专利名称：管道修复用复合板块及采用该板块的管道修复方法
技术领域：
本发明涉及一种管道修复用复合板块及采用该板块的管道修复方法，特别地涉及 一种城市给排水系统大口径管道非开挖修复用复合板块及采用该复合板块进行管道修复 施工的方法。
背景技术：
现有技术中的管道修复方法采用管道内衬施工方法，当淹没于地下的下水管等管 道老化时进行非开挖施工，通过在老化的管道内壁周围增加内衬来修复管道。更具体地，上述管道内衬施工方法是CIPP翻转内衬法，S卩，将未硬化的热树脂浸 渍于例如由管状树脂吸附材料构成的管道内衬材料，通过流体压力使管道内衬材料在管道 中翻转，同时插入被修复的管道内，并在流体压力的作用下将管道内衬材料按压在管道的 内壁上，然后，采用热循环机长时间持续加热管道内衬材料，使浸渍于其中的热树脂硬化， 从而在管道内壁形成塑料管来修补管道。但是，在上述CIPP翻转内衬法的施工过程中，需要大范围截流，并且对截流效果 要求较高，特别地，在大口径管道修复中，不仅截流所需的机械设备庞大，会影响施工区域 的交通，而且截流比较困难，很难达到CIPP翻转内衬法的截流效果要求。另外，在采用CIPP翻转内衬法进行管道修复的过程中，管道内衬材料在环境温度 超过18度时会逐渐变硬，从而影响施工质量。
发明内容
因此，期望提供一种管道修复方法，以解决CIPP翻转内衬法中存在的问题。特别 地，期望提供一种截流效果要求较低、且施工质量受环境温度影响较小的管道修复方法。按照本发明的第一方面，提供了一种管道修复用复合板块，所述复合板块是透明 的U-PVC板块，其利用机械模具将U-PVC微粒压铸而制成，在复合板块的宽度方向的两个侧 壁之间均勻分布着加强筋肋，在每个加强筋肋上均具有流溢口，在复合板块的圆周方向的 两个端壁之间均勻分布着加强筋肋，在每个加强筋肋上均具有流溢口，同时，在复合板块两 个端壁上均勻分布着流溢口，侧壁、端壁以及加强筋肋之间形成贮存流体的腔，流溢口允许 流体在复合板块相邻的腔中以及在相邻的复合板块中流动，侧壁以及加强筋肋上分布着穿 心栓孔，侧壁上的穿心栓孔与加强筋肋上的穿心栓孔分别位于一条直线上，以便穿心栓能 够从复合板块的一个侧壁进入，通过加强筋肋，从另一个侧壁穿出；在一侧的侧壁的上、下 部分别具有凹槽，在另一侧的侧壁的上、下部分别具有凸起，凹槽和凸起的位置、形状和尺 寸相互配合，两个复合板块能够沿板块的宽度方向通过凹槽和凸起拼接在一起，在一端的 端壁的下部具有凸起，在另一端的端壁的下部具有凹槽，凸起和凹槽的位置、形状和尺寸相 互配合，两个复合板块能够沿板块的圆周方向通过凸起和凹槽拼接在一起。按照本发明的第二方面，提供了一种采用管道修复用复合板块的管道修复方法， 包括如下步骤
(一 )将复合板块从井口逐个搬入被修复的管道；(二)将4个复合板块沿圆周方向通过端壁上的凸起和凹槽顺次拼接成一个完整 的圆环；(三)将步骤(二)中拼接完成的圆环通过侧壁上的凸起和凹槽拼接在一起，并使 一个圆环中的复合板块沿圆周方向的中线与相邻的圆环中的复合板块的端线对齐；(四)将穿心栓插入穿心栓孔，从而使相邻的圆环牢固地拼接在一起，完成复合板 块新管道的拼接；(五)在复合板块的内面板上与穿心栓对应的位置将金钢砂螺钉钉入，从而将复 合板块新管道与被修复的管道固定在一起，在其之间会形成一定的间隙；(六)将管道和复合板块新管道之间的间隙在管道两端采用堵漏网封堵，同时在 堵漏网的上、下和左、右端均勻设置4个排水排气孔；(七)在复合板块新管道的内面板顶端设置1个注浆孔，将调配好的抗渗混合浆通 过注浆机从注浆孔注入管道和复合板块新管道之间的间隙；(八)当注浆至有混合浆从下端和左、右两端的排水排气孔流出时，对流出的混合 浆取样检测，当其稠度与通过注浆孔注入的混合浆浓度一致时，将下端和左、右两端的排水 排气孔封堵，并继续注浆，当注浆至上端排水排气孔有混合浆流出时，将上端的排水排气孔 封堵；(九)当间隙中的抗渗混合浆固化后，管道将和复合板块新管道形成一体化，此时 完成管道修复施工。