水压试验装置的制作方法

本实用新型涉及土木建筑领域，特别是涉及水压试验装置。

背景技术：

减阻泥浆系统作为长距离顶管顶力控制不可或缺的一个重要环节，能有效减少顶管摩擦力，从而减少在顶管施工过程中中继件的使用数量，若注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的泥浆套，则其减摩效果较好。一般情况摩阻力可由12KN/m2～30KN/m2减至3KN/m2～5KN/m2，甚至更小。此外，当管壁周围形成完成泥浆套后，可通过减少顶进带土现象达到控制沉降的目的。因此泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。

一般地，采用顶管机同步注浆和管段补浆两种方式进行减阻，即顶管机的机尾环向设置注浆环，泥浆由此在管外壁形成泥浆套；其后管段部分在顶进时分步、同时补浆，补浆孔环形布置。考虑DN3800管道直径较大，每环设置4～6个注浆孔，60度间隔布置。紧靠顶管机头部的管节，每节布置一环，每一环设置4～6个注浆孔，其后约每隔两节(12m)一环。并在实际顶管中视顶力大小做适当调整，每道补浆环有独立阀门控制。完成顶进后，需进行对管周的泥浆套进行水泥浆置换，最后对这些泥浆孔进行封堵。检验封堵合格的标准是逐一进行水压试验。

在以往的注浆孔的水压试验施工中是采用单撑杆连接试压套筒对注浆孔逐一试压。具体步骤为：将注浆孔由套筒套住，下端由撑杆支撑，末端架设千斤顶，套筒的侧面软管连接手动试压泵。试压时，起升千斤顶，将套筒撑于管壁，保证试压不泄露，采用手动试压泵打压进行水压试压。

然而，千斤顶升降速度较慢，并且测试其他注浆孔时需要不断转换施工位置，使得施工效率较低，影响施工进度；而且，千斤顶顶升进行试压操作时容易出现打滑现象，存在安全隐患。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种施工效率高且安全的水压试验装置。

一种水压试验装置，包括：

封堵螺栓，包括头部和螺杆，所述头部开设有凹陷部；

套筒，盖设于所述头部，所述套筒设有安装孔；

连接螺栓，一端位于所述套筒内并通过所述凹陷部与所述封堵螺栓连接，另一端伸出所述套筒外并与所述套筒连接；

分流器，包括分流管，所述分流管上设有阀门，所述分流管与所述安装孔连接；

试压泵，包括出水管，所述出水管与所述分流器连接。

在其中一个实施例中，所述分流器包括多个所述分流管，各个所述分流管均设有所述阀门。

在其中一个实施例中，所述安装孔的中心线与所述连接螺栓垂直。

在其中一个实施例中，所述连接螺栓通过螺母与所述套筒连接。

在其中一个实施例中，所述凹陷部的内壁设有内螺纹，所述连接螺栓的端部设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。

在其中一个实施例中，还包括弹性垫，所述弹性垫位于所述连接螺栓与所述套筒的连接处。

在其中一个实施例中，还包括密封环，所述密封环位于所述安装孔中。

上述水压试验装置在应用时，封堵螺栓位于注浆孔中，通过旋紧连接螺栓可以使得套筒紧密地贴于管壁上，进而在注浆孔的四周形成密闭空间，通过试压泵使试压水经分流管分流至套筒中，通过观察阀门是否有降压的现象出现便可判断注浆孔是否封堵合格。上述水压试验装置无需额外的人工在注浆孔周围形成密闭空间，施工安全且方便，并且可以同时对多个注浆孔进行水压试验，有利于提高施工效率，加快施工进度，并且拆卸方便，操作安全且方便。

附图说明

图1为一实施例的水压试验装置的分解示意图；

图2为一实施例的水压试验装置的工作示意图；

图3为一实施例的水压试验装置的应用方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1所示，一实施例的水压试验装置10包括封堵螺栓100、套筒110、连接螺栓120、分流器130和试压泵140。封堵螺栓100包括头部102和螺杆104，头部102开设有凹陷部106，套筒110盖设于头部102，套筒110设有安装孔112。连接螺栓120一端位于套筒110内并通过凹陷部106与封堵螺栓100连接，另一端伸出套筒110外并与套筒110连接。分流器130包括分流管132，分流管132上设有阀门，分流管132与安装孔112连接。试压泵140包括出水管142，出水管142与分流器130连接。

