城市地下管道非开挖快速修补方法

日期:2019-04-23 16:46:15

城市地下管道非开挖快速修补方法
【专利摘要】本发明涉及一种城市地下管道非开挖快速修补方法,属于管道施工【技术领域】。本发明提供一种安全简单、高质高效、不造成二次破坏的城市地下管道非开挖快速修补方法,管道修补施工前,在管道修补段布设引流系统,将水流从管道修补段前端的检查井引至管道修补段后端的检查井,使得管道修补段的水位下降,水流条件满足管道修补施工要求后,进行管道的修补施工,若水流条件不能满足管道修补施工要求,引流系统使得水位下降后,还需在管道修补段前端搭建截水墙。
【专利说明】城市地下管道非开挖快速修补方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种城市地下管道非开挖快速修补方法,属于管道施工【技术领域】。

【背景技术】
[0002] 随着城市建设的不断扩建,不断完善,城市地下管网系统越来越复杂,埋置深度越 来越深。在城市建设施工过程中,难免会破坏到地下管道。由于城市地下管道的特殊性及地 面环境的复杂性,使用常规的明开挖修补方法,越来越不实用,而且繁琐、复杂、破坏性大。


【发明内容】

[0003] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种安全简单、高质高效、不造成二次破坏的 城市地下管道非开挖快速修补方法。
[0004] 为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是:城市地下管道非开挖快速修补 方法,管道修补施工前,在管道修补段布设引流系统,将水流从管道修补段前端的检查井引 至管道修补段后端的检查井,使得管道修补段的水位下降,水流条件满足管道修补施工要 求后,进行管道的修补施工,若水流条件不能满足管道修补施工要求,引流系统使得水位下 降后,还需在管道修补段前端搭建截水墙。
[0005] 进一步的是:引流系统采用管道修补段前端二点逐级引流的方式进行引流排水, 引流系统将水流引至管道修补段后端的第二口检查井。
[0006] 进一步的是:管道底壁的修补施工前,围绕修补洞孔设置挡水圈。
[0007] 进一步的是:布设引流系统使得管道修补段的水流条件满足管道修补施工要求 后,布设通风系统,往管道修补段的管道内送风,并检查管道内的空气质量,空气质量满足 安全施工要求后,进行管道修补施工。
[0008] 进一步的是:通风系统包括送风管,所述送风管的出风口设于管道内水面与管道 内壁顶端之间的中心位置,且使得风向由管道低端朝向管道高端。
[0009] 进一步的是:管道为混凝土管道,管道修补施工步骤为:
[0010] 对破坏管壁松动处进行剔凿,并将破坏处洞口冲洗干净,形成与修补材料的粘接 面;
[0011] 配制修补材料,修补操作;
[0012] 养护,养护合格后在修补处及修补处洞口周围涂刷砂浆;
[0013] 涂刷砂浆层硬化,管道修补施工完成。
[0014] 进一步的是:修补管道顶壁时,采用顶壁封堵件,顶壁封堵件包括封堵板,封堵板 上表面固定连接有抓钩、下表面固定连接有拉件,修补操作时,抓钩插入管道外侧的洞孔土 壁内,封堵板置于管道内壁与外壁之间,用铁丝挂住拉件,并绑固于管道内壁的钢钉上,钢 钉设于修补洞孔的四周,然后用面团状的砂浆将顶壁封堵板与洞壁间的缝隙进行塞堵,待 砂浆硬化后,再从地面沿岩土层洞孔浇筑封堵板外侧空间,封堵板外侧浇筑的砂浆硬化后, 拆除铁丝及钢钉,用面团状的砂浆塞满修补洞孔,完成管道顶壁的修补操作。
[0015] 进一步的是:修补管道侧壁时,采用侧壁封堵件,侧壁封堵件包括封堵板,封堵板 上表面固定连接有抓钩,修补操作时,封堵板置于管道外侧的洞孔内,抓钩插入管道外侧的 洞孔土壁内,确保封堵板不位移,然后从管道内壁沿修补洞孔用砂浆填塞至封堵板处,砂浆 塞满修补洞孔,完成管道侧壁的修补操作。
[0016] 进一步的是:修补操作完成后,进行养护时,用保温膜将修补处覆盖。
