内衬结构及管道的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种内衬结构及管道，其中，所述内衬结构包括内衬管道，及与内衬管道一体设置的光纤传感器；所述内衬管道包括内衬层，及结合于内衬层外侧表面的灌浆层，所述光纤传感器设置于所述灌浆层中，或者所述光纤传感器设置于所述内衬层中。本实用新型的内衬结构实现了对修复后的管道的使用状态进行实时监测的目的。
【专利说明】
内衬结构及管道
技术领域
[0001] 本实用新型涉及管道修复技术领域，特别涉及一种内衬结构及应用该内衬结构的 管道。
【背景技术】
[0002] 现如今，地下运输、排水管道等的使用十分普遍。管道随着使用时间的延长，会出 现被腐蚀、老化、开裂、坍塌等情况，对正常的生产和生活造成不利影响，因此，需要及时进 行管道的修复。而现阶段的管道修复技术，单单只是对待修复管道进行结构上的修复，修复 完成后缺乏相应的监测设施对管道进行监测，对于有可能再次出现的被腐蚀、老化、开裂、 坍塌等情况无法监测并控制。为了解修复后的管道的使用状态，应对不同情况的出现，修复 后管道的监测是十分必要的。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的是提供一种内衬结构，旨在实现对修复后的管道的使用状 态进行实时监测的目的。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出的内衬结构包括内衬管道，及与内衬管道一体 设置的光纤传感器;所述内衬管道包括内衬层，及结合于内衬层外侧表面的灌浆层，所述光 纤传感器设置于所述灌浆层中，或者所述光纤传感器设置于所述内衬层中。
[0005] 可选地，所述灌浆层中还设置有套管，所述光纤传感器设置于所述套管中。
[0006] 可选地，所述套管的轴线与所述内衬管道的轴线平行设置。
[0007] 可选地，所述内衬层包括内衬板，所述内衬板形成有容置空间，所述光纤传感器设 置于所述容置空间内。
[0008] 可选地，所述容置空间的轴向方向与所述内衬管道的轴向方向相同。
[0009] 可选地，所述内衬层包括内衬板，所述光纤传感器固定于所述内衬板的外侧表面。
[0010] 可选地，所述内衬层还包括若干支撑件，若干所述支撑件形成于所述内衬板的外 侧表面。
[0011] 本实用新型还提供一种管道，所述管道包括待修复管道，及内衬于所述待修复管 道内壁的内衬结构，所述内衬结构是如上所述的内衬结构。
[0012] 可选地，所述内衬管道包括内衬层，及结合于内衬层外侧表面的灌衆层，所述灌浆 层结合于所述待修复管道的内壁。
[0013] 可选地，所述内衬结构还包括结合于所述灌浆层外侧表面的预衬砌层，所述预衬 砌层位于所述灌浆层与待修复管道之间。
[0014] 本实用新型的内衬结构，将光纤传感器与内衬管道一体设置，内衬管道用以对待 修复管道进行结构上的修复和支撑，光纤传感器则用于对修复后的管道进行实时监测，较 现有技术而言，于管道修复的同时完成了光纤传感器的布设，增加了对修复后的管道的使 用状态的实时监测功能。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型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 是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1为本实用新型第一实施例的管道的结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型第二实施例的管道的结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型第三实施例的管道的结构示意图；
[0019] 图4为本实用新型第四实施例的管道的结构示意图；
[0020] 图5为本实用新型第五实施例的管道的结构示意图。
[0021 ] 附图标号说明：
[0022]
[0024] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0026] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……） 仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如 果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0027] 另外，在本实用新型中如涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理 