上述水压试验装置在应用时，封堵螺栓100位于顶管20的注浆孔中，通过旋紧连接螺栓120可以使得套筒110紧贴于顶管20的管壁上，进而在注浆孔的四周形成密闭空间，通过试压泵140使试压水经分流管132分流至套筒110中，通过观察阀门是否有降压的现象出现便可判断注浆孔是否封堵合格。上述水压试验装置无需额外的人工在注浆孔周围形成密闭空间，施工安全且方便，并且可以同时对多个注浆孔进行水压试验，有利于提高施工效率，加快施工进度，并且拆卸方便，操作安全且方便。具体地，当阀门上的压力值保持不变时，表明注浆孔封堵成功。而如果阀门上的压力值出现降压的情况，则表明注浆孔封堵失败。

在本实施例中，分流器130包括多个分流管132，各个分流管132中均设有阀门。多个分流管132可以同时与同环内的注浆孔连接，并同时进行试压试验，只需通过观察阀门上的压力值便可以判断各个注浆孔的封堵情况。另外，试压泵140的出水管142连接至一分流器130，并通过带阀门的分流器130分流入同环多个减阻注浆孔达到多孔同步水压试验效果，数倍增加注浆孔水压试验的效率。如图1所示，分流器130还包括进口管134，试压泵140的出水管142通过进口管134与分流器130连接。在本实施例中，分流器130为分配阀板，分配阀板上包括多个连接母端，分流管132的端部设有与连接母端匹配的接插端，分流管132通过插接端与分配阀板连接。

如图2所示，在本实施例中，分流器130包括4个分流管132，可以同时对同环的4个注浆孔1进行水压试验。具体地，按压试压泵140，使得试压水经进口管134流入分流器130中，然后经4个分流管132分别流入各个套筒110中。进而实现同时对四个注浆孔1的封堵情况进行判断。

封堵螺栓100包括头部102和螺杆104，螺杆104的直径与注浆孔的直径匹配。螺杆104上设有锥形螺纹，螺杆104的端部与顶管20的外壁持平。在本实施例中，螺杆104靠近头部102预留3mm长度不车螺纹，防止螺栓过拧。螺杆104凸出顶管20的内壁5mm以形成头部102，并将头部102加工成六角螺帽。即，在本实施例中，封堵螺栓100的头部102和螺杆104一体成型。

在头部102的顶端平面开孔以形成凹陷部106，并在凹陷部106的内表面攻牙，形成内螺纹。凹陷部106的深度以及直径可以根据实际情况进行选择。在本实施例中，凹陷部106位于头部102的中心，即，凹陷部106的中心与螺杆104的中心位于同一条直线上，如此设置，可以使得凹陷部106具有较大的深度范围。在本实施例中，连接螺栓120的端部设有与内螺纹匹配的外螺纹。当连接螺栓120插入凹陷部106时，二者螺纹连接。

套筒110的作用是在顶管20的注浆孔的周围形成封闭环境，便于注浆孔进行水压试验。连接螺栓120伸入套筒110内并且通过凹陷部106与封堵螺栓100连接。连接螺栓120设有与凹陷部106的内螺纹匹配的外螺纹，当连接螺栓120进入凹陷部106时，二者通过螺纹连接，进而实现连接螺栓120与封堵螺栓100的连接。在本实施例中，连接螺栓120通过螺母122与套筒110连接。如图1所示，连接螺栓120的另一端位于套筒110外，螺母122通过连接螺栓120的端部套设于连接螺栓120上。螺母122与连接螺栓120螺纹连接，并可以通过旋转螺母122调整套筒110与管壁20之间的压力。此外，管壁20与套筒110之间设有橡胶垫，可以起到密封的作用。套筒110设有安装孔112，在进行水压试验时，试压水通过安装孔112进入套筒110中。

在本实施例中，安装孔112的中心线于连接螺栓120垂直。注浆孔封堵结构在实际应用时，连接螺栓120的中心线与封堵螺栓100的中心线位于同一直线上，即，与顶管20的管壁呈大致垂直的状态。安装孔112的中心线与顶管20的管壁呈大致平行的状态，使得分流管132在与安装孔112连接时可以沿着管壁进行设置，不会形成较大弯折，保住水流的畅通。另外，套筒110的安装方法采用封堵螺栓100反向拉住套筒110的方式，增加了安装的便利性，并且具备了多孔位同步施工的可行性。

更进一步地，在本实施例中，还包括弹性垫，弹性垫位于连接螺栓120与套筒110的连接处。弹性垫套设于连接螺栓120上，并且位于螺母122与套筒110外壁之间，提高连接螺栓120与套筒110之间的密封性。另外，在本实施例中，还包括密封环，密封环位于安装孔112中。在水压试验时，当分流管132与安装孔112连接时，密封环可以提高连接的密封性。