本发明的其它方面将在下文的详细描述中呈现。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。 图1是本发明的复合板块的结构图； 图2是本发明的复合板块的局部结构图； 图3是本发明的复合板块的正视图； 图4是本发明的复合板块沿图3的A方向的俯视图； 图5是本发明的复合板块沿与图3的A方向相反的视图； 图6是本发明的复合板块沿图4的D-D方向的剖视图； 图7是本发明的复合板块沿图3的C方向的视图； 图8是本发明的复合板块沿图4的E-E方向的剖视图； 图9是本发明的复合板块沿图4的F-F方向的剖视图； 图10是本发明的两个复合板块沿板块的宽度方向拼接的局部视图； 图11是本发明的两个复合板块沿板块的圆周方向拼接的局部视图； 图12是本发明的拼接完成的复合板块的结构图； 图13是本发明的装入穿心栓的拼接完成的复合板块的结构图； 图14是本发明的管道修复施工过程的剖视图； 图15是本发明的管道修复施工过程的剖视图16是本发明的被修复的管道与复合板块管道之间采用金钢砂螺钉连接的视图；图17是本发明的管道修复施工过程中的管道的剖视图；图18是本发明的管道修复施工过程中的管道的剖视图；图19是采用本发明的管道修复方法修复后的管道的结构图。
具体实施例方式图1和2示出的本发明的复合板块1是透明的U-PVC板块，其材料特别地为可耐 200度高温的硬质聚氯乙烯EB109PVC。复合板块1是利用机械模具将透明的U-PVC微粒压 铸而制成的，单个复合板块1的重量为1-10KG。如图3和4中所示，复合板块1的厚度(即， 外面板1A和内面板1B之间的距离)为30mm，外面板1A的曲率半径小于被修复的管道的内 壁的曲率半径，复合板块1的宽度B为200mm，圆弧周长L大于宽度B，且圆弧周长L为整个 圆周长度的1/4。在复合板块1的宽度方向的两个侧壁2之间均勻分布着4个加强筋肋4， 在每个加强筋肋4上均具有8个倒梯形的流溢口 5，流溢口 5的位置和形状如图6中所示。 在复合板块1的圆周方向的两个端壁3之间均勻分布着13个加强筋肋6，在每个加强筋肋 6上均具有4个倒梯形的流溢口 7，流溢口 7的位置和形状如图8中所示。同时，在复合板 块1两个端壁3上均勻分布着5个矩形的流溢口 10，流溢口 10的位置和形状如图7中所 示。侧壁2、端壁3以及加强筋肋4和6之间形成贮存流体的腔，而流溢口 5、7和10允许流 体在复合板块1相邻的腔中以及在相邻的复合板块1中流动。侧壁2以及加强筋肋4上在 其圆弧周长的1/8、3/8、5/8、7/8处分布着4个穿心栓孔8，穿心栓孔8的位置和形状如图3 中所示。侧壁2上的穿心栓孔8与加强筋肋4上的穿心栓孔8分别位于一条直线上，以便 穿心栓9能够从复合板块1的一个侧壁进入，通过4个加强筋肋4，从另一个侧壁穿出，穿心 栓9在复合板块中的位置如图13中所示，其作用是连接在宽度方向上拼接的复合板块，并 使其固定在一起。如图2中所示，在一侧的侧壁2的上、下部分别具有凸起11，在另一侧的侧壁2的 上、下部分别具有凹槽12，凸起11和凹槽12的形状和尺寸在图9中的局部放大图中清楚地 示出，并且凸起11和凹槽12的位置、形状和尺寸相互配合，以便两个复合板块1能够沿板 块的宽度方向通过凸起11和凹槽12的相互配合拼接在一起。