解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，"多 个"的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"连接"、"固定"等应做广义理 解，例如，"固定"可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可 以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通 或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以 根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029] 另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领 域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为 这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0030] 请参阅图1至图4,本实用新型提出一种管道10,该管道10包括待修复管道30及结 合于待修复管道30内壁的内衬结构20。
[0031] 在本实用新型的技术方案中，所述内衬结构20包括内衬管道22,及与内衬管道22 一体设置的光纤传感器24;所述内衬管道22包括内衬层222,及结合于内衬层222外侧表面 的灌浆层224，所述光纤传感器24设置于所述灌浆层224中（参图1、2、5 )，或者所述光纤传感 器24设置于所述内衬层222中（参图3、4)。
[0032]本实用新型的内衬结构20,将光纤传感器24与内衬管道22-体设置。所述内衬管 道22用以对待修复管道30进行结构上的修复和支撑，所述光纤传感器24则用于对修复后的 管道10进行实时监测。较现有技术而言，于管道修复的同时完成了光纤传感器24的布设，从 而可对修复后的管道10的使用状态的进行实时监测。
[0033] 具体地，进行管道修复时，在内衬层222与待修复管道30之间铺设、固定好光纤传 感器24,或者在内衬层222中设置好光纤传感器24,继而进行灌浆(使用灌浆料）、固结，形成 灌浆层224。管道修复完毕后，将光线传感器24与光纤信号接收设备相连接，通过光纤信号 识别设备对信号解译，对管道10运行中可能发生的渗漏、开裂、变形，以及温度变化等进行 全方位布控，光纤信号实时传输至监控终端，一旦管道10出现异常或监控指标超出设置值， 即进行预警，同时显示发生问题的管道10位置。
[0034] 所述灌浆料是以高强度材料作为骨料(例如碎石、卵石、天然砂、人工砂等），以水 泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。所述灌浆料具有自流性好，快 硬、早强、高强、无收缩、微膨胀等优点。
[0035]请进一步参阅图2,所述灌浆层224中还设置有套管2242,所述光纤传感器24设置 于所述套管2242中。本实施例中，所述套管2242位于灌浆层224中，未灌注浆料，可形成一相 对独立的空间，所述光纤传感器24设置于所述套管2242中，避免了浆料中的硬质材料在施 工过程中，对所述光纤传感器24造成损伤，影响其后续的工作性能。
[0036]优选地，所述套管2242的轴线与所述内衬管道22的轴线平行设置。这样的结构设 置可使得管道修复完成后，光纤传感器24与与其相配合的其他相关设备的连接、布设更加 的简单、便捷。
[0037]请参阅图3，在本实用新型的另一实施例中，所述内衬层222包括内衬板2222b，所 述内衬板2222b形成有容置空间2226b，所述光纤传感器24设置于所述容置空间内2226b。在 本实施例中，所述容置空间2226b为管道修复过程中对内衬板2222b进行双缝焊接时，形成 的双缝焊接缝。将所述光纤传感器24置于焊缝中间的空腔位置，光纤传感器24与内衬板 2222b形成一体结构，使得所述光纤传感器24于管道修复过程中的设置更加的简单、方便、 快捷，同时由于所述容置空间2226b相对独立，可避免所述光纤传感器24在施工过程中受到 损伤，保证其工作性能。
[0038]优选地，所述容置空间2226b的轴向方向与所述内衬管道22的轴向方向相同。这样 的结构设置可使得管道修复完成后，光纤传感器24与与其相配合的其他相关设备的连接、 布设更加的简单、便捷。
[0039] 请参阅图4，在本实用新型的又一实施例中，所述内衬层222包括内衬板2222，所述 光纤传感器24固定于所述内衬板2222的外侧表面。这样的设置，使得所述光纤传感器24与 所述内衬板2222形成一体结构，进而使得所述光纤传感器24于管道修复过程中的设置更加 的简单、方便、快捷。
