CN115388262A - 一种用于大口径圆管的不锈钢内衬及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，包括沿待修复管道的轴向分段连接的不锈钢圆管段；所述不锈钢圆管段由周向分布的弧形圆管片拼接而成；相邻不锈钢圆管段的拼接缝错缝布置。本申请的不锈钢内衬无需钢筋挂网，钢内衬焊接成环后即可进行壁后注浆，施工速度相对最快。

Description

一种用于大口径圆管的不锈钢内衬及其施工方法

技术领域

本发明涉及城市管道修复，尤其涉及一种用于大口径圆管的不锈钢内衬施工方法。

背景技术

城市污水干管在通水运行约几十年，结构性和功能性问题逐步突显。根据探检显示，很多污水干线全线均存在不同程度的结构腐蚀及损坏，普遍存在钢筋裸露及腐蚀、粗细骨料流失以及嵌缝材料剥落等情况，安全隐患极大，制约片区排水安全。因此，为进一步提高污水输送的安全性，需开展修复改造工作。

一般管道修复采用钢筋网+水泥基灰浆材料喷涂法的方式，但经调查只有不锈钢内衬+壁厚注浆具有D3500+修复的成功案例，其余工法的案例均小于D3000，故城市超过DN3000的干管采用不锈钢内衬方式。但目前的不锈钢内衬常应用于大口径矩形管道。

现有结构补强形式一般为植筋+钢筋网或不锈钢内衬两种形式。但原管道壁厚较薄且腐蚀严重，是否满足植筋要求需要二次详检确定，

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提升大口径圆管的不锈钢内衬的修复效果。

本发明提供一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，包括沿待修复管道的轴向分段连接的不锈钢圆管段；

所述不锈钢圆管段由周向分布的弧形圆管片拼接而成；

相邻不锈钢圆管段的拼接缝错缝布置。

进一步地，所述弧形圆管片的外侧面均匀设置有栓钉；所述栓钉用于抵住所述待修复管道的内侧面，以使所述不锈钢圆管段的外侧面和所述待修复管道的内侧面形成环状间隙。

进一步地，所述环状间隙填充有注浆层。

进一步地，所述注浆层和所述栓钉能够锚固连接。

进一步地，所述栓钉的末端具有横向凸缘。

进一步地，所述栓钉为凹字型结构。

本申请还公开了一种用于大口径圆管的不锈钢内衬的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，施工准备：在待修复管道内准备干仓修复环境，施工人员通过投料通风井进入待修复管道设置通风照明设备，并进行清淤，同时布置临排系统及制定施工应急预案；弧形圆管片的外侧面加焊栓钉，且弧形圆管片预制有注浆孔；

步骤二，不锈钢内衬施工：沿着待修复管道的轴向连续铺设不锈钢圆管段；并使相邻圆管段的弧形圆管片的拼接缝错缝；对相邻圆管段的连接缝，以及每一圆管段的拼接缝进行焊接；

步骤三，壁后注浆：不锈钢内衬施工结束后，向不锈钢圆管段的外侧面和所述待修复管道的内侧面形成环状间隙进行注浆；然后安装止水带；

步骤四，流水作业：通过流水作业测试不锈钢内衬的密封性能；

步骤五，通水验收：对修复后的管道进行闭水试验检测，检测合格后，拆除临排系统。

进一步地，在步骤一中，通过在待修复管道上游的检查井布置临排系统，从而在待修复管道内形成干仓修复环境。

进一步地，在步骤一中，将所述待修复管道的两侧封堵，并通过在待修复管道内嵌套设置排水管道，从而形成环形干仓修复空间。

进一步地，排水管道居中套设在待修复管道内，以使所述排水管道的外侧面和所述待修复管道的内侧面之间形成环状通道；

所述排水管道的两端分别和所述待修复管道的上游井和下游井连接；

所述上游井和下游井中均设置有阻水封堵结构，所述阻水封堵结构用于封堵所述环状通道的两端，以使上游井的污水仅通过排水管道流向下游井；

所述环状通道的上方开设有工作井，所述工作井用于施工人员进入所述环状通道从而对所述待修复管道的内壁进行不锈钢内衬的施工。

本发明具有如下有益效果：

不锈钢内衬无需钢筋挂网，钢内衬焊接成环后即可进行壁后注浆，施工速度相对最快。从而降低地面临排对交通的影响，同时降低临排运行费用和风险，施工速度较快缩短临排运行周期。

不锈钢内衬的耐久性优于化学塑料类内衬或其它喷涂类材料；不锈钢内衬断面缩小最少，且表面粗糙系数约为0.01，低于混凝土管道的0.013，管道过流能力能够提升18％。

