置(5)包括送浆泵(51)、回浆泵(53)以及软管(52)，所述软管(52)两端分别连通所述送浆泵(51)和所述回浆泵(53)，所述送浆泵(51)与容器(6)连通，所述回浆泵(53)与充浆气囊(3)连通，所述软管(52)安装有压力表(521)，所述压力表(521)用于实时检测软管(52)压力。

3.根据权利要求2所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述充浆气囊(3)两端分别设置有堵头(31)，两个所述堵头(31)之间连接有连接绳(32)。

4.根据权利要求3所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构还包括机架(7)，所述机架(7)的进料端安装有清理装置(71)，所述清理装置(71)包括两根水平转动连接于机架(7)的传动辊(712)、套设在两个所述传动辊(712)之间的传送带(711)以及驱使所述传动辊(712)转动的清理电机(713)，所述传送带(711)内侧设置有刷毛(7111)，所述传送带(711)内侧围成清理区(8)。

5.根据权利要求4所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述机架(7)水平转动连接两根支撑辊(72)，两根支撑辊(72)分置于传送带(711)的两侧，当所述充浆气囊(3)从机架(7)进料端送入时，两根所述支撑辊(72)上侧与充浆气囊(3)的下表面抵接，所述充浆气囊(3)从清理区(8)的正中央穿过。

6.根据权利要求5所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述传动辊(712)外周面开设有环形槽(7121)，所述环形槽(7121)用于容纳传送带(711)端部的刷毛(7111)。

7.根据权利要求6所述的一种市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构，其特征在于：所述机架(7)出料端设置有挤压装置，所述挤压装置包括两根横向设置的挤压辊(77)，两根所述挤压辊(77)沿机架(7)高度方向分布，两根所述挤压辊(77)之间的间隙形成挤压区(9)，当所述充浆气囊(3)经过清理区(8)后并穿至挤压区(9)时，两根所述挤压辊(77)分别挤压充浆气囊(3)上表面和下表面。

8.一种如权利要求7所述的市政排水管道注浆膨胀式气囊封堵结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：封堵前期准备：在封堵前期检查气囊气密性，然后将容器(6)安装在下游的检查口(2)旁，并将两个牵引装置分别安装在管道(1)的上游和下游；

S2：充浆气囊配件连接：首先连接好输送装置(5)，并将输送装置(5)的回浆泵(53)安装连通于充浆气囊(3)一端的堵头(31)；

S3：充浆气囊入管：将连接好的充浆气囊(3)通过检查口(2)放入管道(1)内，并利用两边的牵引装置左右拉扯将充浆气囊(3)移动至指定位置；

S4：管道封堵施工：启动输送装置(5)，送浆泵(51)将容器(6)内的膨胀浆体经由软管(52)后送入充浆气囊(3)内，直至充浆气囊(3)外表面抵紧管道(1)内周侧，然后停止注浆；

S5：充浆气囊撤出：启动输送装置(5)，回浆泵(53)将充浆气囊(3)内的膨胀浆体抽回至容器(6)内，然后用牵引装置将充浆气囊(3)从管道(1)内徐徐抽出，然后将回浆泵(53)从充浆气囊(3)的堵头(31)处拆卸；

S6：充浆气囊清理：将充浆气囊(3)送入机架(7)的进料端，充浆气囊(3)在牵引装置的缓慢牵引下经过清理区(8)，传送带(711)的刷毛(7111)在清理装置(71)的驱动下对充浆气囊(3)表面的杂物进行环绕式清理，当充浆气囊(3)经过挤压区(9)时，两个挤压辊(77)分别抵接于充浆气囊(3)的上表面和下表面，同时结合卷扬机(4)的牵引，挤压装置将膨胀浆体从堵头(31)处的接口(311)挤出，当充浆气囊(3)后端的堵头(31)移动至挤压区(9)入口时，牵引装置停止工作，充浆气囊(3)的清理工作结束。

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