CN110645439A - 一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，步骤包括：利用管道声呐检测到脱节位置，并利用牵引绳做好标记；按照牵引绳上的标记将空心柱形气囊拉至脱节处，地面上的空气压缩机控制气囊阀门对空心柱形气囊进行充气，使得气囊膨胀后与管壁紧贴；在脱节正上方及两侧地面钻注浆孔至脱节部位，并在注浆孔内***注浆管，然后通过地面上的注浆***向脱节部位注射双浆速凝修复材料，待修复材料凝固；空心柱形气囊放气，利用牵引绳拉出气囊。空心柱形气囊的使用使得在脱节位置修复的过程中，污水能够从空心柱形气囊流出，无需停水，大大减少城市主干排水管道出现脱节病害停水修复对整个排除***造成不良后果。

Description

一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法
技术领域
本发明涉及地下排水管道修复技术领域，具体涉及一种地下混凝土排水管脱节病害不停水非开挖外部注浆修复方法。
背景技术
城市地下排水管网作为现代城市的“地下大动脉”，承担着排污疏水等重要责任，在城市居民日常生活中扮演着举足轻重的作用。随着我国城市化进程的加快，城镇地下排水管网建设规模日渐庞大，截至2017年，我国城镇排水管道里程超过63万km。然而，随着管道服役年限的不断增加，管道老化失修严重，渗漏、腐蚀、错口、脱节等病害普遍存在。
脱节是目前地下排水管道最常见的病害之一，如不及时治理会导致管内污水外泄，长期以往会掏空管底基础，诱发脱空和错口等新的病害，还会对周边土壤及地下水产生污染。此外，如果管道周边地下水位较高，脱节还将导致大量地下清水入渗到管内，严重影响污水厂处理效率。
现行针对管道脱节的修复方案主要包括两大类：第一类是开挖修复，此类修复方式施工速度慢、对交通影响大、造价高、产生大量建筑垃圾，污染环境；第二类是非开挖修复，其工艺主要有管道内穿插法、原位固化法(CIPP)、碎管法、缠绕法、局部修复法等，相比于传统开挖修复，具有施工速度快、成本低、对环境影响小等优点。
传统的，一种基于双组份修复树脂的非开挖管道点位修复方法(CN109854859A),公开了一种非开挖管道点位修复方法，通过将浸润树脂的玻璃纤维方格布复合毡缠绕并固定在修补气囊上，再将修补气囊送到破损位置，使得修补气囊外侧的树脂与管道破损位置凝固再释放气囊气压，达到修复破损点的目的，但在修复过程中需要停水进行维修，对于城市排水干管，运行负荷极大；且在修补气囊在运送到破损点的过程中，其上的树脂等修补材料存在脱离的可能，影响修复效率和效果。
因此，研发地下混凝土排水管道在不停水条件下的非开挖修复工艺需求迫切。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，针对城市主干排水管道运行负荷大，不能停水维修情况，首先采用空心柱形气囊贴紧堵塞脱节处，然后在脱节处正上方及两侧地面钻孔，并注入新型双浆速凝聚合物修复材料对排水管道脱节病害实施外部注浆定点维修，实现不停水快速修复管道脱节病害。
为了实现上述目的，本发明提供一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，所述排水管脱节病害不停水非开挖修复方法步骤包括：
S1、将系有牵引绳的管道声呐从上游检查井放入，牵引绳的一端与上游检查井地面连接，并将牵引绳的另一端从下游检查井拉出；
S2、拉动牵引绳，从而带动管道声呐在排水管内缓慢移动，直到找到脱节病害，找到脱节位置后，在露出地面的牵引绳上做出标记，以便后续工序方便快捷的找到脱节位置；
S3、拉出管道声呐；
S4、按照牵引绳上的标记，将与管径配套的空心柱形气囊系在原管道声呐的位置，按照步骤S1的方法将空心柱形气囊从上游检查井拉入至脱节位置，在地面上启动空气压缩机，通过气管向空心柱形气囊充气，所述空心柱形气囊充气膨胀后紧贴在管壁上，污水从空心柱形气囊中部空心通孔处继续流动；
S5、在脱节位置对应地面上钻注浆孔至脱节部位，并在注浆孔内***注浆管，所述注浆管与地面上注浆***连接，开启注浆***，向脱节部位注射双浆速凝修复材料，浆液沿脱节处管体周围流动扩散、快速膨胀固化，形成环状防渗层；
S6、待所述双浆速凝修复材料固化完成，通过控制地面上的空气压缩机使得空心柱形气囊泄气，并利用牵引绳将空心柱形气囊拉出，然后再次将管道声呐从上游检测井内放入管道内，在牵引绳的带动下进行复测，检查修复的有效性。
优选地，所述步骤S1中，上游检查井和下游检查井分别安装有滑轮组，牵引绳依次缠绕在滑轮组上，所述管道声呐系在牵引绳中部。
优选地，所述步骤S1中，牵引绳的另一端从下游检查井拉出的方法如下，在牵引绳的另一端连接漂浮物,在管内水流的带动下漂浮物漂流到下游检查井，将连接有漂浮物的一端的牵引绳从下游检查井拉出。