附图说明

图1是本发明公开的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬的结构示意图。

图2是本发明公开的不锈钢圆管段的侧视结构示意图。

图3是本发明公开的不锈钢圆管段的另一侧视结构示意图。

图4是本发明的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬的施工方法流程图。

图5是本发明的待修复管道内嵌套设置排水管道的结构示意图。

图6是本发明的壁后注浆的满堂式钢管支撑的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

本申请中的大口径圆管指口径超过3000mm的圆管。

如图1所示，本申请公开了一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，包括沿待修复管道1的轴向分段连接的不锈钢圆管段2；

所述不锈钢圆管段2由周向均匀分布的5片弧形圆管片21拼接而成；

相邻不锈钢圆管段2的拼接缝211错缝布置。

在一个实施方式中，所述不锈钢圆管段2的材质为薄壁奥氏体S31603不锈钢。

如图2所示，所述弧形圆管片21的外侧面均匀设置有栓钉22；所述栓钉22用于抵住所述待修复管道1的内侧面，以使所述不锈钢圆管段2的外侧面和所述待修复管道1的内侧面形成环状间隙11。

所述环状间隙11填充有注浆层，所述注浆层和所述栓钉22能够锚固连接。在一个实施方式中，栓钉22采用HBB400的短钢筋，长度为5cm，每块弧形圆管片21布置不少于6根栓钉。设计注浆层厚度5cm(不含管道表面由于凿毛等预处理导致的负公差厚度)。注浆层和所述栓钉22的锚固连接能够增加修复结构的整体性。

在一个实施方式中，所述栓钉的末端具有横向凸缘221。在该实施方式中，所述栓钉为凹字型结构。

如图4所示，本申请还公开了一种用于大口径圆管的不锈钢内衬的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，施工准备：在待修复管道内准备干仓修复环境，施工人员通过投料通风井进入待修复管道设置通风照明设备，并进行清淤，同时布置临排系统及制定施工应急预案；弧形圆管片的外侧面加焊栓钉，且弧形圆管片预制有注浆孔；

步骤二，不锈钢内衬施工：首先对待修复管道内壁进行凿毛预处理，沿着待修复管道的轴向连续铺设不锈钢圆管段；并使相邻圆管段的弧形圆管片的拼接缝错缝；对相邻圆管段的连接缝，以及每一圆管段的拼接缝进行焊接；

步骤三，壁后注浆：不锈钢内衬施工结束后，安装止水带，然后向不锈钢圆管段的外侧面和所述待修复管道的内侧面形成环状间隙进行注浆；

步骤四，流水作业：通过流水作业测试不锈钢内衬的密封性能；

步骤五，通水验收：对修复后的管道进行闭水试验检测，检测合格后，拆除临排系统。

在一个实施方式中，在步骤一中，通过在待修复管道上游的检查井布置临排系统，从而在待修复管道内形成干仓修复环境。

在一个实施方式中，在步骤一中，将所述待修复管道的两侧封堵，并通过在待修复管道内嵌套设置排水管道，从而形成环形干仓修复空间。

如图5所示，具体的，排水管道3居中套设在待修复管道1内，以使所述排水管道3的外侧面和所述待修复管道1的内侧面之间形成环状通道31；

所述排水管道3的两端分别和所述待修复管道1的上游井13和下游井12连接；

所述上游井13和下游井12中均设置有阻水封堵结构32，所述阻水封堵结构32用于封堵所述环状通道31的两端，以使上游井13的污水仅通过排水管道3流向下游井12；

所述环状通道31的上方开设有工作井14，所述工作井14用于施工人员进入所述环状通道31从而对所述待修复管道1的内壁进行不锈钢内衬的施工。

在一个实施方式中，在步骤二中，不锈钢内衬施工的工艺流程包括：施工准备→放样→下料→点焊固定→焊接施工→焊缝检查。

如图2和图3所示的依次连接的两环不锈钢圆管段的截面示意图，每环不锈钢圆管段包括5片相同尺寸的弧形圆管片，根据加工时的编号将5片管片按照从下往上的顺序拼接安装，从而使得依次连接的两环不锈钢圆管段之间的弧形圆管片的拼接缝错开布置。即第一不锈钢圆管段由从下到上依次拼接的1片底部弧形圆管片214、2片侧边弧形圆管片213和2片顶部弧形圆管片212组成；相邻的第二不锈钢圆管段由从下到上依次拼接的2片底部弧形圆管片214、2片侧边弧形圆管片213和1片顶部弧形圆管片212组成。

每一环不锈钢圆管段的弧形圆管片的具体施工步骤如下：

1)安装底部弧形圆管片214时，通过栓钉22与待修复管道1的管壁钢筋进行焊接固定，并与前一环相应位置处的管片点焊固定，安装时，通过红外线水平仪，控制安装高度及位置的准确性。

