CN113623482A - 一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法 - Google Patents

一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法，包括:反力座组件，设置在管道内壁底面；顶升座组件，设置在反力座组件正上方，用于与管道内壁顶面相抵触；顶升装置，固定安装在反力座组件顶面，用于驱动顶升座组件对管道内壁向上进行顶升。本发明的管道修复方法采用非开挖方式进行，利用顶升装置驱动顶升座组件向上移动，同时顶升装置通过反力座组件向下施加反向作用力，进而使得顶升座组件对管道内壁施加向上顶升力，从而对纵向变形的管道进行复位。且修复装置结构简单，在管道内施工作业方便便捷，可以准确的实现对纵向变形的管道进行修复。

Description

一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法
技术领域
本发明涉及管道修复技术领域，尤其涉及一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法。
背景技术
目前城市排水或供水管道是支撑社会发展及保证人民生活的重要的基础设施之一，管道维护养护是保证其正常机理及功能的必要手段。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。其中，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安全事故，并且容易占用路面交通。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。
现有的排水管或供水管多采用金属管道，因金属具有较强的韧性，在发生塑性变形后也能照常工作，例如在一些长期建筑施工、市政施工及道路地面高负载重压过程下，地下的金属管道容易受到挤压而发生纵向变形塌陷，虽管道没有破裂但是缩小了管道的内径，减少了水流量且在塌陷的部分形成局部薄弱点，长期在水压作用下容易崩坏。因此需要一种修复管道结构变形的非开挖修复装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种管道变形非开挖顶升修复装置及修复方法，通过管道内部顶升方式可以实现对管道纵向变形通过非开挖的方式进行修复。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种管道变形非开挖顶升修复装置，包括:
反力座组件，设置在管道内壁底面；
顶升座组件，设置在反力座组件正上方，用于与管道内壁顶面相抵触；
顶升装置，固定安装在反力座组件顶面，用于驱动顶升座组件对管道内壁向上进行顶升。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述反力座组件包括反力座底板、下月牙梁及反力座顶板，所述反力座底板呈弧形设置，且反力座底板朝管道内部上表面弯曲，下月牙梁设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在反力座底板内表面，反力座顶板水平设置在下月牙梁顶面且与反力座底板及下月牙梁固定连接。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述顶升座组件包括顶升座顶板、上月牙梁及顶升座底板，所述顶升座顶板呈弧形设置，且顶升座顶板朝管道内部下表面弯曲，所述顶升座顶板的半径小于反力座底板的半径，上月牙梁设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在顶升座顶板内表面，顶升座底板水平设置在下月牙梁底面且与顶升座顶板及上月牙梁固定连接。
进一步，优选的，所述下月牙梁之间竖直固定安装有若干下加强筋，所述上月牙梁之间竖直固定安装有若干上加强筋。
在上述技术方案的基础上，优选的，还包括呈弧形设置的钢垫板，所述钢垫板设置在反力座底板与管道内壁之间，所述钢垫板的半径大于等于反力座底板的半径，钢垫板的一端设置开设有用于固定拖动装置的安装孔。
