一种给排水压力管道带压修复连接系统的制作方法

1.本技术涉及给排水管道施工技术领域，尤其涉及一种给排水压力管道带压修复连接系。


背景技术：

2.管道带压修复和连接是指在密闭状态下，以机械切削方式在现役管道上加工的一种施工工艺。当现役管线需要加装或更换部分管道时，可采用管道带压施工技术完成。这种施工方式即不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保地完成新旧管线的连接工作。但目前该技术主要应用在输油、输气、供热管道领域。
3.市政给水排水领域，现役管道的修复和连接所通常采用的处理方法是通过厂区停产或调排再进行修复和连接。现有方式下，还需在施工前将给排水管道内介质全部排空。对于污水管来说，排空介质意味着对周围环境带来污染；对供水管来说，排空介质意味着大量水资源被浪费。被排空的介质需要寻找合适区域进行排放或者通过专用车辆进行运输。这样的施工方式即不节能，也不环保，并且，经济性差，施工周期长，施工过程对周围居民生活生产影响大。
4.某些情况下，不具备厂区停产或调排能力的施工项目，会使给排水压力管道的修复和连接施工带来极大的困难。。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种给排水压力管道带压修复连接系。本技术通过封堵密封装置以及开孔工具在现役管道上实现带压开孔，从而通过设置旁通管路实现超越分流，以满足在无需停产的工况下对现役管道进行在线维修工，从而在不改变现役给排水管道的工作状态及压力值的前提下，实现对管道的修复、更换、移位、换阀及增加支线等管线作业。
6.为实现上述目的，本技术提供的给排水压力管道带压修复连接系统，其包括：封堵三通系统，其包括分别设置在给排水压力管道中待改造管段上游和下游的第一封堵装置和第二封堵装置，用于封堵密封待改造管段的两端；旁通封堵三通，其包括分别设置在第一封堵装置上游的第一旁通封堵三通和设置在第二封堵装置下游的第二旁通封堵三通；封堵夹板阀，其分别设置在每一个所述封堵装置和旁通封堵三通上；开孔设备，其设置在封堵夹板阀上，具有能够上下伸缩的切削装置，所述切削装置穿过打开状态下的封堵夹板阀伸入至给排水压力管道表面，对待改造管段上游和下游的管壁进行切削实现带压打孔，带压开孔后切削装置退回并收缩至封堵夹板阀的上方，以由封堵夹板阀临时密封带压开孔后的给排水压力管道；压力平衡短节，其焊接在封堵三通系统与待改造管段之间，用于检查封堵密封状况，及后续平衡封堵三通系统内外侧压力，便于封堵装置拆除；旁通管道，其连通设置在旁通封堵三通所连接的封堵夹板阀，用于在带压开孔后打开封堵夹板阀以对给排水压力管道中原先流经待改造管段的介质实现完全的超越分流；塞堵器，其安装在旁通封堵三通上
部，与旁通封堵三通单法兰平齐，用于在待改造管段修复连接后密封带压开孔后的给排水压力管道；盲板，其用于在待改造管段修复连接并且拆除封堵三通系统、封堵夹板阀、开孔设备以及旁通管道后，替代封堵夹板阀，封闭给排水压力管道管壁上的开孔。
7.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述第一封堵装置设置在给排水压力管道中距离待改造管段上游端部4倍给排水压力管道管径的位置；所述第二封堵装置设置在给排水压力管道中距离待改造管段下游端部4倍给排水压力管道管径的位置。
8.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述封堵三通系统以及旁通封堵三通均由单法封堵三通哈夫节连接在给排水压力管道上，防止封堵装置连杆传动装置展开皮碗封堵头时对原有管道内部的冲击，造成管道破损，起到护管作用。所述单法封堵三通哈夫节包括：上部哈夫节和下部哈夫节，上部哈夫节和下部哈夫节分别抱附于给排水压力管道外壁的上侧和下侧，上部哈夫节和下部哈夫节之间的抱缝与给排水压力管道外壁满焊，且上部哈夫节以及下部哈夫节各自的上游端部与下游端部均分别与给排水压力管道外壁满焊。
9.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述第一旁通封堵三通设置在给排水压力管道中距离待改造管段上游端部6倍给排水压力管道管径的位置；所述第二旁通封堵三通设置在给排水压力管道中距离待改造管段下游端部6倍给排水压力管道管径的位置；旁通封堵三通所连接的旁通管道的管径与给排水压力管道的管径相同。
10.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述旁通封堵三通的下部与给排水压力管道下方基础之间还设置有可拆卸支撑装置。