2)侧边弧形圆管片213及顶部弧形圆管片212与同侧下方弧形圆管片点焊固定位置，外侧栓钉与管壁连接，同时在内侧设临时支撑固定，避免侧边管片产生位移。管片运输小车为可升降式，通过运输平台抬起顶部的弧形圆管片。

4)在不锈钢内衬安装好后统一对接缝处进行等强度满焊，焊缝等级为一级，考虑施工效率和焊接质量，选择气保焊(氩气保护)的焊接工艺。

在一个实施方式中，不锈钢内衬拼装完成后，壁后注浆的工艺为：将灌浆料按规定比例加水或配套组分拌和形成注浆体，采用加压泵、注浆管等设备将注浆体压注进入不锈钢内衬与原管道之间的空隙，从而使得注浆体凝固后与不锈钢内衬和原管道一起构成复合内衬。

1)注浆管布设

注浆管：不锈钢内衬焊接完成后，以两个投料井之间为一个注浆段，注浆孔分布方向为12点、9点、6点、3点，四点注浆。注浆孔在管片加工时根据管片位置编号提前预制好。每个区间注浆前，应通过12点的高位注浆孔向壁后空隙注入高压清水，对壁后空隙进行冲洗，直至低位注浆孔流出的冲洗水为清水，方可进行后续注浆。

2)满堂式支撑

如图6所示，支撑采用满堂式钢管支撑，一个断面设置3根横撑、3根竖撑，沿管道长度方向间距80cm。施工时间为搭设满堂式钢管支撑8h，拆除满堂式钢管支撑8h。

3)注浆

(1)注浆顺序为先6点注浆至9点3点冒浆停止。

(2)关闭6点注浆孔，从9点、3点注浆孔注浆至12点冒浆停止。

(3)注浆时在两侧同时灌注砂浆，保证两侧压力相同，并用橡皮锤每间隔1米敲打不锈钢侧板，5min一次，倾听回音来检查该点浆液是否已经密实，并设专人检查不锈钢板有无变形情况，以及复核砂浆灌注量。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，包括沿待修复管道的轴向分段连接的不锈钢圆管段；

所述不锈钢圆管段由周向分布的弧形圆管片拼接而成；

相邻不锈钢圆管段的拼接缝错缝布置。

2.如权利要求1所述的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，所述弧形圆管片的外侧面均匀设置有栓钉；所述栓钉用于抵住所述待修复管道的内侧面，以使所述不锈钢圆管段的外侧面和所述待修复管道的内侧面形成环状间隙。

3.如权利要求2所述的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，所述环状间隙填充有注浆层。

4.如权利要求3所述的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，所述注浆层和所述栓钉能够锚固连接。

5.如权利要求3所述的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，所述栓钉的末端具有横向凸缘。

6.如权利要求5所述的一种用于大口径圆管的不锈钢内衬，其特征在于，所述栓钉为凹字型结构。

7.一种用于大口径圆管的不锈钢内衬的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，施工准备：在待修复管道内准备干仓修复环境，施工人员通过投料通风井进入待修复管道设置通风照明设备，并进行清淤，同时布置临排系统及制定施工应急预案；弧形圆管片的外侧面加焊栓钉，且弧形圆管片预制有注浆孔；

步骤二，不锈钢内衬施工：沿着待修复管道的轴向连续铺设不锈钢圆管段；并使相邻圆管段的弧形圆管片的拼接缝错缝；对相邻圆管段的连接缝，以及每一圆管段的拼接缝进行焊接；

步骤三，壁后注浆：不锈钢内衬施工结束后，安装止水带，然后向不锈钢圆管段的外侧面和所述待修复管道的内侧面形成环状间隙进行注浆；

步骤四，流水作业：通过流水作业测试不锈钢内衬的密封性能；

步骤五，通水验收：对修复后的管道进行闭水试验检测，检测合格后，拆除临排系统。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在步骤一中，通过在待修复管道上游的检查井布置临排系统，从而在待修复管道内形成干仓修复环境。

9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在步骤一中，将所述待修复管道的两侧封堵，并通过在待修复管道内嵌套设置排水管道，从而形成环形干仓修复空间。

10.如权利要求所9述的施工方法，其特征在于，排水管道居中套设在待修复管道内，以使所述排水管道的外侧面和所述待修复管道的内侧面之间形成环状通道；

所述排水管道的两端分别和所述待修复管道的上游井和下游井连接；

所述上游井和下游井中均设置有阻水封堵结构，所述阻水封堵结构用于封堵所述环状通道的两端，以使上游井的污水仅通过排水管道流向下游井；

所述环状通道的上方开设有工作井，所述工作井用于施工人员进入所述环状通道从而对所述待修复管道的内壁进行不锈钢内衬的施工。

Images