[0040] 优选地，所述光纤传感器24焊接于所述内衬板2222的外侧表面，以使所述光纤传 感器24与所述内衬板2222的连接更加的稳定。
[0041] 优选地，所述光纤传感器24设置有多个，每一光纤传感器24可具有不同的监测功 能。可以理解的，多种不同功能的光纤传感器24-同内置，可以同时监测管道10的渗漏、开 裂、变形等故障，从而具有更多的监测功能。
[0042]请参阅图1至图5,所述内衬层222还包括若干支撑件2224,若干所述支撑件2224形 成于所述内衬板2222(或2222b)的外侧表面。所述内衬层222的内衬板2222(或2222b)的外 表面上形成有若干支撑件2224,若干所述支撑件2224均匀分布于所述内衬板2222(或 2222b)的外表面。所述支撑件2224可在管道修复过程中与所述待修复管道30的内壁或所述 预衬砌层226的内壁相抵接，以形成利于灌浆料灌注、灌浆层224形成的相对独立的空间，从 而使得管道修复过程更加简单、便捷。
[0043]本实用新型的管道10,包括所述待修复管道30,及结合于所述待修复管道30内壁 的内衬结构20，所述内衬结构20是如前述的内衬结构20。该内衬结构20的具体结构参照上 述实施例，由于本内衬结构20采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述 实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0044] 具体的，所述内衬结构20的灌浆层224或预衬砌层226直接与待修复管道30相结 合。
[0045] 请进一步参阅图5,在本实用新型一实施例中，所述内衬结构20还包括结合于所述 灌浆层224外侧表面的预衬砌层226,所述预衬砌层226位于所述灌浆层224与待修复管道30 之间。应当理解的，当所述待修复管道30破损较严重时，例如所述待修复管道30形成有孔洞 32c，孔洞32c的出现会导致灌浆料外流而给施工造成困难和不必要的浪费。因此，在该实施 例中，所述内衬结构20还包括位于所述灌浆层224外壁与待修复管道30内壁之间的预衬砌 层226。所述预衬砌层226结合于所述待修复管道30的内壁，在管道修复过程中，该预衬砌层 226与所述内衬层222之间可形成利于灌浆料灌注、灌浆层224形成的相对独立的空间，使得 灌浆料的灌注更加的便捷，减小施工难度，从而使得灌浆层224的形成更加容易，进而使得 光纤传感器24的布设更加简便、安全，保证其工作性能。
[0046] 此外，所述管道10修复方法包括以下步骤：
[0047]将光纤传感器24,及内衬层222布设进待修复管道30内；
[0048]向由所述内衬层222形成的管状空间中布置加压气囊，然后向该加压气囊中注入 空气，利用加压气囊的膨胀带动呈管状的所述内衬层222向所述待修复管道30的内壁靠近；
[0049] 在由待修复管道30内壁与内衬层222形成的空间的两端封上密封盖，然后通过密 封盖上开设的灌浆孔向该空间中注入灌浆料，最后对灌浆料进行养护，使灌浆料固化，形成 灌浆层224。
[0050] 可以理解的，所述光纤传感器24,及内衬层222沿平行于所述待修复管道30轴线方 向布设。内衬层222布设后，将内衬板2222的两端面相互连接，即形成呈管状的内衬层222。 所述内衬层222向所述待修复管道30的内壁靠近，直至所述内衬层222的内衬板2222上形成 的支撑件2224与所述待修复管道30的内壁相抵接，以在所述内衬层222与所述待修复管道 30的内壁之间形成利于灌浆层224形成的空间。
[0051] 通过上述管道修复方法，可在待修复管道30内壁上形成一体结构的带检测功能的 内衬结构20。于管道修复的同时完成光纤传感器24的布设，增加对修复后的管道10的使用 状态的实时监测功能，修复后的管道10只要再次出现轻微裂缝或变形，即能被监控到，以实 现及时发现问题、解决问题的目的。
[0052]可选地，所述将光纤传感器24，及内衬层222布设进待修复管道30内的步骤包括： [0053]将所述光纤传感器24设置于所述内衬层222的外侧表面上;或对内衬层222的两端 面进行双缝焊接，以形成容置空间2226b，将所述光纤传感器24设置于所述内衬层222所形 成的容置空间2226b中；或将所述光纤传感器24设置于内衬层222与待修复管道30之间；或 在内衬层222与待修复管道30之间布设套管2242,将所述光纤传感器24设置于所述套管 2242中。如此，可使所述光纤传感器24于管道修复过程中的布设更加的简单、便捷，以提高 此一体结构的带检测功能的内衬结构20的施工效率。