11.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述开孔设备包括：开孔设备密封装置，其下端与封堵夹板阀的外壳上侧密封连接，其内部具有用于容纳切削装置的容纳腔体。所述切削装置包括：开孔设备切削刀具，收缩状态下，其设置在开孔设备密封装置内部的容纳腔体中，伸出状态下，其穿过打开状态下的封堵夹板阀伸入至给排水压力管道表面以对待改造管段上游和下游的管壁进行切削实现带压打孔；开孔设备给进装置，其以垂直于给排水压力管道以及封堵夹板阀的方向设置在开孔设备切削刀具的上方，且连接开孔设备密封装置容纳腔体的内部，用于驱动开孔设备切削刀具上下伸缩；钻头，其设置在开孔设备切削刀具的内侧，且独立于所述开孔设备切削刀具上下伸缩，所述钻头在开孔设备切削刀具对管壁进行切削的过程中，向下钻入切削区域的管壁内部，而在开孔设备切削刀具完成带压打孔后向上收缩，携带切削下的鞍型管壁钢板同步上升至封堵夹板阀上方的容纳腔体中。
12.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述压力平衡短节包括一根dn100短节以及连接在所述dn100短节端部的dn100手动球阀。
13.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述封堵三通系统中的每一个封堵装置均分别包括：皮碗封堵头和连杆传动装置；所述皮碗封堵头在折叠状态下通过打开状态下的封堵夹板阀伸入至给排水压力管道内部，然后由连杆传动装置驱动所述皮碗封堵头展开并到达封堵位置，封堵密封待改造管段的两端。
14.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述皮碗封堵
头的封堵方向为：皮碗封堵头的内表面朝迎水面。
15.可选的，如上任一所述的给排水压力管道带压修复连接系统，其中，所述塞堵器中设置有塞堵板，所述塞堵板沿给排水压力管道方向设置在排水压力管道管壁上的开孔与封堵夹板阀之间，所述塞堵板与旁通封堵三通单法兰平齐，塞堵板由法兰侧面孔洞处安装的锁销固定，塞堵板封堵方式为钢板与o型圈配合。
16.本技术和现有方案相比具有如下技术效果:
17.本技术提供一种给排水压力管道带压修复连接系统，其通过设置在待改造管段两端的封堵装置和旁通封堵三通，以及分别设置在其上的封堵夹板阀实现对待改造管段上下游的密封，以方便对待改造管段进行修复。修复过程中，封堵夹板阀通过其上所连接的开孔设备对待改造管段上游和下游的管壁进行切削实现带压打孔，打孔后，本技术通过封堵夹板阀临时密封给排水压力管道上的开孔，并通过旁通管道对原先流经待改造管段的介质实现完全的超越分流，以保证修复过程中给排水压力管道正常运行而待改造管段内部介质能够被独立排空，方便修复操作。本技术还可以在完成带压修复后，通过塞堵器和盲板恢复对管壁开孔的密封，并由此，减少给排水压力管道上遗留的密封设备。本技术通过塞堵器和盲板的双重密封可避免管道内介质泄露，适应性强，操作简便、迅速，并且施工过程不破坏现有的给排水密封压力管道，保证给排水管道在满负荷、不停产、大流量的工况下正常运行。
18.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。
附图说明
19.附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本技术的实施例一起，用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
20.图1为根据本技术的给排水压力管道带压修复连接系统的工艺原理图；
21.图2为本技术中带压开孔作业过程的示意图；
22.图3是采用本方法进行封堵前后管道内水流向的对比图；
23.图4是采用本方法修复完成后在封堵位置安装的塞堵板的示意图。
24.图中，1表示连杆传动装置；2表示封堵设备；3表示封堵夹板阀；301表示开孔设备密封装置；302表示开孔设备切削刀具；303表示开孔设备给进装置； 304表示钻头；31表示塞堵器；32表示盲板；4表示封堵装置；5表示压力平衡短节；6表示改造管段；7表示皮碗封堵头；8表示旁通封堵三通；9表示；10 表示旁通管道。
具体实施方式
25.以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
26.本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
27.本技术中所述的“内、外”的含义指的是相对于给排水压力管道本身而言，由管道外壁指向其内部流通介质的方向为内，反之为外；而非对本技术的装置机构的特定限定。