[0017] 进一步的是:养护完成后,先进行初步检查,查看修补处与管道接合处有无裂缝, 若修补处有裂缝,沿裂缝凿槽,用砂浆修补;用手敲打修补面,听修补处有无空鼓声,若有空 鼓,凿除修补处后,重新用砂浆修补;用手触摸修补处表面,感觉有无发热,若修补处表面发 热,继续浇水养护,直到无发热感为止;涂刷砂浆层硬化后,可进行通水检查,观察管道修补 段前一检查井与后一检查井管道内水流量有无变化,观察土体内孔洞外口是否有水渗出, 观察管道修补段四周及地面有无渗水现象,根据通水检查结果确定是否进行重新修补;管 道修补施工完成后,可进行事后观察,定期观察管道修补段四周及地面有无渗水现象,并测 量、记录地面沉降情况,观察地面沉降是否正常,根据事后检查结果确定是否进行重新修 补。
[0018] 本发明的有益效果是:通过引流系统使得管道修补段的水位下降,提供管道修补 施工作业面,在施工过程中不需开挖,不造成二次破坏,不产生路面开挖及恢复等费用,将 复杂化的传统维修处理变的简单化,节约工期和成本,另外施工时,只需在施工范围一定宽 度内进行打围,打围宽度一般不大于2m,长度沿维修段管道长度,打围外不需进行交通管 制,对路面通行影响不严重。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图1本发明实施示意图;
[0020] 图2本发明修补管道顶壁时的结构示意图;
[0021] 图3本发明修补管道侧壁时的结构示意图;
[0022] 图中标记:I-管道修补段、2-引流系统、3-截水墙、4-通风系统、41-引风管、5-检 查井、6-顶壁封堵件、7-侧壁封堵件。

【具体实施方式】
[0023] 为便于理解和实施本发明,选本发明的优选实施例作进一步说明。
[0024] 如图1所示,本发明实施时,管道修补施工前,在管道修补段1布设引流系统2,引 流系统2可采用潜水泵和水管,将水流从管道修补段1前端的检查井5引至管道修补段后 端的检查井5,使得管道修补段1的水位下降,水流条件满足管道修补施工要求后,进行管 道的修补施工。为提高修补质量,管内水位一般需降低至修补洞口以下至少150_,方可进 行修补作业。当修补洞口位于管道顶壁或侧壁时,一般只需引流系统2工作即可满足管道 修补施工要求,而当修补洞口位于管道底壁时,需管内无流水通过,只是引流系统2工作不 能满足管道修补施工要求,引流系统2使得水位下降后,还需在管道修补段1前端搭建截水 墙3,截水墙3可用沙袋进行搭建,截水墙3可能出现渗水,为了更好的保证修补质量,可在 修补洞孔外边多150mm范围内,用堵漏剂加水拌制成面团状围绕修补洞孔做一圈挡水,让 渗水从破损洞孔侧边流过。
[0025] 引流系统2的优选实施方式为采用管道修补段1前端二点逐级引流的方式进行引 流排水,先从管道修补段1前端的第二口检查井引走大部分水流,再从管道修补段1前端的 第一口检查井引走部分内水流,两处同时工作,将水流引至管道修补段1后端的第二口检 查井。引流系统2采用该种设置方式,可以方便快速的使得管道修补段1的水位下降,为管 道修补施工提供作业面。
[0026] 管道内具有甲烷、硫化物等有毒气体,为使管道修补施工在常规的安全环境下进 行,可在布设引流系统2使得管道修补段1的水流条件满足管道修补施工要求后,布设通 风系统4,往管道修补段1的管道内送风,并检查管道内的空气质量,空气质量满足安全施 工要求后,进行管道修补施工。布设通风系统4时,由佩戴防毒面罩及穿雨裤的人员进行 操作,空气质量检测可采用以下所述方式,以lmin/lm计算管道修补段1管道长度内送风时 间,并待达到通风时间后,用BW-CLTP防水型四合一气体检测仪在管道修补段1前端的第一 口检查井5管道口检测空气质量,此处空气质量达标后,沿管道修补段1缓慢行进检测,直 至管道修补段1后端的第一口检查井5,管道修补段1管道内空气质量检查全部达标后,方 可进行修补作业。
[0027] 通风系统4的优选实施方式为包括送风管41,送风管41的出风口设于管道内水面 与管道内壁顶端之间的中心位置,且使得风向由管道低端朝向管道高端,即送风管41设置 在管道修补段1后端第一口检查井5朝向前端第一口检查井5的管道口,可使得通风系统 具有较高的工作效率。风机可采用TX-2型离心式风机。
