一种采用可移动内胆结构管外处理隧道排水管结晶体的方法

1.本发明属于隧道排水系统结晶堵塞治理装置或设备技术领域，具体涉及到一种采用可移动内胆结构管外处理隧道排水管结晶体的方法。


背景技术：

2.目前常见的隧道排水管结晶体疏通的方法有以下三种：(1)物理方法，采用刀具切削、高压水破碎冲洗等物理破碎的方式清理结晶体或者采用电磁技术、管壁植绒等方式预防排水管结晶；(2)化学方法，采用酸溶解的方式清理结晶体或采用添加阻垢剂、改变流速、温度等方式预防结晶体产生；(3)生物方法，通过添加生物菌群等加速结晶体的溶解或阻止结晶体的产生。上述方法中，由于工程实际水平的限制，属物理方法和化学方法较为常用。但以上两种方法存在下列缺陷：
3.1.对于物理方法，最常采用的即是刀具切削、高压水破碎冲洗等方式，但由于隧道排水管断面尺寸较小、纵向长度较长且碳酸钙等结晶体与隧道排水系统管壁粘附性较强，因此目前大多数排水管结晶体破碎装置只能采用小电机配备刀具的方式向前进行清理破碎，而这同时也就对电机的功率提出了较高的要求并需要有足够长的电线、水管进行供电供水。换言之，这种在管内直接物理破碎清洗的方式，不可避免会产生效率较低、工艺麻烦、实际清理效果不易控制等问题。
4.2.对于化学方法，最常采用的即是用酸溶解的方式进行结晶体的清除，但是由于隧道排水管体系是一个由环向盲管、纵向排水管、横向排水管和中央排水沟共同组成的体系，当输入化学溶液时可能还未到达结晶体处就已被排水系统排出，另外，排水管中的结晶体一般为块体，其比表面积较小，导致化学试剂的溶解效率低，这就要求在应用酸溶液清理结晶体时所使用的溶液量和酸度都应较大。换言之，这种在管内直接进行化学酸溶解的方式，不可避免会产生酸用量过大导致的成本高和环境污染等问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种操作简单、成本低廉、可循环使用、有效提高清理效率的采用可移动内胆结构管外处理隧道排水管结晶体的方法。
6.解决上述技术问题采用的技术方案是：一种采用可移动内胆结构管外处理隧道排水管结晶体的方法,包括以下步骤：
7.s1、安装前准备：对于已建隧道，使用物理破碎或化学溶解的方式对已堵塞的排水管进行完全清理使其表面尽量平整光滑，为可移动内胆排水管节的进入创造条件；对于未建隧道，直接在排水管的施工安装过程中将组装好的若干段可移动内胆排水管节放入纵向排水管内部，代替纵向排水管进行排水；
8.s2、安装顶推装置：将顶推装置的一端固定于检查井内侧壁上，另一端与可移动内胆排水管节相连接，可移动内胆排水管节放入纵向排水管内；
9.s3、按照设计要求确定常规管节、横向排水管处管节、环向排水管处管节的排列顺序：使得在环向排水管与纵向排水管交接处采用环向排水管处管节，而在横向排水管与纵向排水管交接处采用横向排水管处管节；
10.s4、顶推初始可移动内胆排水管节：将始发端可移动内胆排水管节与顶推装置卡紧，多级油缸活塞杆伸出，将可移动内胆排水管节向纵向排水管中定距离顶推，其中，在可移动内胆排水管节上安装识别装置；
11.s5、逐段顶推：初始段可移动内胆排水管节顶推完成后，松开可移动内胆排水管节与顶推装置，多级油缸活塞杆收缩，并将新一段可移动内胆排水管节与上一段可移动内胆排水管节进行卯榫固定连接，重复步骤s4，直至所有可移动内胆排水管节全部安装成功；
12.s6、打开引流装置：通过操作平台控制将圆弧截流器打开，对环形排水管中的水流进行引流；
13.s7、拆除顶推装置：可移动内胆结构代替原纵向排水系统进行运营；
14.s8、识别装置将可移动内胆排水管节内结晶情况传输给操作平台：养护人员定期观察结晶情况，判断结晶堵塞是否达到需要进行清理的程度，养护人员准备进洞进行处理；
