一种使用短气囊封堵大管径雨水管道的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑施工领域，具体是指一种使用短气囊封堵大管径雨水管道的方 法。
【背景技术】
[0002] 目前国内部分厂家已经生产出适合管道封堵的气囊，采用气囊封堵时操作简单并 且价格低廉，因此城市管道封堵中被普遍采用。但大管径封堵气囊的尺寸和重量往往由于 过于庞大，增加了其存放、运输和使用的难度。由于封堵是依靠气囊和管道内壁紧密结合来 阻断水流通过的，在水压大于3米后，气囊与管壁之间的摩擦力不能完全抵抗外界水压。厂 家为了提高摩擦力，不得不增加封堵气囊的长度，但过长的气囊，又加剧了使用的困难。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种省时省力，且节约成本，缩短工期的使用短气囊封堵 大管径雨水管道的方法。
[0004] 本发明通过下述技术方案实现：一种使用短气囊封堵大管径雨水管道的方法，包 括如下步骤：
[0005] (1)利用钢板粧进行管道加固，进行基坑开挖；
[0006] (2)清理井室上游管道1?5m范围内杂物，确保无尖锐物刺破气囊；
[0007] (3)在井室上游第一节管道内布置短气囊，充气端朝向井室一侧，将短气囊固定牢 固；
[0008] (4)连接短气囊与空气压缩机；
[0009] (5)检查三通空气阀，使其处于充气状态；
[0010] (6)启动空气压缩机，向短气囊内加压充气；
[0011] (7)短气囊膨胀后，慢慢充满管道内径，从而实现密封；
[0012] (8)下游工作完成以后，调节三通空气阀，将其置于排气状态；
[0013] (9)借助短气囊后端水体推力，将短气囊拉出井外。
[0014] 其工作机理是利用气囊充气后体积环向均匀增大的特点，借助地下管道内径圆整 且与膨胀后的气囊橡胶外壁产生较大的摩擦阻力形成柔性塞体的物理特性。气囊在使用时 已充分考虑到气囊背后水压力对气囊的推挤作用，为确保气囊充气后能安全地达到使用效 果，气囊充气后与管内壁之间的摩阻力略大于气囊背后的水压力，摩阻富裕系数储备由采 用辅助的支撑力提供。
[0015] (1)气囊背向水压力所产生的压强⑵：
[0016] P = P gh
[0017] 式中P-水的密度；
[0018] g-常数；
[0019] h-检查井和管道充水之和的高度。
[0020] (2)气囊背后的水压力（F):
[0021] 根据 F = PS 知，F = PjtR2
[0022] 式中P-气囊背向水压力所产生的压强；
[0023] R-排水管半径。
[0024] (3)气囊与管道内壁的摩阻力⑴：
[0025] f = μ 〇P〇S
[0026] 式中μ °-橡胶与固体物的摩擦系数，其值为1?4 ;
[0027] p°-管壁单位面积压强即气囊允许充气压强；
[0028] S-气囊侧展开面积。
[0029] 当f卜尸，气囊在管道内充气后处于安全稳定状态。
[0030] 采用"短气囊封堵大管径雨水管道"施工，即在厂家采购短气囊，运输至施工现场， 对雨水管进行清理加固，采用机械配合人力或者人力安装就位，对气囊进行辅助支撑，最后 采用空气压缩机对气囊进行冲气。
[0031] 与传统管道封堵相比，短气囊具有明显的优势：具有广泛的适用性，气囊封堵法是 一种便捷，且省工、省时的最佳方案。封堵气囊可广泛用于排水管道的水密性试验和管道临 时封堵，其安全性、耐久性、实用性和可循环性是其他封堵方法所无法比拟的。
[0032] 环境效益良好，气囊法封堵和砖块砌墙封堵管道相比，可以大量节省砖、砂子、水 泥等建筑材料，能节省土地资源，保护耕地，减少污染；气囊封堵工艺做闭水试验时可循环 使用水，从而在很大程度上节约了珍贵的水资源，因此，气囊法封堵能产生良好的环境效 益。
[0033] 气囊封堵施工具有循环使用性能，从而可以节约工程成本。
[0034] 气囊封堵施工与管道封堵方法相比，施工便捷，因减少了砌筑、养护和拆除工序， 因此工程进度快，受降雨等因素干扰小，从而节约了时间，保证了总工期。
[0035] 拆除砖墙作业具有极大的危险性，而且封堵的遗留物难以清理彻底，管道内的流 体所夹杂的垃圾物将可能会堵塞管道，影响管道的使用安全。
[0036] 气囊封堵施工可实现井下无人作业，避免了管道内的有害气体对人员的危害，最 大限度地保证了作业人员的人身安全，且消除了遗留坝头后遗症，有利于文明施工和管道 的运行安全。
[0037] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述步骤（2)中，清理井室上游管道的范围 为2m。
[0038] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述步骤（4)中，短气囊加固利用井室固 定。短气囊加固利用井室固定可以补充因缩短气囊长度而减小的摩擦力。
[0039] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述步骤（4)中，短气囊加固利用两个短气 囊对撑。两个短气囊对撑可以补充因缩短气囊长度而减小的摩擦力。
[0040] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述两个短气囊对撑采用丝杠将气囊顶牢。
[0041] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述步骤（4)中，短气囊与空气压缩机之间 通过空气软管连接。
[0042] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述短气囊前端固定有两条牵拉绳。在短气 囊前端固定两条牵拉绳，方便将短气囊拉出井外，实现井下无人作业。
[0043] 为更好地实现本发明方法，进一步地，所述短气囊为橡胶气囊。
[0044] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0045] (1)本发明采用短气囊封堵排水管，避免了拆除砖墙作业具有极大的危险性，而且 封堵的遗留物难以清理彻底，管道内的流体所夹杂的垃圾物将可能会堵塞管道，影响管道 的使用安全；
[0046] (2)本发明采用短气囊封堵排水管，比长气囊大大节约购置费及使用成本；
[0047] (3)本发明采取短气囊封堵排水管，施工进度时间成本节约14个天，减少各种费 用开支约10万；
[0048] (4)本发明对深基坑开挖支护及降水、大管径雨水管道安装等施工技术的科技攻 关，也起到了最大限度的优化施工工序，降低施工成本，提高经济效益的作用；
[0049] (5)使用本发明所述方法施工可实现井下无人作业，避免了管道内的有害气体对 人员的危害，最大限度地保证了作业人员的人身安全，且消除了遗留坝头后遗症，有利于文 明施工和管道的运行安全；
[0050] (6)本发明所述方法施工大大缩短了工程总工期，减少了对周围环境的干扰。
【具体实施方式】
[0051] 下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似 的元件或具有相同或类似功能的元件。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。
[0052] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅 用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或 者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是 两个或两个以上。
[0053] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如