[0028] 城市地下管道通常为混凝土管道,管道修补施工步骤为:
[0029] 对破坏管壁松动处进行剔凿,并将破坏处洞口冲洗干净,形成与修补材料的粘接 面;
[0030] 配制修补材料,修补操作;
[0031] 养护,养护合格后在修补处及修补处洞口周围涂刷砂浆;
[0032] 涂刷砂浆层硬化,管道修补施工完成。
[0033] 管道修补施工过程中,对破坏管壁松动处进行剔凿时,包括修补洞口及洞口周围 多150mm范围内的管道内壁,可使得混凝土表面与修补材料具有较大的粘接面,提高粘接 力,从而提高修补质量。
[0034] 修补时,主要用一级改性环氧类聚合物砂浆(RG-JS)及微膨胀性超早强混凝土, 材料的配制直接影响修补效果。一级改性环氧类聚合物砂浆为现有技术中常用修补材料, 最大特点是按比例加水拌匀便可用,具有微膨胀性、凝结硬化快、抗渗性能好及较好的抗压 强度。
[0035] 微膨胀性超早强混凝土具有膨胀、高早强、初凝及终凝快等优点,可按C30混凝土 进行配制,按水泥:水:砂:碎石的配合比为I :0.43:1.25:2.91进行配制,加入水泥用量 5%的东方彩虹牌DH-4016型超早强剂,15%的硫铝酸钙类膨胀剂,塌落度为55?70mm,所 用碎石最大粒径为20mm。
[0036] 修补管道底壁时,可直接用拌制好的C30微膨胀性超早强混凝土填塞竖向洞孔, 每塞50mm厚用捣棒沿全截面振捣一次,确保混凝土密实,直至管道外壁;待混凝土初凝后, 按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一级改性环氧类聚合物砂浆成胶泥状,放在手上迅速塞满管 道破坏洞口,表面按管内壁弧度修整成型。
[0037] 由于砂浆具有流散性,加上砂浆的重力作用,在对管道顶壁和/或侧壁的破损洞 孔进行修补时,若用砂浆直接填塞破损洞孔,修补处与原混凝土管道之间连接不密实,修补 效果不好。可采用封堵件进行管道顶壁和/或侧壁的修补。封堵件可防止砂浆流散,使得 修补处与原混凝土管道之间连接密实。
[0038] 如图2所示,修补管道顶壁时,采用顶壁封堵件6,顶壁封堵件6包括封堵板,封堵 板上表面固定连接有抓钩、下表面固定连接有拉件,修补操作时,抓钩插入管道外侧的洞孔 土壁内,封堵板置于管道内壁与外壁之间,用铁丝挂住拉件,并绑固于管道内壁的钢钉上, 钢钉设于修补洞孔的四周,然后用面团状的砂浆将顶壁封堵板与洞壁间的缝隙进行塞堵, 待砂浆硬化后,再从地面沿岩土层洞孔浇筑封堵板外侧空间,封堵板外侧浇筑的砂浆硬化 后,拆除铁丝及钢钉,用面团状的砂浆塞满修补洞孔,完成管道顶壁的修补操作。
[0039] 顶壁封堵件6优选实施方式为,封堵板采用厚度为5mm的钢板制成圆形,为了便 于放入洞口,封堵板直径设为封堵洞口直径的0. 8?0. 85倍,抓钩采用ASmm的钢筋弯曲 而成,抓钩包括弯钩部与直杆部,弯钩部呈平直状,弯钩部与直杆部之间的夹角成40°? 50°,优选为45°,直杆部长度为250mm,弯钩部长度与封堵洞口直径相同,弯钩部具有尖 锐状的头部,抓钩数量为3?6件,优选为4件,4件直杆部固定连接地并成一束,然后垂直 连接于封堵板上表面中心,4件弯钩部朝向外圆周方向均匀分布,拉件包括竖杆和横杆,均 采用AlOmm钢筋进行制作,竖杆和横杆长度均为50mm,竖杆一端垂直连接于封堵板下表面 中心处、另一端垂直连接于横杆正中位置。封堵板与抓钩之间的连接、封堵板与竖杆之间的 连接、竖杆与横杆之间的连接均采用焊接。