进一步，优选的，所述钢垫板与反力座底板之间还设置有若干预压水袋，所述预压水袋沿钢垫板的弧形面等间距铺设。
在上述技术方案的基础上，优选的，所述顶升装置包括顶升钢梁及若干千斤顶，所述顶升钢梁水平固定在反力座底板上，若干千斤顶等间距竖直在顶升钢梁与顶升座底板之间。
另一方面，本发明根据上述管道变形非开挖顶升修复装置还公开了一种管道变形非开挖顶升修复方法，包括如下步骤：
S1、进行管道变形测量，确定管道需要进行变形修复的位置；
S2、通过检查口进入管道内，并在管道内壁底面放置弧形钢垫板，同时在弧形钢垫板上铺设预压水袋；
S3、在管道内安装反力座组件及顶升座组件；
S4、在反力座组件及顶升座组件之间安装顶升装置；
S5、同步顶升并实时进行变形监测；
S6、顶升至管道复原后，在管道横向两侧壁开孔，并向管道外侧土体空缺处灌注混凝土进行管道周围加固。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明公开的管道变形非开挖顶升修复装置，通过检查口，可以进入道管道内，并在管道内设置反力座组件和顶升座组件，同时在反力座组件及顶升座组件之间安装顶升装置，利用顶升装置驱动顶升座组件向上移动，同时顶升装置通过反力座组件向下施加反向作用力，进而使得顶升座组件对管道内壁施加向上顶升力，从而对纵向变形的管道进行复位。本发明的管道修复方法采用非开挖方式进行，且修复装置结构简单，在管道内施工作业方便便捷，可以准确的实现对纵向变形的管道进行修复；
(2)通过设置顶升座顶板的半径小于反力座底板的半径，可以使顶升座顶板的展开面积小于反力座底板展开面积，顶升座顶板与管道内壁上表面接触面积小于反力座底板与管道内壁下表面接触面积，在顶升装置同等压力作用下，接触面积越小，压强越大，即压力产生的作用越明显，从而可以加速管道在竖直方向变形复原；
(3)通过铺设弧形结构的钢垫板，可以在进行管道内部多点顶升时，可以通过移动钢垫板来拖动整个顶升修复装置沿管道平移；
(4)通过铺设预压水袋，用于调节反力座组件在钢管底部动态位置，从而分散顶升压力。
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。
图1为本发明公开的顶升修复装置工作状态示意图；
图2为本发明公开的顶升修复装置的结构示意图；
图3为本发明公开的顶升修复装置的平面结构示意图；
附图标记：
1、反力座组件；2、顶升座组件；3、顶升装置；11、反力座底板；12、下月牙梁；13、反力座顶板；14、下加强筋；21、顶升座顶板；22、上月牙梁；23、顶升座底板；24、上加强筋；4、钢垫板；5、预压水袋；31、顶升钢梁；32、干千斤顶；S、管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图2和3，本发明实施例公开了一种管道变形非开挖顶升修复装置，包括反力座组件1、顶升座组件2及顶升装置3。通过检修口可以在进行管道修复时将上述部件转运至管道内，来进行组装进而进行管道变形修复。
其中，反力座组件1，设置在管道内壁底面，用来向顶升装置3提供承载平台，同时在顶升装置3对顶升座组件2施加推力时，反力座组件1向管道内壁底面施加反作用力。
顶升座组件2，设置在反力座组件1正上方，用于受顶升装置3施加向上顶升力时对管道内壁进行向上顶升，进而复原纵向变形的管道。
顶升装置3，固定安装在反力座组件1顶面，用于驱动顶升座组件2对管道内壁向上进行顶升，同时顶升装置3的反作用力可以施加到反力座组件1上，进而使纵向变形的管道在得以复原。
本发明实施例采用上述技术方案，通过检查口，可以进入道管道内，并在管道内设置反力座组件1和顶升座组件2，同时在反力座组件1及顶升座组件2之间安装顶升装置3，利用顶升装置3驱动顶升座组件2向上移动，同时顶升装置3通过反力座组件1向下施加反向作用力，进而使得顶升座组件2对管道内壁施加向上顶升力，从而对纵向变形的管道进行复位。本发明的管道修复方法采用非开挖方式进行，且修复装置结构简单，在管道内施工作业方便便捷，可以准确的实现对纵向变形的管道进行修复。
本发明还通过如下技术方案进行实现。
