一种管道的补强加固结构及其加固方法与流程

本发明涉及管道维护技术领域，尤其涉及一种管道的补强加固结构及其加固方法。

背景技术：

2013年～2016年城市供水工程停水检修期间均发现，工程沿线箱涵排污阀井管道漏水是因为排污管道的管壁锈蚀漏水导致，考虑到沿线其他排污管道为同期产品，可能存在锈蚀损坏漏水等相同问题，为确保供水工程运行安全，结合近几年停水检修期沿线箱涵检测情况及往年处理经验，根据2018年度供水工程停水检修工作大纲方案的要求，计划开展对箱涵排污阀井、排污管进行补强加固处理，其中涉及内衬加固处理、外包加固处理及内外同步加固处理的情况，整体更换成本高昂，工期较长，为提升施工工程效率和质量，降低施工成本，缩短检修工期，我们提出一种管道的补强加固结构及其加固方法来解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在箱涵排污井的排污管维护涉及内衬加固处理、外包加固处理及内外同步加固处理，但整体更换成本高昂、工期较长的缺点，而提出的一种管道的补强加固结构及其加固方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种管道的补强加固结构，包括内衬管和外套管，所述内衬管和外套管分别设置在排污管道的内侧和外侧，所述内衬管的管壁外侧等距均分固定设有若干不锈钢条，所述内衬管的首部端部固定设有两片对称设置的第一固定钢片，两个所述第一固定钢片间通过胶接固定设有两块左右对称的半环型硅胶弹性密封圈，两块所述硅胶弹性密封圈相对的顶部及底部间均设有首部注浆孔，所述内衬管尾部固定设有第二固定钢片，所述第二固定钢片的一侧通过胶接固定设有两块左右对称的半环型硅胶条，两块所述硅胶条相对的顶部及底部间均设有尾部注浆孔，所述外套管为两个半圆形治具对合可拆卸式连接形成，所述外套管的外壁上等距均分固定设有若干加强肋条，所述外套管的顶部对称设有机械高压灌注孔和浆液手动灌入孔。

优选的，所述内衬管为外径380mm、厚度为2mm、长度为2500mm的不锈钢管结构，所述不锈钢条宽度为100mm、厚度为2mm,相邻的所述不锈钢条间距为550mm,所述内衬管两端的不锈钢条均端口的距离为100mm,所述不锈钢条紧贴所述内衬管的外壁并以垂直内衬管轴心方向进行无缝焊接固定。

优选的，所述硅胶弹性密封圈的宽度为30mm、压缩最小厚度为10mm,所述首部注浆孔的间隙宽度为20mm。

优选的，所述硅胶条设置在距离所述内衬管尾端面100mm处，所述硅胶条的宽度为30mm、压缩最小厚度为10mm，所述尾部注浆孔的间隙宽度为10mm。

优选的，所述外套管为外径为460mm、厚度1.5mm的半圆形治具结构，所述加强肋条的宽度为12mm、厚度为2mm，所述机械高压灌注孔的直径为14mm,所述浆液手动灌入孔的注入直径为50mm，所述浆液手动灌入孔的封口直径为14mm,两个所述外套管的边侧均固定设有对接边，两个相对接的所述对接边间夹接设有pvc密封条，所述对接边上及所述pvc密封条上均设有若干贯穿的螺栓孔，两个所述外套管通过所述对接边和锁紧螺栓实现可拆卸式连接。

优选的，所述外套管的两端与砼墙壁接触的部位用纳米微晶快速堵漏剂做刚性密实加固处理且在交接部分做成一个r＝100的斜坡角结构。

一种管道的补强加固方法，包括内衬管补强加固方法和外套管补强加固方法，具体包括以下步骤：

1)内衬管补强加固方法：

s1、工作面通风照明工作面通风照明

现场使用30kw柴油机发电，进行工作面照明及动力设置。

s2、挡水围堰的设置及工作面的清理：

在工作面附近的箱涵底板两侧砌筑挡水围堰，箱涵内围堰工作面宽度为2.5米，排除围堰内的积水及淤泥后做整体清洁处理。之后将制作好的防护套管及工具、治具及材料等搬入工作面准备投入使用。