同样地，在一端的端壁3的 下部具有凸起13，在另一端的端壁3的下部具有凹槽14，凸起13和凹槽14的形状和尺寸 在图11中示出，并且凸起13和凹槽14的位置、形状和尺寸相互配合，以便两个复合板块1 能够沿板块的圆周方向通过凸起13和凹槽14的相互配合拼接在一起。图12示出沿圆周方向和宽度方向拼接完成的复合板块的结构图，图13示出在图 12中的拼接完成的复合板块中装入穿心栓的结构图。具体的拼接步骤是(一)将4个复合板块1沿圆周方向通过端壁上的凸起13和凹槽14的相互配合 顺次拼接成一个完整的圆环；( 二)将步骤(一)中拼接完成的两个圆环通过侧壁上的凸起11和凹槽12的相 互配合拼接在一起，同时使一个圆环中的复合板块1沿圆周方向的中线与相邻的圆环中的 复合板块1的端线对齐；(三)将穿心栓9插入穿心栓孔8，从而使相邻的两个圆环牢固的拼接在一起。以上结合附图对本发明的复合板块1及其拼接方法进行了说明，但是，本发明的复合板块1及其拼接方法不仅限于上面的实施例中的形式，例如，上面的实施例中的单个 复合板块1构成完整的圆环的1/4，但是本领域的技术人员也可以将其设计为其它的尺寸， 例如复合板块1的圆弧周长L为整个圆周长度的1/3、1/5等；上面的实施例中为两个圆环 沿复合板块1的宽度方向拼接在一起，但是也可以根据实际的施工需要沿复合板块1的宽 度方向拼接任意数量的圆环。下面结合图14-19对本发明的管道修复方法进行说明。如图14和15中所示，15 为被修复的管道，16为井口，复合板块1从井口 16逐个被搬入被修复的管道15，并采用前 面说明的拼接方法在管道15中进行拼接，直到形成符合修复施工要求的拼接完成后的复 合板块新管道18，复合板块新管道18的外壁曲率半径小于管道15的内壁曲率半径，相邻的 复合板块1通过凸起和凹槽沿板块的圆周方向和宽度方向拼接，并通过在复合板块1的圆 周方向和宽度方向分布的加强筋肋以及穿心栓保证管道修复施工强度。在复合板块1在管道15中被拼接成复合板块新管道18后，如图16中所示，在内 面板1B上与穿心栓9对应的位置将金钢砂螺钉19钉入，从而将复合板块新管道18与被修 复的管道15固定在一起，由于复合板块新管道18的外壁曲率半径小于管道15的内壁曲率 半径，因此，在其之间会形成一定的间隙20。将管道15和复合板块新管道18之间的间隙 20在管道两端采用堵漏网封堵，同时在堵漏网的上、下和左、右端均勻设置4个排水排气孔 21，如图17中所示。然后，在复合板块新管道18的内面板1B顶端设置1个注浆孔23，注 浆孔23的位置及形状如图18中所示。接下来，将调配好的抗渗混合浆通过注浆机24从注 浆孔23注入管道15和复合板块新管道18之间的间隙20，所述抗渗混合浆中包括矿渣水 泥、减水剂、抗渗剂、微膨胀剂、消泡剂，并根据温度或一次注浆的工程量掺入早强剂或缓凝 剂。同时，通过透明的新管道18观察注浆情况，当注浆至有混合浆从下端和左、右两端的排 水排气孔21流出时，对流出的混合浆取样，检测其稠度，当其稠度与通过注浆孔注入的混 合浆浓度一致时，证明管道15和复合板块新管道18之间的间隙20内的余水已经排尽，此 时将下端和左、右两端的排水排气孔21封堵，并继续注浆，当注浆至上端排水排气孔有混 合浆流出时，证明管道15和复合板块新管道18之间的间隙20内已经完全注满混合浆，此 时可以将上端的排水排气孔封堵。当间隙20的抗渗混合浆固化后，管道15将和复合板块 新管道18形成一体化，从而完成管道修复施工，如图19中所示。由于本发明的管道修复方 法允许间隙20内存在一定的余水，因此，对截流效果要求较低。本发明的采用复合板块的管道修复方法与现有技术中的CIPP翻转内衬法相比， 还具有如下的优点1)在本发明的管道修复方法中，管道清洗、局部修补和复合板块拼接可同时进行； 而在CIPP翻转内衬法中，必须要等管道清洗、局部修补、和大型机械设备到位试机后才能 进行主体施工，同时，本发明中的复合板块的拼接可以从中心向两端同时进行，因此，本发 明的管道修复方法可节省时间，从而加快施工进度；2)本发明的复合板块新管道的内表面的摩擦系数与CIPP翻转内衬法修复后的管 道内表面相比更小，可达到y <0.01 ；3)本发明的管道修复方法受余水影响较小，也就是说在被修复的管道内表面允许 一定的余水存在；而CIPP翻转内衬法严格要求不允许有余水存在，否则会影响工程质量， 大大增加施工失败的概率；