15.s9、逐段顶推管外清理：在检查井处安装顶推装置，将圆弧截流器关闭，始发端检查井内顶推安装新可移动内胆排水管节，在末端检查井内拆卸由纵向排水管内推出的结晶堵塞的可移动内胆排水管节，进行管外结晶破碎清理。
16.本发明的原有排水系统为：隧道中轴线上设置有中央排水沟，中央排水沟两侧对称设置有纵向排水管，两纵向排水管之间间隔设置有若干组环向排水管，纵向排水管与中央排水沟之间设置有若干组横向排水管，纵向排水管的两端设置有检查井。
17.本发明的顶推装置为：在检查井内地面上设置有垫块，检查井的一侧壁上设置有反力支座，多级油缸的底座设置于反力支座上、活塞杆上设置有推力板，推力板与可移动内胆排水管节相连接，垫块的上表面设置有滑轨，可移动内胆排水管节放置于滑轨上。
18.本发明的常规管节和横向排水管处管节以及环向排水管处管节均为一端设置有管间连接榫头、另一端设置有管间连接榫眼的半圆形管道，常规管节和横向排水管处管节以及环向排水管处管节与纵向排水管内壁接触处设置有滚轮。
19.本发明的横向排水管处管节上设置有镂空铁丝网，镂空铁丝网位于横向排水管与横向排水管处管节交汇处。
20.本发明的环向排水管处管节上设置有圆弧截流器，圆弧截流器位于环向排水管与环向排水管处管节交汇处。
21.本发明的圆弧截流器为：半圆弧形截流器本体两端铰接设置有弧形挡板，半圆弧形截流器本体上对称设置有微型双向电机，微型双向电机的输出轴与弧形拉杆的一端相连接，弧形拉杆的另一端与弧形挡板相连接，微型双向电机与外界操作平台电连接。
22.本发明的识别装置为：支撑杆固定于可移动内胆排水管节上，支撑杆上设置有微型摄像头和微型照明灯，微型摄像头和微型照明灯通过数据传输线与外界操作平台电连接。
23.本发明相比于现有技术具有以下优点:
24.1、本发明相对原有的隧道排水管体系，增加了可移动的内胆结构，使隧道排水管清理不再由于其隐蔽性和固定性而显得异常困难，可取出的管外清理形式使堵塞体处理变
得简单直观、容易高效。
25.2、本发明半圆形内胆管节贴合管壁，管节构造顺应纵坡，在工作与清理时都不影响正常排水功能。
26.3、本发明采用滚轮支撑和移动，对原有排水管和内胆结构都有很好的保护作用，同时减小了两者之间的摩擦，使安装与取出都较为容易。
27.4、本发明采用小型顶推装置，符合排水系统检查井尺寸和内胆结构构造，能够精确定位。
28.5、本发明采用三种不同形式的管节，与普通纵向排水管位置、纵向排水管与横向排水管交界位置、纵向排水管与环向排水管交界位置相对应设置，保证了原有排水系统功能的实现，同时将环向排水管内的水流引流到本装置内进行沉淀结晶，之后将可移动内胆移动至末端检查井内，拆卸内胆管节进行管外清理结晶堵塞体，移动的过程中始端检查井内顶推装置将新的管节推入纵向排水管，清理结晶时管道内排水工作不用停止，节省时间、提高效率，拆卸清理后的内胆管节可重复使用，节省成本。
附图说明
29.图1是本发明的工艺流程图。
30.图2是本发明的结构示意图。
31.图3是图2中原有排水系统1的结构示意图。
32.图4是图2在实际应用中的安装示意图。
33.图5是图2中顶推装置2的结构示意图。
34.图6是图4中常规管节3-1的结构示意图。
35.图7是图6中相邻管节的安装示意图。
36.图8是图4中横向排水管处管节3-2的结构示意图。
37.图9是图4中环向排水管处管节3-3的结构示意图。
38.图10是图9中圆弧截流器3-7的结构示意图。
39.图11是图2中识别装置4的结构示意图。