优选地，所述步骤S2中，所述标记为标签，标签上能够记录该处脱节处的详细信息。
优选地，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊充气后长度为2m，外径比所维修管道内直径至少大2cm，内径比外径至少小5cm。
优选地，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊一端连接气管，所述气管上设有气囊阀门，所述气管的另一端与空气压缩机气口连接。
优选地，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊的中部空心通孔内设有金属探测棒，配合地面的雷达探测仪使用，用于探测脱节病害处距地面的深度。
优选地，所述空心柱形气囊的材质为橡胶。
优选地，所述步骤S5中，在脱节位置正上方或者两侧面地面上钻注浆孔，或者分别在在脱节位置正上方与两侧面地面上分别钻上注浆孔，便于浆液在脱节位置分散流通。
优选地，所述步骤S5中，所述双浆速凝修复材料包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
优选地，所述步骤S5中，所述注浆***包括空气压缩机，气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ分别通过气绳与空气压缩机相连，还包括储料桶Ⅰ和储料桶Ⅱ，储料桶Ⅰ通过输料管与气动隔膜泵Ⅰ相连，储料桶Ⅱ通过输料管与气动隔膜泵Ⅱ相连，还包括注浆配比仪，气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ的出料口均通过输料管与注浆配比仪相连，注浆配比仪的出料口通过输料管与注浆枪头相连，注浆枪头与所述注浆管相连。所述双浆速凝修复材料的主剂和固化剂分别储存在储料桶Ⅰ和储料桶Ⅱ。
优选地，所述步骤S6中，按照牵引绳上的标记，快速找到修复后的脱节位置，实施复测。
需要说明的是，在某段管道内查找脱节病害时，当此段管道内所有可能脱节位置检测完成后，并分别做出标记后，再拉出管道声呐，能够提高检查效率。
鉴于双浆速凝修复材料的特性，与材质为橡胶的空心柱形气囊容易脱离，待双浆速凝修复材料再脱节处固化完成后，轻拉牵引绳便可将泄气后的空心柱形气囊拉出。
由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：
1、本发明利用空心柱形气囊的特性，作为管道修复的一个重要媒介，使得充气后的空心柱形气囊外侧壁与脱节处紧密贴近，防止注浆进入水流，污染水源，同时空心柱形气囊的中部空心通孔能够供水流正常通过，使得在管道脱节处修复的过程中，无需停水，大大减少城市主干排水管道出现脱节病害停水修复对整个排除***造成不良后果。
2、本发明采用管道声呐探测脱节位置，并结合雷达深度探测仪对脱节位置深度的检查，使得本管道脱节病害修复方法，无需开挖，只需在脱节对应位置钻注浆孔即可，大大的减少了施工的难度和时间，以及开挖对附近交通的不良影响。
3、本发明通过在注浆管内***注浆管，并通过注浆管向脱节处注射双浆速凝修复材料，操作简单，且双浆速凝修复材料能够快递凝固，提高了排水管道脱节病害的修复效率。
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为管道声呐检测管道脱节剖面示意图；
图2为管道脱节三维示意图；
图3为空心柱形气囊封堵示意图；
图4为空心柱形气囊示意图；
图5为注浆孔平面布置示意图；
图6为注浆孔与注浆管布置横剖面图；
图7为注浆外部修复管道脱节病害示意图；
图8为注浆外部修复管道脱节病害三维效果图；
附图标记如下：
1、牵引绳；2、滑轮组；3、上游检测井；4、管道声呐；5、脱节病害；6、空心柱形气囊；7、气囊阀门；8、空气压缩机；9、注浆孔；10、注浆管；11、注浆***。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下面结合附图以对本发明作进一步描述:
参照图1、图2、图3、图6和图7，本实施例提供一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，所述排水管脱节病害不停水非开挖修复方法步骤包括：
S1、将系有牵引绳1的管道声呐4从上游检查井3放入，牵引绳1的一端与上游检查井3地面连接，并将牵引绳1的另一端从下游检查井拉出；
S2、拉动牵引绳1，从而带动管道声呐4在排水管内缓慢移动，直到找到脱节病害5，找到脱节病害5位置后，在露出地面的牵引绳1上做出标记，以便后续工序方便快捷的找到脱节病害5位置；
S3、拉出管道声呐4；