s3、排污管道内表面打磨及清洁处理

对损坏的排污管道内部的淤积污泥进行挖出清理，之后用高压水枪进行内壁面冲洗，冲洗干净后进行通风干燥处理，再进行机械打磨处理，用电动伸臂式手磨机将表面的污物及锈蚀部分磨掉并使得管道表面露出洁净的新面，达到平整光滑，之后用高压水枪再次清洗排污管内壁，并用碎布毛巾等将管内的积水擦拭干净。

s4、内衬管的安装

确认箱涵底板与排污管道的平行度及平整度，如达不到要求，需对箱涵底板进行找平及打磨处理，直至达到设计要求后，将端部硅胶弹性密封圈密封好的内衬管由箱涵接口一侧排污管道中，应用重锤击打的方式将内衬管打入排污管道内，待插入到位后，用硅胶条和硅胶弹性密封圈并配合纳米微晶快速堵漏剂对内衬管的两端做二次密封处理，并分别钻首部注浆孔和尾部注浆孔，同时安装相应的注浆嘴。

s5、内衬管与排污管道间的空腔注浆：

现场配制灌浆材料，从内衬管两端的底部的注浆嘴用高压灌浆机分别注入复合高分子超强弹性防水灌浆堵漏剂，采用连续式注入的方式，一边注浆作业一边观察内衬管里外及端头的情况变化，当注入的浆液达到设计用量，并且出现浆液从顶部注浆孔溢流时，在顶部注浆孔安装注浆嘴并从顶部进行浆液注入，同时观察压力表的上升变化，当注浆压力达到0.1mp时，暂时停止注浆，观察压力表显示的内部浆液压力变化，当压力达到稳定时，灌浆作业施工结束。

s6、养护作业

注浆工作结束后，进行24小时养护作业。

s7、撤除挡水围堰材料，清理垃圾。

2)外套管补强加固方法：

s1、排污管道外表打磨施工

首先对排污管道表面层进行机械打磨处理，用电动手磨机将表面的污物磨掉并使得排污管道表面露出原来树脂保护层的新面，达到平整光滑。

s2、外套管的准备

将预制好的外套管进行现场组合加工处理，在外套管外壁上焊接加强肋条，在对接边上钻设螺栓孔，并在外套管上分别钻设机械高压灌注孔和浆液手动灌入孔。

s3、外套管的安装：

将制作好的外套管底端部分紧固安装止水针头，之后将pvc密封条用结构免钉胶粘贴于对接边内侧，并将pvc密封条正对螺栓孔处打孔使其达到贯通状态，其后用锁紧螺栓将外套管相对合在排污管道外壁侧。

s4、外套管密封加强处理：

将安装好的外套管两端与砼墙壁接触的部位用纳米微晶快速堵漏剂做刚性密实加固处理，在交接部分做成一个r＝100的斜坡角。

s5、外套管与排污管道间的空腔内注浆：

先从外套管的浆液手动灌入孔倒入复合高分子弹性防水灌浆料，直至浆液从排气孔既机械高压灌注孔排出，然后从外套管预留好的底部机械高压灌注孔用高压灌浆机注入复合高分子超强弹性防水灌浆料，当注入的浆液从顶部的浆液手动灌入孔溢流时，将顶部浆液手动灌入孔安放注浆嘴并进行浆液注入，观察压力表的上升变化，注浆压力达到0.3mp时，暂时停止注浆，观察压力表显示的内部浆液压力变化，当压力达到稳定时，灌浆作业施工结束。

s6、养护作业

注浆工作结束后，进行养护作业，期间设专人负责开泵抽水控制水位，保证地下水的渗流水位不能上升至工作面2米以上的高度。

s7、防腐涂膜的涂刷及养护

工作面排污管道湿润养护12小时候，抽干工作面基坑内部的积水，并对外套管表面做干燥处理，之后涂刷进口原料特制改性环氧防腐胶五遍，成膜厚度达到1.2mm以上，之后干燥养护24小时。

