CN217930743U - 供水管道漏损注浆修复模型试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种供水管道漏损注浆修复模型试验装置，包括供水系统、管道回路、注浆系统和模型箱，所述管道回路包括依次连接的进水段、试验段和出水段，进水段的进水端与水泵的出水口连接，出水段的出水端与储水箱连接，试验段置于模型箱内，试验段上设置有模拟泄漏点，模型箱底部设置有排水垫层，模型箱内于排水垫层上方填充有土样层，注浆系统的出浆口与模型箱顶端的注浆口连接。本实用新型可以模拟管道漏损引起的周围土体侵蚀形成过程、病害注浆处理过程，并可进一步检验和评价注浆后的修复效果，实现地下供水管道漏损处的土体侵蚀过程、注浆修复、修复后的正常使用三个阶段连续、完整的模拟，为相关研究的进行奠定了基础。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土工程模型试验技术领域，尤其涉及一种供水管道漏损注浆修复模型试验装置。
背景技术
我国城市经济正处于高速发展阶段，人口增多和用水需求提高为城市给水管网带来的负担持续增长，陈旧给水管道老化造成的城市给水管道漏失率高的问题日趋严重。相关研究表明，对于中小管径给水管道，发生小孔径爆管概率偏高，而现有管道修复技术针对性强、成本高，现有管道漏失监测设备也存在精度不足、缺乏定向性等问题。
注浆法作为一种成本低、见效快、施工简便的施工技术，被广泛应用于地下工程突(涌)水灾害治理及地层加固，将注浆技术应用于供水管道修复是一个值得研究的课题。由于地下注浆的隐蔽性以及滞后于工程实践的注浆理论研究的限制，可视化模型试验不可否认是一种研究地下供水管道漏损侵蚀过程、注浆修复过程的浆液扩散规律及修复机理的绝佳方法。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种供水管道漏损与注浆修复模型试验装置，其可模拟管道漏损引起的周围土体侵蚀形成过程、病害注浆处理过程，并可进一步检验并评价注浆后的修复效果。
一种供水管道漏损注浆修复模型试验装置，包括供水系统、管道回路、注浆系统和模型箱，所述供水系统包括储水箱和通过连接管道与储水箱底部连通的水泵，所述管道回路包括依次连接的进水段、试验段和出水段，所述进水段的进水端与水泵的出水口连接，出水段的出水端与储水箱的进水口连接，进水段上安装有电磁流量计和第一压力表，出水段上安装有第二压力表，试验段置于模型箱内，试验段上设置有模拟泄漏点，模型箱底部设置有排水垫层，模型箱内于排水垫层上方填充有模拟地层环境的土样层，注浆系统与模型箱连通。
所述连接管道上设置有第一球阀和过滤器，进水段上安装有第二球阀，出水段上安装有第三球阀。
所述注浆系统由发泡型高聚物注浆设备和注浆管构成，注浆管的出浆端伸入模型箱内，用于向模型箱内注入浆液，用于修复模型箱内的管道漏损及土体侵蚀。
所述模型箱由底板、四个侧板和顶板构成，底板、四个侧板和顶板均由透明的亚克力板制成，相邻的侧板之间通过螺栓和角码固定连接，侧板和底板之间通过螺栓和角码固定连接，并在相邻的侧板及侧板与底板的接缝位置设有单组分聚氨酯遇水膨胀止水胶，顶板置于四个侧板上。
所述底板前端设有伸出部，伸出部上安装有导流槽，模型箱的前侧板的底部开设有用于安放透水石的开孔及用于管道回路及注浆管穿过的通孔。
所述模拟泄漏点紧贴模型箱的后侧板。
所述排水垫层选用砂石填充。
所述水泵为恒压水泵，恒压水泵提供的压力范围为0-0.6Mpa。
所述进水段、试验段和出水段为PPR管。
本实用新型通过设置模型箱、试验段和模拟泄漏点及注浆系统，可以系统地模拟管道漏损引起的周围土体侵蚀形成过程、病害注浆处理过程，并可进一步检验和评价注浆后的修复效果，实现地下供水管道漏损处的土体侵蚀过程、注浆修复、修复后的正常使用三个阶段连续、完整的模拟，为相关研究的进行奠定了基础。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的结构示意图；
图2是本实用新型的模型箱的剖面图；
图3是本实用新型的模型箱的底板的结构示意图；
图4是本实用新型的模型箱的前侧板的结构示意图；
图5是本实用新型的模型箱的后侧板的结构示意图；
图6是本实用新型的模型箱的顶板的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
如图1至图5所示，一种供水管道漏损注浆修复模型试验装置，包括供水系统、管道回路、注浆系统和模型箱7，供水系统包括储水箱1和通过连接管道16与储水箱底部连通的水泵3，管道回路从水泵的出水口经模型箱内部，再到储水箱，与供水系统共同形成回路，管道回路包括依次连接的进水段14、试验段15和出水段12，试验段与进水段和出水段可根据需要采用热熔接头连接或直接使用法兰连接，进水段14的进水端与水泵3的出水口连接，出水段12的出水端与储水箱1的进水口连接，进水段14上安装有电磁流量计4和第一压力表6，电磁流量计4用于测量管道内流速，电磁流量计4连接电脑13以便记录数据，电磁流量计采用RS-485通讯协议，使用转接头连接电脑13后可记录实时流量等数据。出水段12上安装有第二压力表10，试验段15置于模型箱7内，试验段的材质和管径均可根据试验需要更换，试验段15上设置有模拟泄漏点8，模型箱底部设置有模拟地层环境的排水垫层17，模型箱内于排水垫层上方填充有模拟地层环境的土样层9，注浆系统与模型箱连通。