[0054]需要注意的，在进行管道修复之前，需根据现场条件决定光纤传感器24的布置形 式。之后，将光纤传感器24与内衬层222-同安装进待修复管道30，此时，所述光纤传感器24 置于所述内衬结构20的一端，光纤传感器24的两端接头位置安装光纤连接插口或插头，以 便连接光纤传感设备。并在由内衬层222所形成的管状空间中放入加压气囊（未示出）。然 后，向加压气囊中充入空气，利用加压气囊的膨胀带动内衬层222向待修复管道30内壁靠 近，直至内衬层222上的支撑件2224与待修复管道30的内壁相抵接，从而实现对内衬层222 的固定。接着，在由内衬层222与待修复管道30内壁所形成的空间的两端分别利用密封盖 (未示出）进行密封，两个密封盖中的一个开设有灌浆孔(为示出），另一个开设有排气孔(未 示出）。最后，向由内衬层222与待修复管道30内壁所形成的空间灌注浆料。经过养护，光纤 传感器24与内衬层222及灌浆层224融为一体。
[0055]特别的，施工过程中需注意光纤传感器24的保护，灌浆之前需进行光纤调试，以保 证光纤传感器24未有损坏。应当理解的，在实际应用中，对于非竖直布设的管道10,管道10 的内壁沿垂直于管道10轴向方向的截面的最低点是管道10内流体重力作用的最强点，亦是 管道最易发生渗漏、开裂、形变的部分。因此，将光纤传感器24置于内衬结构20中相应的最 低点可对管道10进行针对性的监测，避免不必要的施工和资源浪费。
[0056]此外，若待修复管道30存在多处相互间隔的需分别修复的位置时，在所有修复完 成后，可通过光纤连接器使各光纤传感器24连接，并接入终端数据接收及监测设备即可进 行管道监控。可以理解的，利用所述管道修复方法，辅以光纤连接器，可于待修复管道30内 部进行相互间隔距离较长的多个光纤传感器24的连续布设，并在布设完成后，接入终端数 据接收及监测设备以实现实时监测。
[0057]终端数据接收及监测设备为配套生产制作，包括光源发射器、探测器、数据处理设 备、显示设备、服务器等。信号通过光源发出后，对管道的探测信息由探测器接收，交由数据 处理设备解译，进而判断是否正常，还可以在控制端通过显示设备进行实时监控。通过设置 温度变化、变形率大小、振动频率值等监控数据的范围，一旦超出预警值，设备可以自动报 警，并显示故障位置。
[0058]另外，本实用新型中所涉及的光纤传感器24可进一步采用分布式光纤传感器，以 准确测量光纤沿线上任意一点上的应力、温度、振动等信息，从而实现管道监测的综合数据 分析，进一步提高监测的准确性。
[0059]可以理解的，所述管道修复方法并不需要进行地面开挖，可直接于所述待修复管 道30内部完成光纤传感器24的布设，利用所述管道修复方法对现有管道进行光纤传感器24 的布设同样有着很高的社会价值和成本效益。
[0060]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变 换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种内衬结构，其特征在于，所述内衬结构包括内衬管道，及与内衬管道一体设置的 光纤传感器;所述内衬管道包括内衬层，及结合于内衬层外侧表面的灌浆层，所述光纤传感 器设置于所述灌浆层中，或者所述光纤传感器设置于所述内衬层中。2. 如权利要求1所述的内衬结构，其特征在于，所述灌浆层中还设置有套管，所述光纤 传感器设置于所述套管中。3. 如权利要求2所述的内衬结构，其特征在于，所述套管的轴线与所述内衬管道的轴线 平行设置。4. 如权利要求1所述的内衬结构，其特征在于，所述内衬层包括内衬板，所述内衬板形 成有容置空间，所述光纤传感器设置于所述容置空间内。5. 如权利要求4所述的内衬结构，其特征在于，所述容置空间的轴向方向与所述内衬管 道的轴向方向相同。6. 如权利要求1所述的内衬结构，其特征在于，所述内衬层包括内衬板，所述光纤传感 器固定于所述内衬板的外侧表面。7. 如权利要求4-6任一项所述的内衬结构，其特征在于，所述内衬层还包括若干支撑 件，若干所述支撑件形成于所述内衬板的外侧表面。8. -种管道，其特征在于，所述管道包括待修复管道，及结合于所述待修复管道内壁的 内衬结构，所述内衬结构是如权利要求1-7任一项所述的内衬结构。9. 如权利要求8所述的管道，其特征在于，所述内衬管道包括内衬层，及结合于内衬层 外侧表面的灌浆层，所述灌浆层结合于所述待修复管道的内壁。10. 如权利要求9所述的管道，其特征在于，所述内衬结构还包括结合于所述灌浆层外 侧表面的预衬砌层，所述预衬砌层位于所述灌浆层与待修复管道之间。
【文档编号】F16L55/163GK205479956SQ201620175336
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月7日
【发明人】王鸿鹏
【申请人】深圳市巍特工程技术有限公司