作为一些实施例而言，反力座组件1包括反力座底板11、下月牙梁12及反力座顶板13，反力座底板11呈弧形设置，且反力座底板11朝管道内部上表面弯曲，下月牙梁12设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在反力座底板11内表面，下月牙梁12的半径与反力座底板11的半径一致，反力座顶板13水平设置在下月牙梁12顶面且与反力座底板11及下月牙梁12固定连接。在上述技术方案的设置下，通过设置弧形结构的反力座底板11，并在反力座底板11上固定安装若干块下月梁，同时在下月牙梁12上水平安装反力座顶板13，可以将反力座底板11、下月牙梁12及反力座顶板13固定为一个整体，顶升装置3在对反力座组件1施加反向作用力时，弧形结构的反力座底板11的外侧壁逐渐与管道内壁底面进行贴合，进而实现受力的稳定性，通过在反力座顶板13与反力座底板11之间竖直设置多块下月牙梁12，可以提高整个反力座组件1的结构强度，提高反力座顶板13的抗压能力。
作为一些实施例而言，顶升座组件2包括顶升座顶板21、上月牙梁22及顶升座底板23，顶升座顶板21呈弧形设置，且顶升座顶板21朝管道内部下表面弯曲，顶升座顶板21的半径小于反力座底板11的半径，上月牙梁22设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在顶升座顶板21内表面，顶升座底板23水平设置在下月牙梁12底面且与顶升座顶板21及上月牙梁22固定连接。
采用上述技术方案，通过设置弧形结构的顶升座底板23，并在顶升座底板23上固定安装若干块上月梁，同时在上月牙梁22底部水平安装顶升座底板23，可以将顶升座底板23、上月牙梁22及顶升座底板23固定为一个整体，顶升装置3在对顶升座组件2施加向上顶升作用力时，弧形结构的顶升座底板23的外侧壁逐渐与管道内壁顶面面进行贴合，进而实现受力的稳定性，通过在顶升座顶板21与顶升座底板23之间竖直设置多块上月牙梁22，可以提高整个顶升座组件2的结构强度，提高顶升座顶板21的抗压能力。同时顶升座顶板21的半径小于反力座底板11的半径，可以可以使顶升座顶板21的展开面积小于反力座底板11展开面积，顶升座顶板21与管道内壁上表面接触面积小于反力座底板11与管道内壁下表面接触面积，在顶升装置3同等压力作用下，接触面积越小，压强越大，即压力产生的作用越明显，从而可以加速管道在竖直方向变形复原。
作为一些可选实施方式，下月牙梁12之间竖直固定安装有若干下加强筋14，上月牙梁22之间竖直固定安装有若干上加强筋24。由此设置，可以提高上月牙梁22之间的结构强度、以及下月牙梁12之间的结构强度，进而提高反力座组件1、顶升座组件2的抗压强度。
作为一些实施例而言，本发明还包括呈弧形设置的钢垫板4，钢垫板4设置在反力座底板11与管道内壁之间，钢垫板4的半径大于等于反力座底板11的半径，钢垫板4的一端设置开设有用于固定拖动装置的安装孔。由此设置，可以在进行管道内部多点顶升时，当完成管道前一修复点的顶升修复后，可以通过移动钢垫板4来拖动整个顶升修复装置沿管道平移到下一个待修复点。
在上述实施例的基础上，钢垫板4与反力座底板11之间还设置有若干预压水袋5，预压水袋5沿钢垫板4的弧形面等间距铺设。由此设置，通过铺设预压水袋5，预压水袋5沿弧形面等间距铺设，用于调节反力座组件1在钢管底部动态位置，从而分散顶升压力。在本实施中，预压水袋可以是消防水管，使用时进行充水膨胀。
在本实施例中，顶升装置3包括顶升钢梁31及若干千斤顶32，顶升钢梁31水平固定在反力座底板11上，若干千斤顶32等间距竖直在顶升钢梁31与顶升座底板23之间。由此设置，可以实现千斤顶同步顶升时受力均衡。
本发明实施例还公开了一种管道变形非开挖顶升修复方法，包括如下步骤：
S1、进行管道变形测量，确定管道需要进行变形修复的位置，具体的，可以通过检修口进入管道内进行管道内径测量，从而获得管道挤压变形后纵向直径；
S2、通过检查口进入管道内，并在管道内壁底面放置弧形钢垫板4，同时在弧形钢垫板4上铺设预压水袋5，预压水袋5为条状，且沿钢垫板4弧面铺设；
S3、在管道内安装反力座组件1及顶升座组件2；
S4、在反力座组件1及顶升座组件2之间安装顶升装置3；
S5、同步顶升并实时进行变形监测；