连接管道16上设置有第一球阀2和过滤器，过滤器选用y型滤阀，进水段14上安装有第二球阀5，出水段12上安装有第三球阀11。
注浆系统由发泡型高聚物注浆设备和注浆管构成，注浆系统采用成套的发泡型高聚物注浆设备，该设备可控制浆液预热温度在100℃-120℃，通过间断注浆的方法控制注浆速度，注浆管的出浆端伸入模型箱内，用于向模型箱内注入浆液，用于修复模型箱内的管道漏损及土体侵蚀，注浆管可根据试验目的选择和布设。
模型箱由底板18、四个侧板和顶板20构成，底板18、四个侧板和顶板20均由透明的亚克力板制成，相邻的侧板之间通过螺栓和角码固定连接，侧板和底板18之间通过螺栓21和角码22固定连接，并在相邻的侧板及侧板与底板的接缝位置设有单组分聚氨酯遇水膨胀止水胶，顶板20置于四个侧板上，顶板不与侧板固定连接以避免约束土体变形，模型箱的左侧板、右侧板和后侧板19的结构相同。
底板前端设有伸出部，伸出部上安装有导流槽，以便收集渗漏水。模型箱的前侧板的底部开设有用于安放透水石的开孔24，模型箱的前侧板的底部设有用于管道回路的试验段管道及注浆管穿过的通孔26。
模拟泄漏点8紧贴模型箱的后侧的侧板以便观察土体侵蚀及浆液扩散情况。
排水垫层选用砂石填充，砂石选用中砂或者粗砂。
水泵3选用全自动的恒压水泵以达到提供恒定的供水压力的目的，其可提供的压力范围为0-0.6MPa，根据水泵的性能要求储水箱内水位需高出水泵进水口0.5m以上。
进水段、试验段和出水段使用加工和安装简便的PPR管材。
本实用新型进行模拟试验时，试验步骤为：
一、安装管道回路的试验段15，在试验段15设置泄漏点8，打开电磁流量计4并连接电脑13，准备开始记录数据，向储水箱1内注水至液面高于水泵0.5m以上，打开连接管道上的第一球阀2，并检查水泵3准备开始试验；
二、打开水泵3，设置需要的供水压力，打开进水段上的第二球阀5，关闭出水段上的第三阀门11，测量模拟泄漏点漏水速度；在出水段的第三阀门11不同开度情况下记录电磁流量计4数据及对应模拟泄漏点8漏水速度，测量完成后关闭水泵3；
三、向模型箱7内填土，底部填中砂或者粗砂到模型箱下部三分之一位置，上部填试验用土，填土过程中需要分层夯实，盖上顶板后在顶板上堆载；
四、打开水泵3，设置水泵供水压力，根据所需工况开始土体侵蚀试验，使模型箱内部形成渗流环境，待侵蚀坑稳定开始进行注浆试验；
五、注浆修复完成后开始调节供水压力，测量不同压力下的漏水量；
六、清除模型箱内土体，检验修复效果；
七、本组试验结束，更换试验段管道进行下一组试验。
Claims (9)
1.一种供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：包括供水系统、管道回路、注浆系统和模型箱，所述供水系统包括储水箱和通过连接管道与储水箱底部连通的水泵，所述管道回路包括依次连接的进水段、试验段和出水段，所述进水段的进水端与水泵的出水口连接，出水段的出水端与储水箱连接，进水段上安装有电磁流量计和第一压力表，出水段上安装有第二压力表，试验段置于模型箱内，试验段上设置有模拟泄漏点，模型箱底部设置有排水垫层，模型箱内于排水垫层上方填充有模拟地层环境的土样层，注浆系统与模型箱连通。
2.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述连接管道上设置有第一球阀和过滤器，进水段上安装有第二球阀，出水段上安装有第三球阀。
3.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述注浆系统由发泡型高聚物注浆设备和注浆管构成，注浆管的出浆端伸入模型箱内，用于向模型箱内注入浆液，用于修复模型箱内的管道漏损以及土体侵蚀。
4.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述模型箱由底板、四个侧板和顶板构成，底板、四个侧板和顶板均由透明的亚克力板制成，相邻的侧板之间通过螺栓和角码固定连接，侧板和底板之间通过螺栓和角码固定连接，并在相邻的侧板及侧板与底板的接缝位置设有单组分聚氨酯遇水膨胀止水胶，顶板置于四个侧板上。
5.如权利要求4所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述底板前端设有伸出部，伸出部上安装有导流槽，模型箱的前侧板的底部开设有用于安放透水石的开孔及用于管道回路及注浆管穿过的通孔。
6.如权利要求4所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述模拟泄漏点紧贴模型箱的后侧板。
7.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述排水垫层选用砂石填充。
8.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述水泵为恒压水泵，恒压水泵提供的压力范围为0-0.6Mpa。
9.如权利要求1所述的供水管道漏损注浆修复模型试验装置，其特征在于：所述进水段、试验段和出水段为PPR管。
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- 2022-07-29 CN CN202221986529.1U patent/CN217930743U/zh active Active
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