40.图中：1、原有排水系统；2、顶推装置；3、可移动内胆排水管节；4、识别装置；1-1、中央排水沟；1-2、纵向排水管；1-3、环向排水管；1-4、横向排水管；1-5、检查井；2-1、垫块；2-2、反力支座；2-3、多级油缸；2-4、推力板；2-5、滑轨；3-1、常规管节；3-2、横向排水管处管节；3-3、环向排水管处管节；3-4、管间连接榫头；3-5、管间连接榫眼；3-6、滚轮；3-7、圆弧截流器；3-8、镂空铁丝网；4-1、支撑杆；4-2、微型摄像头；4-3、微型照明灯；4-4、数据传输线；3-7-1、半圆弧形截流器本体；3-7-2、弧形拉杆；3-7-3、弧形挡板；3-7-4、微型双向电机。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
42.实施例1
43.在图1中，本发明涉及的一种采用可移动内胆结构管外处理隧道排水管结晶体的方法,包括以下步骤：
44.s1、安装前准备：对于已建隧道，使用物理破碎或化学溶解的方式对已堵塞的排水管进行完全清理使其表面尽量平整光滑，为可移动内胆排水管节3的进入创造条件；对于未建隧道，直接在排水管的施工安装过程中将组装好的若干段可移动内胆排水管节3放入纵向排水管1-2内部，代替纵向排水管1-2进行排水；
45.s2、安装顶推装置2，将顶推装置2的一端固定于检查井1-5内侧壁上，另一端与可移动内胆排水管节3相连接，可移动内胆排水管节3放入纵向排水管1-2内；
46.s3、按照设计要求确定常规管节3-1、横向排水管处管节3-2、环向排水管处管节3-3的排列顺序，使得在环向排水管1-3与纵向排水管1-2交接处采用环向排水管处管节3-3，防止环向排水管1-3中的水沿管壁流至原纵向排水管1-2中，而在横向排水管1-4与纵向排水管1-2交接处采用横向排水管处管节3-2；使内胆管节中的水也可通过横向排水管1-4汇集至中央排水沟1-1中，减少纵向排水管1-2结晶堵塞的可能；
47.s4、顶推初始可移动内胆排水管节3：将始发端可移动内胆排水管节3与顶推装置2卡紧，多级油缸2-3活塞杆伸出，将可移动内胆排水管节3向纵向排水管1-2中定距离顶推，其中，在可移动内胆排水管节3上安装识别装置4；
48.s5、逐段顶推：初始段可移动内胆排水管节3顶推完成后，松开可移动内胆排水管节3与顶推装置2，多级油缸2-3活塞杆收缩，并将新一段可移动内胆排水管节3与上一段可移动内胆排水管节3进行卯榫固定连接，重复步骤s4，直至所有可移动内胆排水管节3全部安装成功；
49.s6、打开引流装置：通过操作平台控制将圆弧截流器3-7打开，对环形排水管1-3中的水流进行引流；防止环形排水管1-3水流沿管壁流至原纵向排水管1-2中形成结晶堵塞；
50.s7拆除顶推装置：可移动内胆结构代替原纵向排水系统进行运营；
51.s8、识别装置将可移动内胆排水管节3内结晶情况传输给操作平台：养护人员定期观察结晶情况，判断结晶堵塞是否达到需要进行清理的程度，养护人员准备进洞进行处理；
52.s9、逐段顶推管外清理：在检查井1-5处安装顶推装置2，将圆弧截流器3-7关闭，始发端检查井1-5内顶推安装新可移动内胆排水管节3，在末端检查井1-5内拆卸由纵向排水管1-2内推出的结晶堵塞的可移动内胆排水管节3，进行管外结晶破碎清理；清理后的移动内胆排水管节3作为新管节，重复使用在内胆管节的安装过程中，行成可重复利用的完整系统。
53.在图2～11中，原有排水系统1的整个纵向排水系统的长度为l，按照检查井设置间距l分为n段，在每一段的始端检查井1-5内安装顶推装置2，顶推装置2和首段可移动内胆排水管节3相连接，本实施例的顶推装置2由垫块2-1、反力支座2-2、多级油缸2-3、推力板2-4、滑轨2-5连接构成，垫块2-1安装于检查井1-5内地面上，反力支座2-2安装于检查井1-5的一侧壁上，多级油缸2-3的底座安装于反力支座2-2上、活塞杆上安装有推力板2-4，推力板2-4与可移动内胆排水管节3相连接，垫块2-1的上表面安装有滑轨2-5，可移动内胆排水管节3放置于滑轨2-5上，在多级油缸2-3活塞杆的作用下沿滑轨2-5移动，多级油缸2-3具有多个杆节，使其在狭小的检查井1-5内，能够具有更长的伸长量，从而为可移动内胆排水管节3的下放和顶推留下了足够的空间。