S4、按照牵引绳1上的标记，将与管径配套的空心柱形气囊6系在原管道声呐4的位置，按照步骤S1的方法将空心柱形气囊6从上游检查井3拉入至脱节病害5位置，在地面上启动空气压缩机，通过气管向空心柱形气囊6充气，空心柱形气囊6充气膨胀后紧贴在管壁上，污水从空心柱形气囊6中部空心通孔处继续流动；
S5、在脱节病害5位置对应地面上钻注浆孔9至脱节病害5部位，并在注浆孔9内***注浆管10，注浆管10与地面上注浆***11连接，开启注浆***11，向脱节病害5部位注射双浆速凝修复材料，浆液沿脱节病害5处管体周围流动扩散、快速膨胀固化，形成环状防渗层；
S6、待所述双浆速凝修复材料固化完成，通过控制地面上的空气压缩机使得空心柱形气囊6泄气，并利用牵引绳1将空心柱形气囊6拉出，然后再次将管道声呐4从上游检测井3内放入管道内，在牵引绳1的带动下进行复测，检查修复的有效性。
作为优选地实施例，参照图1、图3和图7，所述步骤S1中，上游检查井3和下游检查井分别安装有滑轮组2，牵引绳1依次缠绕在滑轮组2上，管道声呐4系在牵引绳1中部，使得牵引绳1有足够的长度能够拉动管道声呐4在管道内移动。
作为优选地实施例，所述步骤S1中，牵引绳1的另一端从下游检查井拉出的方法如下，在牵引绳1的另一端连接漂浮物,在管内水流的带动下漂浮物漂流到下游检查井，将连接有漂浮物的一端的牵引绳从下游检查井拉出，在本实施例中，所述漂浮物为所料瓶。
作为优选地实施例，所述步骤S2中，所述标记为标签，所述标签上能够记录该处脱节处的详细信息，例如第一脱节处等。
作为优选地实施例，参照图4，所述步骤S4中，空心柱形气囊6充气后长度为2m，外径比所维修管道内直径至少大2cm，内径比外径至少小5cm。
作为优选地实施例，参照图4，所述步骤S4中，空心柱形气囊6一端连接有气管，所述气管上设有气囊阀门7，所述气管的另一端与空气压缩机气口连接，所述空气压缩机能够控制气囊阀门7的开关，使得气囊的充气和泄气能够在地面上完成。
作为优选地实施例，参照图4，所述步骤S4中，空心柱形气囊6的中部空心通孔内设有金属探测棒，配合地面的雷达探测仪使用，用于探测脱节病害5处距地面的深度。
作为优选地实施例，空心柱形气囊6的材质为橡胶。
作为优选地实施例，参照图5和图6，所述步骤S5中，在脱节病害5位置正上方或者两侧面地面上钻注浆孔9，或者分别在脱节病害5位置正上方与两侧面地面上分别钻上注浆孔9，便于浆液在脱节病害5位置分散流通，在本实施例中，在脱节病害5位置正上方与两侧面地面上分别钻上注浆孔9，三个注浆孔9通向脱节病害5位置处，为浆液在沿脱节危害5处管体周围流动扩散，形成环状防渗层，参照图7和图8。
作为优选地实施例，所述步骤S5中，所述双浆速凝修复材料包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
作为优选地实施例，参照图7，所述步骤S5中，所述注浆***包括空气压缩机，气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ分别通过气绳与空气压缩机相连，还包括储料桶Ⅰ和储料桶Ⅱ，储料桶Ⅰ通过输料管与气动隔膜泵Ⅰ相连，储料桶Ⅱ通过输料管与气动隔膜泵Ⅱ相连，还包括注浆配比仪，气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ的出料口均通过输料管与注浆配比仪相连，注浆配比仪的出料口通过输料管与注浆枪头相连，注浆枪头与所述注浆管相连。所述双浆速凝修复材料的主剂和固化剂分别储存在储料桶Ⅰ和储料桶Ⅱ。
作为优选地实施例，所述步骤S6中，按照牵引绳1上的标记，快速找到修复后的脱节危害5位置，实施复测。
需要说明的是，在某段管道内查找脱节病害5时，当此段管道内所有可能脱节位置检测完成后，并分别做出标记后，再拉出管道声呐4，能够提高检查效率。
鉴于双浆速凝修复材料的特性，与材质为橡胶的空心柱形气囊6容易脱离，待双浆速凝修复材料再脱节处固化完成后，轻拉牵引绳1便可将泄气后的空心柱形气囊6拉出。
本实施例的排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，采用非开挖的方式进行修复，修复成本低，施工自动化程度高，施工强度低，施工效率高，井上施工，占用空间小，安全性提高，不受环境空间限制，无噪音，不扰民；同时本实施例中利用空心柱形气囊6的特性，作为管道修复的一个重要媒介，使得充气后的空心柱形气囊6外侧壁与脱节危害5处紧密贴近，防止注浆进入水流，污染水源，同时空心柱形气囊6的中部空心通孔能够供水流正常通过，使得在管道脱节危害5处修复的过程中，无需停水，大大减少城市主干排水管道出现脱节病害5停水修复对整个排除***造成不良后果。本实施例的脱节病害不停水非开挖修复方法利用管道声呐4检测到脱节位置，并在牵引绳1做好标记；按照牵引绳1上的标记将空心柱形气囊6拉至脱节处，地面上的空气压缩机控制气囊阀门7对空心柱形气囊6进行充气，使得空心柱形气囊6膨胀后与管壁紧贴；在脱节正上方及两侧地面钻注浆孔9至脱节部位，并在注浆孔9内***注浆管10，然后通过地面上的注浆***11向脱节部位注射双浆速凝修复材料，待修复材料凝固；地面上的空气压缩机控制气囊阀门7使得空心柱形气囊6放气，利用牵引绳1拉出气囊，利用双浆速凝修复材料作为脱节危害5处的一种修补材料，由于双浆速凝修复材料具有快速凝固的特性，提高了修改效率。