28.本技术中所述的“左、右”的含义指的是操作者正对给排水压力管道侧壁时，操作
者的左边即为左，操作者的右边即为右，而非对本技术的装置机构的特定限定。
29.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
30.本技术中所述的“上、下”的含义指的是操作者正对给排水压力管道内部介质流动方向时，操作者的上方即为上，操作者的下方即为下，而非对本技术的装置机构的特定限定。
31.本技术所提供的给排水压力管道带压修复连接系统，参照图1所示，包括有：
32.封堵三通系统44，其包括分别设置在给排水压力管道中待改造管段6上游和下游的第一封堵装置和第二封堵装置，用于封堵密封待改造管段6的两端；
33.旁通封堵三通8，其包括分别设置在第一封堵装置上游的第一旁通封堵三通和设置在第二封堵装置下游的第二旁通封堵三通；
34.封堵夹板阀3，其分别设置在每一个所述封堵装置和旁通封堵三通8上；
35.开孔设备2，其设置在封堵夹板阀3上，具有能够上下伸缩的切削装置，所述切削装置穿过打开状态下的封堵夹板阀3伸入至给排水压力管道表面，对待改造管段6上游和下游的管壁进行切削实现带压打孔，带压开孔后切削装置退回并收缩至封堵夹板阀3的上方，以由封堵夹板阀3临时密封带压开孔后的给排水压力管道；
36.压力平衡短节5，其焊接在封堵三通系统中的封堵装置与待改造管段6之间，用于检查封堵密封状况，及后续平衡封堵装置内外侧压力，便于封堵装置拆除；
37.旁通管道10，其连通设置在旁通封堵三通8所连接的封堵夹板阀3，用于在带压开孔后打开封堵夹板阀3以对给排水压力管道中原先流经待改造管段6 的介质实现完全的超越分流；
38.塞堵器31，其安装在旁通封堵三通8上部，与旁通封堵三通8单法兰平齐，用于在待改造管段6修复连接后密封带压开孔后的给排水压力管道；
39.盲板32，其用于在待改造管段6修复连接并且拆除各封堵装置、封堵夹板阀3、开孔设备2以及旁通管道10后，替代封堵夹板阀3，封闭给排水压力管道管壁上的开孔。
40.本系统通过将封堵装置、旁通封堵三通8和封堵夹板阀3连接在需要开孔的待改造管段6的上方，可以在对给排水压力管道施工的过程中，在不改变现役给排水管道的工作状态及压力值的前提下，进行电动的带压开孔工作。本技术的系统通过两端分别连接待改造管段6前后的旁通管路，实现将污水超越分流，以方便对待改造管段6的修复、更换、移位、换阀及增加支线等管线作业。本技术可以在不停输的工况下提供一种安全、经济、快速有效的修复和连接技术。由此能够克服传统处理工法的弊端，采用无泄露、带压、不停产操作，不影响生产的正常进行，并且可以避免停产造成的经济损失以及管道内介质泄露。本系统适应性强，操作简便、迅速，不破坏原来的给排水密封压力管道。上述方案能够在修复连接施工过程中，保证给排水管道在满负荷、不停产、大流量的工况下正常运行。
41.参考图3所示，将上述系统应用于对污水进水主管道进行修复的具体工作过程设计如下：
42.步骤1待改造管段6的定位：根据施工图在污水进水主管道上测量定位，确认施工待改造管段6的具体位置，并做好标记。
43.步骤2旁通管道10及封堵三通系统4的定位：封堵三通系统4中的各封堵装置分别
设置在距离待改造管段6前后4d(4倍管径)位置，旁通管道10通过旁通封堵三通8设置在距离待改造管段6前后6d(6倍管径)位置，共计4处。
44.步骤3旁通管道10预制：根据旁通封堵三通8的定位及管道走向，预制管径与封堵三通一致的双法旁通管道10作为临时的旁通支管。
45.步骤4安装旁通封堵三通以及封堵装置：在确认的旁通管道10、封堵装置定位处的主管道外壁安装单法封堵三通哈夫节。封堵三通哈夫节由上下两部分组成，上部哈夫节和下部哈夫节分别抱附于给排水压力管道外壁的上侧和下侧，两者配合完全抱附于主管道外壁，然后将上部哈夫节和下部哈夫节之间的抱缝与给排水压力管道外壁满焊，将上部哈夫节以及下部哈夫节各自的上游端部与下游端部均分别与给排水压力管道外壁满焊。由于用于开孔和封堵设备2自重较大，为防止管道下方基础承载力不够，将在封堵三通安装完成后在其每个下方砌筑支墩等可拆卸支撑装置用以支撑管道。