上述水压试验装置10在使用时，旋紧螺母122，使得套筒110紧贴于管壁20，连接好分流管132与安装孔112，以及连接好试压泵140与分流器130。通过手动加压试压泵140使得试压水流进分流器130中，分流器130通过各个分流管132将试压水分流至套在各个注浆孔的套筒110中，并观察各个分流管132上的阀门的数值变化。在发现降压的情况下，即可判断该处的注浆孔封堵失败。

如图3所示，上述水压试验装置的应用方法包括以下步骤：

步骤S300，将封堵螺栓的螺杆旋入顶管的注浆孔中并拧紧密封。螺杆的直径与注浆孔的直径匹配。在本实施例中，在注浆孔的封堵步骤中，还有将混合均匀的高强度结构胶均匀注入注浆孔中，对注浆孔进行防腐和密封。

步骤S310，将套筒盖于封堵螺栓的头部，连接螺栓一端位于套筒内并与头部连接，另一端伸出套筒外并旋紧于套筒，使套筒紧贴顶管的管壁。封堵螺栓的头部开设有凹陷部，凹陷部的内表面设有内螺纹，连接螺栓的一端设有与内螺纹匹配的外螺纹，另一端穿出套筒外并通过螺母与套筒连接。即，连接螺栓与封堵螺栓螺纹连接，而通过旋紧螺母可以使套筒紧贴管壁，进而在注浆孔的周围形成封闭空间。

套筒设有安装孔，安装孔用于与分流管连接。在本实施例中，安装孔的中心线于连接螺栓的中心线垂直。套筒的安装方法采用封堵螺栓反向拉住套筒的方式，增加了安装的便利性，并且具备了多孔位同步施工的可能性。

步骤S320，将分流器的分流管与套筒的安装孔连接，试压泵的出水管与分流器连接。试压泵中的试压水通过出水管进入分流器中，分流器将试压水通过分流管分流至套筒中。

在本实施例中，分流器包括多个分流管，并且各个分流管均设有阀门。因此，试压水可以通过多个分流管同时到达多个套筒中，进而同时对多个注浆孔进行水压试验。

步骤S330，通过试压泵使试压水经分流管分流至套筒中，观察阀门的压力数字的变化，进而判断注浆孔的封堵是否合格。当阀门上的压力数值没有发生变化时，表明注浆孔封堵成功。如果发现阀门上的压力数值出现压力下降的情况下，便可判断该注浆孔封堵失败。即，只需要通过观察阀门的压力数值变化便可以筛选判断注浆孔的封堵情况。

上述水压试验装置的应用方法套筒安装简单，工人操作难度较小，相同人工的情况下同环4～6孔试压时整体时间约为30分钟(包含水压试验时间15分钟)，试压效率是传统方式的4～5倍，提高了试压效率。另外，上述水压试验装置具有较强的适应性，对于不同管径或是同环不同孔数的注浆孔均可以进行试压，适用范围广。

以下将对注浆孔的封堵进行详细介绍：

1、注浆孔封堵准备工作

(1)先将顶管外壁减阻润滑用的膨润土混合物用砂浆置换后，并适当维护，以免置换砂浆外泄，影响顶管沉降。

(2)将注浆孔的置换砂浆用阀门打开，观察阀门中是否有砂浆外泄，未发现外泄才能将阀门打开，并进行下一步注浆孔的密封施工。

(3)用高压清洁水将注浆孔内部的污染物混凝土清洗干净，并用煤气烤把或喷灯将孔内部及周边湿气去除，直至达到干燥的金属表面。

(4)用安全清洗剂将机加工内置堵头和注浆孔内部清洗干净，以免影响密封性。

2、注浆孔封堵施工

注浆孔防腐和密封采用厚浆型环氧树脂涂料，涂料须符合生活饮用水卫生要求，防腐性能不得低于顶管补口涂料性能。涂料涂敷方式采用压力泵向注浆孔往外注入涂料，在注浆孔区域形成覆盖层，覆盖面积为注浆孔圆孔面积的3倍以上，厚度3cm以上。注浆孔内注满涂料后，通过拧紧封堵螺栓，挤出涂料，完成防腐和密封。

具体步骤为：

(1)采用厚浆型环氧树脂涂料：威乐邦牌高强度结构胶作为注浆孔的封堵材料。实际施工时，预先按所需施胶的密封注浆孔的数量及单个注浆孔胶粘剂的用量计算所需结构胶的总用量，随后按甲(威乐邦牌B-210A)：乙(威乐邦牌B-210B)＝2：1混合均匀，随配随用。