本发明提出的一种管道的补强加固结构及其加固方法，有益效果在于：本发明施工工艺简单，维修成本低廉且通过在排污管道内外壁分别设置内衬管和外套管并填充复合高分子弹性防水灌浆料，维护排污管道锈蚀漏水的同时提升了排污管道结构强度和使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的一种管道的补强加固结构的结构示意图；

图2为本发明提出的一种管道的补强加固结构的剖面结构示意图；

图3为图2中a部的放大示意图；

图4为图2中b部的放大示意图。

图中：内衬管1、排污管道2、不锈钢条3、硅胶弹性密封圈4、首部注浆孔5、第一固定钢片6、外套管7、机械高压灌注孔8、加强肋条9、浆液手动灌入孔10、对接边11、锁紧螺栓12、pvc密封条13、硅胶条14、尾部注浆孔15、第二固定钢片16。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种管道的补强加固结构，包括内衬管1和外套管7，所述内衬管1和外套管7分别设置在排污管道2的内侧和外侧，内衬管1的管壁外侧等距均分固定设有若干不锈钢条3，内衬管1的首部端部固定设有两片对称设置的第一固定钢片6，两个第一固定钢片6间通过胶接固定设有两块左右对称的半环型硅胶弹性密封圈4，两块硅胶弹性密封圈4相对的顶部及底部间均设有首部注浆孔5，硅胶弹性密封圈4的宽度为30mm、压缩最小厚度为10mm,首部注浆孔5的间隙宽度为20mm，内衬管1尾部固定设有第二固定钢片16，第二固定钢片16的一侧通过胶接固定设有两块左右对称的半环型硅胶条14，两块硅胶条14相对的顶部及底部间均设有尾部注浆孔15，硅胶条14设置在距离内衬管1尾端面100mm处，硅胶条14的宽度为30mm、压缩最小厚度为10mm，尾部注浆孔15的间隙宽度为10mm，内衬管1为外径380mm、厚度为2mm、长度为2500mm的不锈钢管结构，不锈钢条3宽度为100mm、厚度为2mm,相邻的不锈钢条3间距为550mm,内衬管1两端的不锈钢条3均端口的距离为100mm,不锈钢条3紧贴内衬管1的外壁并以垂直内衬管1轴心方向进行无缝焊接固定。

外套管7为两个半圆形治具对合可拆卸式连接形成，外套管7的外壁上等距均分固定设有若干加强肋条9，外套管7的顶部对称设有机械高压灌注孔8和浆液手动灌入孔10，外套管7为外径为460mm、厚度1.5mm的半圆形治具结构，加强肋条9的宽度为12mm、厚度为2mm，机械高压灌注孔8的直径为14mm,浆液手动灌入孔10的注入直径为50mm，浆液手动灌入孔10的封口直径为14mm,两个外套管7的边侧均固定设有对接边11，两个相对接的对接边11间夹接设有pvc密封条13，对接边11上及pvc密封条13上均设有若干贯穿的螺栓孔，两个外套管7通过对接边11和锁紧螺栓12实现可拆卸式连接，外套管7的两端与砼墙壁接触的部位用纳米微晶快速堵漏剂做刚性密实加固处理且在交接部分做成一个r＝100的斜坡角结构。

一种管道的补强加固方法，包括内衬管1补强加固方法和外套管7补强加固方法，具体包括以下步骤：

1)内衬管1补强加固方法：

s1、工作面通风照明工作面通风照明

现场使用30kw柴油机发电，进行工作面照明及动力设置。

s2、挡水围堰的设置及工作面的清理：

在工作面附近的箱涵底板两侧砌筑挡水围堰，箱涵内围堰工作面宽度为2.5米，排除围堰内的积水及淤泥后做整体清洁处理。之后将制作好的防护套管及工具、治具及材料等搬入工作面准备投入使用。

s3、排污管道2内表面打磨及清洁处理

对损坏的排污管道2内部的淤积污泥进行挖出清理，之后用高压水枪进行内壁面冲洗，冲洗干净后进行通风干燥处理，再进行机械打磨处理，用电动伸臂式手磨机将表面的污物及锈蚀部分磨掉并使得管道表面露出洁净的新面，达到平整光滑，之后用高压水枪再次清洗排污管内壁，并用碎布毛巾等将管内的积水擦拭干净。