[0040] 修补管道顶壁时,优选实施方式为,先用钢钎将管道外侧孔壁修整成高100mm,破 损洞孔周围多50mm宽的扩大头,然后安装好顶壁封堵板,封堵板置于管道破损洞孔内壁中 间位置与外壁之间,用一级改性环氧类聚合物砂浆加水拌制成面团状,将封堵板与洞壁间 的缝隙进行塞堵,待一级改性环氧类聚合物砂浆硬化后,将用水润湿后的075PVC管从地面 沿洞孔插入至封堵板并在PVC地面端管口放上大口径的漏斗,将一级改性环氧类聚合物砂 浆加水拌制成浆状倒入漏斗内,使其沿PVC管流入至封堵板,先浇筑扩大头部分,待硬化后 再进行第二次浇筑,浇筑高度多200mm,待其初硬时进行第三次浇筑,浇筑高度多200mm,进 过三次饶筑,饶筑总高度多500mmm。饶筑时边饶筑边用PVC管进行上下插捣,保证饶筑时的 一级改性环氧类聚合物砂浆浆体填满洞壁上细小的孔,确保浆体与洞壁紧密结合,增强摩 擦力,提高浇筑体的承载力,一级改性环氧类聚合物砂浆在硬化过程中具有膨胀性,待其浆 体全部硬化后,将固定封堵铁件的铁丝及钢钉拆除,按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一级改 性环氧类聚合物砂浆成胶泥状,放在手上迅速塞满管道破坏洞口,表面按管内壁弧度修整 成型,完成管道顶壁的修补。
[0041] 如图3所示,修补管道侧壁时,采用侧壁封堵件7,侧壁封堵件7包括封堵板,封堵 板上表面固定连接有抓钩,修补操作时,封堵板置于管道外侧的洞孔内,抓钩插入管道外侧 的洞孔土壁内,确保封堵板不位移,然后从管道内壁沿修补洞孔用砂浆填塞至封堵板处,砂 浆塞满修补洞孔,完成管道侧壁的修补操作。
[0042] 侧壁封堵件7优选实施方式为,封堵板采用厚度为5mm的钢板制成圆形,为了便 于放入洞口,封堵板直径设为封堵洞口直径的0. 8?0. 85倍,抓钩采用ASmm的钢筋弯曲 而成,抓钩包括弯钩部与直杆部,弯钩部呈平直状,弯钩部与直杆部之间的夹角成40°? 50°,优选为45°,直杆部长度为200mm,弯钩部长度为100mm,直杆部垂直连接于封堵板上 表面中心,弯钩部具有尖锐状的头部。封堵板和抓钩之间的连接采用焊接。
[0043] 修补管道侧壁时,优选实施方式为,将侧壁封堵板放置在管道外侧的洞孔内,且离 管道外壁不小于0. 3m,将抓钩插入洞壁内,确保封堵板不位移,然后用拌制好的C30微膨胀 性超早强混凝土填塞至封堵板,每塞50mm厚用捣棒沿全截面振捣一次,确保混凝土密实, 直至管道外壁,待混凝土初凝后,按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一级改性环氧类聚合物砂 浆成胶泥状,放在手上迅速塞满管道破坏洞口,表面按管内壁弧度修整成型,完成管道侧壁 的修补。
[0044] 作为对发明的改进,为防止水化作用时产生内外温差形成裂缝,修补操作完成后, 进行养护时,用保温膜将修补处覆盖。
[0045] 作为对发明的改进,养护合格后在修补处及修补处洞口周围涂刷砂浆时,至少涂 刷三层,可提高修补质量。涂刷层砂浆优选采用一级改性环氧类聚合物砂浆。
[0046] 作为对发明的改进,养护完成后,先进行初步检查,查看修补处与管道接合处有无 裂缝,若修补处有裂缝,沿裂缝凿槽,用砂浆修补;用手敲打修补面,听修补处有无空鼓声, 若有空鼓,凿除修补处后,重新用砂浆修补;用手触摸修补处表面,感觉有无发热,若修补处 表面发热,继续浇水养护,直到无发热感为止。
[0047] 涂刷砂浆层硬化后,可进行通水检查,观察管道修补段前一检查井与后一检查井 管道内水流量有无变化,观察土体内孔洞外口是否有水渗出,观察管道修补段四周及地面 有无渗水现象,根据通水检查结果确定是否进行重新修补。
[0048] 管道修补施工完成后,可进行事后观察,定期观察管道修补段四周及地面有无渗 水现象,并测量、记录地面沉降情况,观察地面沉降是否正常,根据事后检查结果确定是否 进行重新修补。
[0049] 通过初步检查、通水检查、事后观察,可很好地保证修补质量。
【权利要求】
1. 城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:管道修补施工前,在管道修补段 布设引流系统,将水流从管道修补段前端的检查井引至管道修补段后端的检查井,使得管 道修补段的水位下降,水流条件满足管道修补施工要求后,进行管道的修补施工,若水流条 件不能满足管道修补施工要求,引流系统使得水位下降后,还需在管道修补段前端搭建截 水墙。
2. 如权利要求1所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:所述引流系 统采用管道修补段前端二点逐级引流的方式进行引流排水,所述引流系统将水流引至管道 修补段后端的第二口检查井。