(2)用压力泵将混合均匀的高强度结构胶均匀注入注浆孔内，注浆孔内注满高强度结构胶后，将封堵螺栓拧紧，使胶水从外部顶进到注浆孔内部空隙处，在注浆孔区域形成覆盖层，覆盖面积为注浆孔圆孔面积的3倍以上，厚度为3cm以上，完成防腐和密封。

(3)为排除内部气泡，需将堵头拧出，再次灌注混合后的结构胶，并再次拧紧，将封堵螺栓的螺纹全部拧紧，使注浆孔及封堵螺栓的螺纹密封处都灌满胶，然后用腻子刀或刮板把挤出的胶封住堵头，使堵头全部封于胶内。

(4)在常温下和干燥环境下固化时间约为1.5小时，在高湿度环境下需4小时后才能完全固化，固化后才能进行高压试验。由于注浆孔与外界相连接，有流动的自由水进入管内，所以当第二次将封堵螺栓闷进注浆孔前，施工人员应将少量麻丝缠绕封堵螺栓处，再将配好的胶水均匀的涂在封堵螺栓上，最后封好堵头。此项操作是为了防止流动水的侵入导致胶水不能凝固完全。

(5)固化后的胶粘剂达到要求强度后，可用高压水将工件周围清理干净，并用磨光片将密封圆环面打磨平整，否则会影响密封稳定性。

(6)注浆孔封堵完毕后并固化完成后可以进行水压试验。每一个注浆孔须进行水压试验，试验压力为1.15MPa，试压时间为15min，试压要求遵照《给水排水管道工程施工及验收标准规范》(GB50268-2008)。

在完成注浆孔的封堵后，需要采用水压试验检查注浆孔的封堵是否成功，以下将对注浆孔水压试验进行详细说明：

1、注浆孔水压试验前的检查

(1)按要求注浆孔封堵处应涂有厚浆型环氧树脂涂料，并确认封堵螺栓配齐并拧紧。

(2)检查注浆孔试压区表面是否平整，若不平整用角磨机打磨至平整，且检查有无表面缺陷。

(3)检查“0”型密封圈的质量，如有质量问题应及时更换。

(4)确认加压管与支架的安装方式和安装位置是否正确，检查加压管与支架的紧固程度，并确保连接装置的焊接质量。

(5)检查水压试验的管路是否有破漏，试压过程中不能有漏水现象。

(6)检查试验用压力表是否已经校验合格，压力表的量程、精度等级是否符合要求。

(7)水压试验前要对周围的设备、配电箱采取保护措施，避免压力试验时漏水损坏设备。

2、注浆孔水压试验方法

(1)将套有密封圈的分流管紧扣于注浆孔加压区域，并安装支架，调整连接装置使整个试压装置两端紧固在内管壁上。

(2)用手动试压泵进行1.15MPa水压试验，试压时间为15min。向出水管内注水，同时观测压力表的数值，升压的速度不宜过快，以满足检测人员有足够的时间检查是否有漏点；当其达到1.15Mpa时，停止加压，进行严密性试验，以不降压、无泄漏、无变形为合格；若达不到要求需进行返工处理；停止加压5min后拆除装置。

3、注浆孔水压试验技术要求

(1)为了确保试压工作安全并符合设计规范要求，应严格按照试验系统的允许范围和试验压力进行操作。

(2)试验时使用的压力表要求在2Mpa至4Mpa之间。

(3)试压介质，根据本工程实际情况计划一般的工业用水强度试验和严密性试验。

(4)试压系统的试验压力应按设计规定执行，注浆孔的设计试验压力为1.15MPa。

(5)泄压时应缓慢打开泄压阀，选择安全部位进行并考虑反冲力作用，并避开人员和设备。

4、注浆孔水压试验注意事项

(1)注浆孔水压试验时，如发现有泄漏点，应泄压处理，不得带压进行修理。

(2)水压试验前要对周围的电器设备、配电箱采取保护措施，避免压力试验时漏水从而导致漏电。

(3)注浆孔进行试压试验时，无关人员不得擅自入内。在此范围内与试压无关的施工应一律停止。

(4)注浆孔压力试验时，操作人员的身体不要正对被检查系统的连接部位，高处作业时应挂好安全带，并提前准备好应急救援措施。

(5)在试验过程中，不得在试压的管子上敲打及悬挂其它重物，重点阀门及危险部位要有专人监护，防患于未然。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。