S6、顶升至管道复原后，在管道横向两侧壁开孔，并向管道外侧土体空缺处灌注混凝土进行管道周围加固。具体的，在复原后的管道横向方向侧壁上间隔开设两个注浆孔，通过一个注浆孔向管道外侧土体空缺出浇筑混凝土，直至第二注浆孔冒浆为止，然后封堵两个注浆孔，待混凝土凝固后，使修复后的管道达到预定直接，并通过周围土体包围进而实现加固。
本发明的管道修复方法采用非开挖方式进行，且修复装置结构简单，在管道内施工作业方便便捷，可以准确的实现对纵向变形的管道进行修复。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于，包括：
反力座组件(1)，设置在管道(S)内壁底面；
顶升座组件(2)，设置在反力座组件(1)正上方，用于与管道(S)内壁顶面相抵触；
顶升装置(3)，固定安装在反力座组件(1)顶面，用于驱动顶升座组件(2)对管道(S)内壁向上进行顶升。
2.如权利要求1所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：所述反力座组件(1)包括反力座底板(11)、下月牙梁(12)及反力座顶板(13)，所述反力座底板(11)呈弧形设置，且反力座底板(11)朝管道内部上表面弯曲，下月牙梁(12)设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在反力座底板(11)内表面，反力座顶板(13)水平设置在下月牙梁(12)顶面且与反力座底板(11)及下月牙梁(12)固定连接。
3.如权利要求2所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：所述顶升座组件(2)包括顶升座顶板(21)、上月牙梁(22)及顶升座底板(23)，所述顶升座顶板(21)呈弧形设置，且顶升座顶板(21)朝管道内部下表面弯曲，所述顶升座顶板(21)的半径小于反力座底板(11)的半径，上月牙梁(22)设置有多块，且沿管道长度方向等间距固定安装在顶升座顶板(21)内表面，顶升座底板(23)水平设置在下月牙梁(12)底面且与顶升座顶板(21)及上月牙梁(22)固定连接。
4.如权利要求3所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：所述下月牙梁(12)之间竖直固定安装有若干下加强筋(14)，所述上月牙梁(22)之间竖直固定安装有若干上加强筋(24)。
5.如权利要求2所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：还包括呈弧形设置的钢垫板(4)，所述钢垫板(4)设置在反力座底板(11)与管道内壁之间，所述钢垫板(4)的半径大于等于反力座底板(11)的半径，钢垫板(4)的一端设置开设有用于固定拖动装置的安装孔。
6.如权利要求5所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：所述钢垫板(4)与反力座底板(11)之间还设置有若干预压水袋(5)，所述预压水袋(5)沿钢垫板(4)的弧形面等间距铺设。
7.如权利要求3所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于：所述顶升装置(3)包括顶升钢梁(31)及若干千斤顶(32)，所述顶升钢梁水平固定在反力座底板(11)上，若干千斤顶等间距竖直在顶升钢梁与顶升座底板(23)之间。
8.一种管道变形非开挖顶升修复方法，利用了权利要求1-7中任意一项所述的管道变形非开挖顶升修复装置，其特征在于，包括步骤如下：
S1、进行管道变形测量，确定管道需要进行变形修复的位置；
S2、在管道内壁底面放置弧形钢垫板(4)，并在弧形钢垫板(4)上铺设预压水袋(5)；
S3、在管道内安装反力座组件(1)及顶升座组件(2)；
S4、在反力座组件(1)及顶升座组件(2)之间安装顶升装置(3)；
S5、同步顶升并实时进行变形监测；
S6、顶升至管道复原后，在管道横向两侧壁开孔，并向管道外侧土体空缺处灌注混凝土进行管道周围加固。
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