以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，步骤包括
S1、将系有牵引绳的管道声呐从上游检查井放入，牵引绳的一端与上游检查井地面连接，并将牵引绳的另一端从下游检查井拉出；
S2、拉动牵引绳，从而带动管道声呐在排水管内缓慢移动，直到找到脱节病害，找到脱节位置后，在露出地面的牵引绳上做出标记，以便后续工序方便快捷的找到脱节位置；
S3、拉出管道声呐；
S4、按照牵引绳上的标记，将与管径配套的空心柱形气囊系在原管道声呐的位置，按照步骤S1的方法将空心柱形气囊从上游检查井拉入至脱节位置，在地面上启动空气压缩机，通过气管向空心柱形气囊充气，所述空心柱形气囊充气膨胀后紧贴在管壁上，污水从空心柱形气囊中部空心通孔处继续流动；
S5、在脱节位置对应地面上钻注浆孔至脱节部位，并在注浆孔内***注浆管，所述注浆管与地面上注浆***连接，开启注浆***，向脱节部位注射双浆速凝修复材料，浆液沿脱节处管体周围流动扩散、快速膨胀固化，形成环状防渗层；
S6、待所述双浆速凝修复材料固化完成，通过控制地面上的空气压缩机使得空心柱形气囊泄气，并利用牵引绳将空心柱形气囊拉出，然后再次将管道声呐从上游检测井内放入管道内，在牵引绳的带动下进行复测，检查修复的有效性。
2.根据权利要求1所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S1中，上游检查井和下游检查井分别安装有滑轮组，牵引绳依次缠绕在滑轮组上，所述管道声呐系在牵引绳中部。
3.根据权利要求1或2所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S1中，牵引绳的另一端从下游检查井拉出的方法如下，在牵引绳的另一端连接漂浮物,在管内水流的带动下漂浮物漂流到下游检查井，将连接有漂浮物的一端的牵引绳从下游检查井拉出。
4.根据权利要求1所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊充气后长度为2m，外径比所维修管道内直径至少大2cm，内径比外径至少小5cm。
5.根据权利要求1述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊一端连接气管，所述气管上设有气囊阀门，所述气管的另一端与空气压缩机连接。
6.根据权利要求1或2或4-5任意一项所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述空心柱形气囊的中部空心通孔内设有金属探测棒，与设置在地面的雷达探测仪配合使用，用于探测脱节病害处距地面的深度。
7.根据权利要求1所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S5中，在脱节位置正上方或者两侧面地面上钻注浆孔，或者分别在在脱节位置正上方与两侧面地面上分别钻上注浆孔。
8.根据权利要求1或2或7所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述双浆速凝修复材料包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
9.根据权利要求1所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述注浆***包括气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ分别通过气绳与空气压缩机相连，还包括储料桶Ⅰ和储料桶Ⅱ，储料桶Ⅰ通过输料管与气动隔膜泵Ⅰ相连，储料桶Ⅱ通过输料管与气动隔膜泵Ⅱ相连，还包括注浆配比仪，气动隔膜泵Ⅰ和气动隔膜泵Ⅱ的出料口均通过输料管与注浆配比仪相连，注浆配比仪的出料口通过输料管与注浆枪头相连，注浆枪头与所述注浆管相连。
10.根据权利要求1所述的一种排水管脱节病害不停水非开挖修复方法，其特征在于，所述步骤S6中，按照牵引绳上的标记，快速找到修复后的脱节位置，实施复测。
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