4)本发明的管道修复方法可采用人工直接搬入，不需要其它大型机械设备；而在 CIPP翻转内衬法中，需要大型吊车、翻转机等大型机械设备，占地面积大，会影响施工区域 的交通，从而增加了施工的成本；5)本发明的管道修复方法可以直接将单个的复合板块搬入井口 ；而在CIPP翻转 内衬法中，需要将内衬对折多次之后才能使用机械设备吊入井口，这大大增加了施工的难 度；6)本发明的管道修复方法可以很好地控制压力，使得抗渗混合浆能够紧贴被修复 的管道的内壁；而在CIPP翻转内衬法中，压力不易控制，导致管道内衬材料不能紧贴被修 复的管道内壁，从而影响施工质量；7)在本发明的管道修复方法中，检查井口的修复可以与管道修复施工同时进行， 管道修复施工完成后即可立即通水；而在CIPP翻转内衬法中，检查井口的修复必须在内衬 翻转完成后进行，然后才能通水，这延长了施工的进度。附图标记
1复合板块
2侧壁
3端壁
4加强筋肋
5流溢口
6加强筋肋
7流溢口
8穿心栓孔
9穿心栓
10流溢口
11凸起
12凹槽
13凸起
14凹槽
15被修复的管道
16井口
17拼接中的复合板块
18复合板块新管道
19金钢砂螺钉
20间隙
21排水排气孔
22抗渗混合浆
23注浆孔
24注浆机
权利要求
一种管道修复用复合板块(1)，所述复合板块(1)是透明的U-PVC板块，其利用机械模具将U-PVC微粒压铸而制成，在复合板块(1)的宽度方向的两个侧壁(2)之间均匀分布着加强筋肋(4)，在每个加强筋肋(4)上均具有流溢口(5)，在复合板块(1)的圆周方向的两个端壁(3)之间均匀分布着加强筋肋(6)，在每个加强筋肋(6)上均具有流溢口(7)，同时，在复合板块(1)两个端壁(3)上均匀分布着流溢口(10)，侧壁(2)、端壁(3)以及加强筋肋(4)和(6)之间形成贮存流体的腔，流溢口(5、7、10)允许流体在复合板块(1)相邻的腔中以及在相邻的复合板块(1)中流动，侧壁(2)以及加强筋肋(4)上分布着穿心栓孔(8)，侧壁(2)上的穿心栓孔(8)与加强筋肋(4)上的穿心栓孔(8)分别位于一条直线上，以便穿心栓(9)能够从复合板块(1)的一个侧壁进入，通过加强筋肋(4)，从另一个侧壁穿出；在一侧的侧壁(2)的上、下部分别具有凸起(11)，在另一侧的侧壁(22)的上、下部分别具有凹槽(12)，凸起(11)和凹槽(12)的位置、形状和尺寸相互配合，两个复合板块(1)能够沿板块的宽度方向通过凸起(11)和凹槽(12)拼接在一起，在一端的端壁(3)的下部具有凸起(13)，在另一端的端壁(3)的下部具有凹槽(14)，凸起(13)和凹槽(14)的位置、形状和尺寸相互配合，两个复合板块(1)能够沿板块的圆周方向通过凸起(13)和凹槽(14)拼接在一起。
2.如权利要求1所述的管道修复用复合板块(1)，其特征在于，所述复合板块(1)的材 料由可耐200度高温的硬质聚氯乙烯EB109PVC构成。
3.如权利要求1所述的管道修复用复合板块(1)，其特征在于，单个复合板块(1)的重 量为1-10KG，厚度为30mm，外面板(1A)的曲率半径小于被修复的管道的内壁的曲率半径， 圆弧周长L大于复合板块(1)的宽度B，且圆弧周长L为整个圆周长度的1/4。