s4、内衬管1的安装

确认箱涵底板与排污管道2的平行度及平整度，如达不到要求，需对箱涵底板进行找平及打磨处理，直至达到设计要求后，将端部硅胶弹性密封圈4密封好的内衬管1由箱涵接口一侧排污管道2中，应用重锤击打的方式将内衬管1打入排污管道2内，待插入到位后，用硅胶条14和硅胶弹性密封圈4并配合纳米微晶快速堵漏剂对内衬管的两端做二次密封处理，并分别钻首部注浆孔5和尾部注浆孔15，同时安装相应的注浆嘴。

s5、内衬管1与排污管道2间的空腔注浆：

现场配制灌浆材料，从内衬管1两端的底部的注浆嘴用高压灌浆机分别注入复合高分子超强弹性防水灌浆堵漏剂，采用连续式注入的方式，一边注浆作业一边观察内衬管1里外及端头的情况变化，当注入的浆液达到设计用量，并且出现浆液从顶部注浆孔溢流时，在顶部注浆孔安装注浆嘴并从顶部进行浆液注入，同时观察压力表的上升变化，当注浆压力达到0.1mp时，暂时停止注浆，观察压力表显示的内部浆液压力变化，当压力达到稳定时，灌浆作业施工结束。

s6、养护作业

注浆工作结束后，进行24小时养护作业。

s7、撤除挡水围堰材料，清理垃圾。

2)外套管7补强加固方法：

s1、排污管道外表打磨施工

首先对排污管道2表面层进行机械打磨处理，用电动手磨机将表面的污物磨掉并使得排污管道2表面露出原来树脂保护层的新面，达到平整光滑。

s2、外套管7的准备

将预制好的外套管7进行现场组合加工处理，在外套管7外壁上焊接加强肋条9，在对接边11上钻设螺栓孔，并在外套管7上分别钻设机械高压灌注孔8和浆液手动灌入孔10。

s3、外套管7的安装：

将制作好的外套管7底端部分紧固安装止水针头，之后将pvc密封条13用结构免钉胶粘贴于对接边11内侧，并将pvc密封条13正对螺栓孔处打孔使其达到贯通状态，其后用锁紧螺栓12将外套管7相对合在排污管道2外壁侧。

s4、外套管7密封加强处理：

将安装好的外套管7两端与砼墙壁接触的部位用纳米微晶快速堵漏剂做刚性密实加固处理，在交接部分做成一个r＝100的斜坡角。

s5、外套管7与排污管道2间的空腔内注浆：

先从外套管7的浆液手动灌入孔10倒入复合高分子弹性防水灌浆料，直至浆液从排气孔既机械高压灌注孔8排出，然后从外套管7预留好的底部机械高压灌注孔8用高压灌浆机注入复合高分子超强弹性防水灌浆料，当注入的浆液从顶部的浆液手动灌入孔10溢流时，将顶部浆液手动灌入孔10安放注浆嘴并进行浆液注入，观察压力表的上升变化，注浆压力达到0.3mp时，暂时停止注浆，观察压力表显示的内部浆液压力变化，当压力达到稳定时，灌浆作业施工结束。

s6、养护作业

注浆工作结束后，进行养护作业，期间设专人负责开泵抽水控制水位，保证地下水的渗流水位不能上升至工作面2米以上的高度。

s7、防腐涂膜的涂刷及养护

工作面排污管道2湿润养护12小时候，抽干工作面基坑内部的积水，并对外套管7表面做干燥处理，之后涂刷进口原料特制改性环氧防腐胶五遍，成膜厚度达到1.2mm以上，之后干燥养护24小时。

本发明施工工艺简单，维修成本低廉且通过在排污管道2内外壁分别设置内衬管1和外套管7并填充复合高分子弹性防水灌浆料，维护排污管道2锈蚀漏水的同时提升了排污管道2结构强度和使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。