46.步骤5带压开孔作业：在每个封堵装置和旁通封堵三通8位置所连接的封堵三通上部安装封堵夹板阀3(通过螺栓与三通上部法兰连接紧固)，用于在带压开孔后起止水作用。在夹板阀上部安装开孔设备。其一般由密封装置301、切削刀具302和进给装置303等组成：开孔设备密封装置301，其下端与封堵夹板阀3的外壳上侧密封连接，其内部具有用于容纳切削装置的容纳腔体；所述切削装置包括：开孔设备切削刀具302，收缩状态下，其设置在开孔设备密封装置 301内部的容纳腔体中，伸出状态下，其穿过打开状态下的封堵夹板阀3伸入至给排水压力管道表面以对待改造管段6上游和下游的管壁进行切削实现带压打孔；开孔设备给进装置303，其以垂直于给排水压力管道以及封堵夹板阀3的方向设置在开孔设备切削刀具302的上方，且连接开孔设备密封装置301容纳腔体的内部，用于驱动开孔设备切削刀具302上下伸缩；钻头304，其设置在开孔设备切削刀具302的内侧，且独立于所述开孔设备切削刀具302上下伸缩，所述钻头304在开孔设备切削刀具302对管壁进行切削的过程中，向下钻入切削区域的管壁内部，而在开孔设备切削刀具302完成带压打孔后向上收缩，携带切削下的鞍型管壁钢板同步上升至封堵夹板阀3上方的容纳腔体中。开孔设备安装完毕后打开夹板阀，根据管道材质，选定切削速度，通过切削刀具302和进给装置303对主管道进行切割，切割后通过中心的钻头304把开孔后的鞍型钢板提入联箱内，关闭封堵夹板阀3，拆除开孔设备。每个位置依次进行。带压开孔作业过程如图2所示。
47.步骤6压力平衡短节5安装：在封堵三通系统4中的各封堵装置与待改造管段6间的主管道上焊接压力平衡短节5，包括一根dn100短节以及连接在所述 dn100短节端部的dn100手动球阀。用于检查封堵密封状况，及后续平衡封堵头 7内外侧压力，便于封堵装置拆除。
48.步骤7架设旁通管道10：为保证原水在不停产的工况下顺利进入下道工序，在主管道旁通封堵三通8所设位置架设旁通管道10，旁通管道10与封堵夹板阀 3通过法兰连接，旁通管道10安装完毕后打开封堵夹板阀3，使主管道内部污水通过旁通管道10实现部分水流的超越。封堵前后管道内水流向改变状况可参考图3所示。
49.步骤8带压封堵：污水主管道内部采用折叠皮碗式封堵。其通过封堵夹板阀3安装在主管道上距离待改造管段6前后4d的位置。该带压封堵设备2由密封装置、连杆传动装置1、皮碗封堵头7等组成。安装完成后打开夹板阀，将折叠的皮碗式封堵头7穿过封堵夹板阀3所打开的开口进入主管道，封堵方向为封堵头7内表面朝迎水面，通过连杆传动装置1将皮
碗封堵头7展开，根据理论计算行程先确认封堵头7是否到达封堵位置，再根据液压连杆传动压力值判断密封板是否展开到位，完成封堵工作，实现水流的完全超越。然后可打开压力平衡短节5，检查封堵情况：当无污水外溢，则说明封堵完好。封堵后管道内水流向、折叠皮碗式封堵头7采用市售件保证其外径配合于待改造管段6管径即可。
50.步骤9待改造管段6排水：在待改造管段6开孔，排空管段内积水。
51.步骤10待改造管段6施工：根据具体施工需要对待改造管段6进行管段维修、设备更换、支路接驳等施工。
52.步骤11管道封堵、旁通管拆除：待改造管段6施工完毕后，即可对污水主管道内部的封堵设备2和旁通管道10进行拆除。将压力平衡短节5与封堵设备 2密封装置通过软管连通，待改造管道注满水平衡压力后，将两台封堵装置拆除并关闭对应夹板阀，主管道恢复部分通水。后关闭旁通管道10对应夹板阀并拆除旁通管道10，实现主管道全面通水。
53.步骤12塞堵板安装：在每个旁通封堵三通8和封堵装置位置的夹板阀上方安装塞堵器31，塞堵器31与旁通封堵三通8单法兰平齐，打开夹板阀后可利用塞堵器31中所设置的塞堵板对下方三通进行封堵。具体而言，塞堵器中塞堵板设置在夹板阀下方，与封堵三通单法兰平齐，其通过在法兰侧面孔洞安装锁销实现对塞堵板的固定，塞堵板封堵方式为钢板+o型圈。塞堵板安装过程如图4 上侧打开状态所示。
54.步骤13拆除夹板阀、盲板32封堵：封堵设置完成后即可拆除塞堵器31、夹板阀，并安装法兰盲板32进行管道封堵。盲板32封堵完成情况如图4下侧所示。
55.步骤14管道防腐、沟槽回填：将待改造管段6、封堵三通段管道进行防腐处理后，对开挖的沟槽进行分层回填并夯实。
56.由此，本技术的给排水压力管道带压修复连接系统能够在给排水压力管道在不停输情况下实现带压修复和连接。本技术所提供的施工工法及施工组织顺序改变了给排水压力管道在维修和连接作业中需要停输、降压、排水等操作的传统的作业方式。运用本技术所提供的方式进行给排水压力管道改造修复时，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成对新旧管线的维修及连接工作。相对于传统的停输改造施工方式而言，本技术具有施工影响小、效益高、安全系数大的优点，尤其针对主干压力管道，本技术所提供的施工方式，其不停水的优点更加突出。
57.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。