3. 如权利要求1所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:管道底壁的 修补施工前,围绕修补洞孔设置挡水圈。
4. 如权利要求1所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:布设引流系 统使得管道修补段的水流条件满足管道修补施工要求后,布设通风系统,往管道修补段的 管道内送风,并检查管道内的空气质量,空气质量满足安全施工要求后,进行管道修补施 工。
5. 如权利要求4所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:所述通风系 统包括送风管,所述送风管的出风口设于管道内水面与管道内壁顶端之间的中心位置,且 使得风向由管道低端朝向管道高端。
6. 如权利要求1?5中任一项所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于, 所述管道为混凝土管道,管道修补施工步骤为: 对破坏管壁松动处进行剔凿,并将破坏处洞口冲洗干净,形成与修补材料的粘接面; 配制修补材料,修补操作; 养护,养护合格后在修补处及修补处洞口周围涂刷砂浆; 涂刷砂浆层硬化,管道修补施工完成。
7. 如权利要求6所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:修补管道顶 壁时,采用顶壁封堵件,顶壁封堵件包括封堵板,封堵板上表面固定连接有抓钩、下表面固 定连接有拉件,修补操作时,抓钩插入管道外侧的洞孔土壁内,封堵板置于管道内壁与外壁 之间,用铁丝挂住拉件,并绑固于管道内壁的钢钉上,钢钉设于修补洞孔的四周,然后用面 团状的砂浆将顶壁封堵板与洞壁间的缝隙进行塞堵,待砂浆硬化后,再从地面沿岩土层洞 孔浇筑封堵板外侧空间,封堵板外侧浇筑的砂浆硬化后,拆除铁丝及钢钉,用面团状的砂浆 塞满修补洞孔,完成管道顶壁的修补操作。
8. 如权利要求6所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:修补管道侧 壁时,采用侧壁封堵件,侧壁封堵件包括封堵板,封堵板上表面固定连接有抓钩,修补操作 时,封堵板置于管道外侧的洞孔内,抓钩插入管道外侧的洞孔土壁内,确保封堵板不位移, 然后从管道内壁沿修补洞孔用砂浆填塞至封堵板处,砂浆塞满修补洞孔,完成管道侧壁的 修补操作。
9. 如权利要求6所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:修补操作完 成后,进行养护时,用保温膜将修补处覆盖。
10. 如权利要求6所述的城市地下管道非开挖快速修补方法,其特征在于:养护完成 后,先进行初步检查,查看修补处与管道接合处有无裂缝,若修补处有裂缝,沿裂缝凿槽,用 砂浆修补;用手敲打修补面,听修补处有无空鼓声,若有空鼓,凿除修补处后,重新用砂浆修 补;用手触摸修补处表面,感觉有无发热,若修补处表面发热,继续浇水养护,直到无发热感 为止;涂刷砂浆层硬化后,可进行通水检查,观察管道修补段前一检查井与后一检查井管道 内水流量有无变化,观察土体内孔洞外口是否有水渗出,观察管道修补段四周及地面有无 渗水现象,根据通水检查结果确定是否进行重新修补;管道修补施工完成后,可进行事后观 察,定期观察管道修补段四周及地面有无渗水现象,并测量、记录地面沉降情况,观察地面 沉降是否正常,根据事后检查结果确定是否进行重新修补。
【文档编号】F16L1/028GK104500836SQ201410800375
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】罗挺, 周克进, 任永国, 岳骁, 谯娇 申请人:中誉远发国际建设集团有限公司


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