54.m段可移动内胆排水管节3放置于原有排水系统1的纵向排水管内，并可沿纵向排水管移动，移动直至末端检查井，本实施例的原有排水系统1由中央排水沟1-1、纵向排水管
1-2、环向排水管1-3、横向排水管1-4、检查井1-5连接构成，隧道中轴线上设置有中央排水沟1-1，中央排水沟1-1两侧对称设置有纵向排水管1-2，两纵向排水管1-2之间间隔设置有若干组环向排水管1-3，纵向排水管1-2与中央排水沟1-2之间设置有若干组横向排水管1-4，纵向排水管1-2的两端设置有检查井1-5。可移动内胆排水管节3长a，则有：
55.l＝n
×
l
56.l＝m
×a57.从上述公式可知，整个纵向排水系统l即可由m
×
n个可移动内胆排水管节3代替，从而进行纵向排水。其中内胆管节的长度由检查井1-5的尺寸、顶推装置2的尺寸、横向排水管1-4和环向排水管1-3的布置位置共同确定。
58.可移动内胆排水管节3上设置有识别装置4，识别装置4在纵向排水管1-2内隔一定距离设置，使其尽可能全面的反应内胆管节中的结晶堵塞情况。本实施例的识别装置4由支撑杆4-1、微型摄像头4-2、微型照明灯4-3、数据传输线4-4连接构成，支撑杆4-1固定于可移动内胆排水管节3上，支撑杆4-1上安装有微型摄像头4-2和微型照明灯4-3，微型摄像头4-2和微型照明灯4-3通过数据传输线4-4与外界操作平台电连接，外界操作平台控制微型摄像头4-2和微型照明灯4-3开启，并将图像传输给外界，操作人员根据图像发出下一步指令。
59.进一步地，本实施例的常规管节3-1和横向排水管处管节3-2以及环向排水管处管节3-3均为一端设置有管间连接榫头3-4、另一端设置有管间连接榫眼3-5的半圆形管道，相邻管道通过管间连接榫头3-4、管间连接榫眼3-5固定连接，同时在连接处设置有楔形构造，沿纵坡上侧管节压在下侧管节上，以顺应纵坡，防止渗漏。常规管节3-1和横向排水管处管节3-2以及环向排水管处管节3-3与纵向排水管1-2内壁接触处设置有滚轮3-6，滚轮3-6起支撑和滑动作用，使可移动内胆排水管节3在顶推装置2的作用下在纵向排水管1-2内移动。
60.进一步地，本实施例的横向排水管处管节3-2上设置有镂空铁丝网3-8，镂空铁丝网3-8位于横向排水管1-4与横向排水管处管节3-2交汇处，横向排水管1-4内的水流通过镂空铁丝网3-8流入可移动内胆排水管节3中。环向排水管处管节3-3上安装有圆弧截流器3-7，圆弧截流器3-7位于环向排水管1-4与环向排水管处管节3-3交汇处，圆弧截流器3-7由半圆弧形截流器本体3-7-1、弧形拉杆3-7-2、弧形挡板3-7-3、微型双向电机3-7-4连接构成，半圆弧形截流器本体3-7-1两端铰接安装有弧形挡板3-7-3，使得弧形挡板3-7-3与半圆弧形截流器本体3-7-1有一定的转动角度，半圆弧形截流器本体3-7-1上对称安装有微型双向电机3-7-4，微型双向电机3-7-4的输出轴与弧形拉杆3-7-2的一端相连接，弧形拉杆3-7-2的另一端与弧形挡板3-7-3相连接，微型双向电机3-7-4与外界操作平台电连接，微型双向电机3-7-4转动弧形拉杆3-7-2带动弧形挡板3-7-3卡紧或者松开环向排水管1-3，利用管节两侧上方安装的弧形挡板3-7-3将环向排水管1-3流出的水截住并引导流向可移动内胆排水管节3。