4.如权利要求1所述的管道修复用复合板块(1)，其特征在于，所述沿宽度方向分布的 加强筋肋(4)的数量为4个，且每个加强筋肋(4)上的流溢口(5)的数量为8个；所述沿圆 周方向分布的加强筋肋(6)的数量为13个，且每个加强筋肋(6)上的流溢口(7)的数量为 4个；端壁(3)上分布的流溢口(10)的数量为5个。
5.如权利要求4所述的管道修复用复合板块(1)，其特征在于，沿宽度方向分布的流溢 口(5)和沿圆周方向分布的流溢口(7)的形状为倒梯形，端壁上分布的流溢口(10)的形状 为矩形。
6.如权利要求1所述的管道修复用复合板块(1)，其特征在于，侧壁(20)以及加强筋 肋(4)上的穿心栓孔(8)的数量均为4个，且其分布在圆弧周长L的1/8、3/8、5/8、7/8处。
7.一种采用权利要求1-6中的任一项所述的管道修复用复合板块(1)的管道修复方 法，其特征在于，包括如下步骤(一)将复合板块(1)从井口(16)逐个搬入被修复的管道(15)；(二)将4个复合板块(1)沿圆周方向通过端壁上的凸起(13)和凹槽(14)顺次拼接 成一个完整的圆环；(三)将步骤(二)中拼接完成的圆环通过侧壁上的凸起(11)和凹槽(12)拼接在一 起，并使一个圆环中的复合板块(1)沿圆周方向的中线与相邻的圆环中的复合板块(1)的 端线对齐；(四)将穿心栓(9)插入穿心栓孔(8)，从而使相邻的圆环牢固地拼接在一起，完成复 合板块新管道(18)的拼接；(五)在复合板块(1)的内面板(1B)上与穿心栓(9)对应的位置将金钢砂螺钉(19) 钉入，从而将复合板块新管道(18)与被修复的管道(15)固定在一起，在其之间会形成一定 的间隙(20)；(六)将管道(15)和复合板块新管道(18)之间的间隙(20)在管道两端采用堵漏网封 堵，同时在堵漏网的上、下和左、右端均勻设置4个排水排气孔(21)；(七)在复合板块新管道(18)的内面板(1B)顶端设置1个注浆孔(23)，将调配好的 抗渗混合浆通过注浆机(24)从注浆孔(23)注入管道(15)和复合板块新管道(18)之间的 间隙(20)；(八)当注浆至有混合浆从下端和左、右两端的排水排气孔(21)流出时，对流出的混合 浆取样检测，当其稠度与通过注浆孔注入的混合浆浓度一致时，将下端和左、右两端的排水 排气孔(21)封堵，并继续注浆，当注浆至上端排水排气孔(21)有混合浆流出时，将上端的 排水排气孔(21)封堵；(九)当间隙(20)中的抗渗混合浆固化后，管道(15)将和复合板块新管道(18)形成 一体化，此时完成管道修复施工。
8.如权利要求7所述的管道修复方法，其特征在于，所述抗渗混合浆中包括矿渣水泥、 减水剂、抗渗剂、微膨胀剂、消泡剂，并根据温度或一次注浆的工程量掺入早强剂或缓凝剂。
全文摘要
一种管道修复用复合板块，所述复合板块是透明的U-PVC板块，在其宽度方向和圆周方向均匀分布着加强筋肋，在每个加强筋肋上均具有流溢口；在所述复合板块的侧壁、端壁以及加强筋肋之间形成贮存流体的腔，所述流溢口允许流体在复合板块相邻的腔中以及在相邻的复合板块中流动；所述复合板块侧壁上及其宽度方向上的加强筋肋上分布着穿心栓孔，所述穿心栓孔位于一条直线上，使得穿心栓能够从所述复合板块的一个侧壁进入，通过加强筋肋，从另一个侧壁穿出；所述复合板块可以通过侧壁及端壁上的凸起和凹槽的相互配合、以及穿心栓拼接在一起。本发明还涉及一种采用上述管道修复用复合板块的管道修复方法。
文档编号F16L55/168GK101799098SQ201010139919
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者郭恒德 申请人:郭恒德