地下管道临时封堵堵头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种地下管道临时封堵堵法，包括一体成型的粘结部分和堵头主体，其中，所述粘结部分为环状，其外径与地下管道的内径相匹配，用于与地下管道内壁相粘结；所述堵头主体为中空的半圆体，且其与粘结部分连接的横截面的内径和外径分别与粘结部分的内径和外径一致；所述粘结部分和堵头主体均采用碳纤维布层制成。本实用新型专利技术提供的地下管道临时封堵堵头，充分利用了碳纤维材料质量轻、抗拉强度高、同混凝土基面粘结性能优异的特点，采用碳纤维片材形成的壳体作为临时堵头，能承受大直径地下管道检修期间的内水压；使制备的临时堵头，承载大、结构轻巧、施工便捷、便于拆卸，比较适合大直径地下管道的临时检修。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利工程
，具体涉及一种地下管道临时封堵堵头。
技术介绍
经资料查询及调研，目前国内、外地下管道临时封堵多采用橡胶充气堵头，在内水压0.2MPa以内，堵头最大直径可达3.0m左右。如内水压力提高到0.5MPa，目前的橡胶堵头技术只能对管径小于1.5m的管道进行临时封堵。对于直径大于3.0m、承受内压0.5MPa的临时堵头，国内外无成熟技术可资借鉴。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，提供一种适用于大直径地下管道的临时封堵堵头，本技术提供了一种地下管道临时封堵堵头，包括一体成型的粘结部分和堵头主体，其中，所述粘结部分为环状，其外径与地下管道的内径相匹配，用于与地下管道内壁相粘结；所述堵头主体为中空的半圆体，且其与粘结部分连接的横截面的内径和外径分别与粘结部分的内径和外径一致；所述粘结部分和堵头主体均采用碳纤维布层制成。其中，前述粘结部分和堵头主体上设置的碳纤维布层的层数设为一层以上。其中，前述粘结部分和堵头主体上设置的碳纤维布层的层数设为三层。其中，前述粘结部分与地下管道的混凝土基面通过粘结剂粘结，所述粘结剂的材质为环氧树脂。其中，前述碳纤维布层由双向碳纤维布涂覆形成。其中，前述粘结部分和堵头主体的内表面涂覆有聚脲涂层。其中，前述聚脲涂层的厚度不小于3mm。其中，前述聚脲涂层为单组份聚脲涂层。本技术提供的地下管道临时封堵堵头，充分利用了碳纤维材料质量轻、抗拉强度高、同混凝土基面粘结性能优异的特点，采用碳纤维片材形成的壳体作为临时堵头，能承受大直径地下管道检修期间的内水压；使制备的临时堵头，承载大、结构轻巧、施工便捷、便于拆卸，比较适合大直径地下管道的临时检修。附图说明图1：本技术的立体结构示意图；图2：本技术剖视图。具体实施方式为了对本技术的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本技术的技术方案及其产生的有益效果。图1为本技术的立体结构示意图，图2为本技术的剖视图，如图1-图2所示，本技术提供的地下管道临时封堵堵头，包括一体成型的粘结部分1和堵头主体2，其中，所述粘结部分1为环状，其外径与地下管道3的内径相匹配，用于与地下管道3内壁相粘结，粘结部分1长度较佳设为大于1米，以实现与地下管道3的稳定粘结；所述堵头主体2为中空的半圆体，且其与粘结部分1连接的横截面的内径和外径分别与粘结部分1的内径和外径一致；所述粘结部分1和堵头主体2均采用碳纤维布层制成。本技术中，由于所述粘结部分1和堵头主体2均采用碳纤维布层制成，其能充分利用碳纤维材料质量轻、抗拉强度高、同混凝土基面粘结性能优异的特点，采用碳纤维片材形成的壳体作为临时堵头能承受大直径地下管道检修期间的内水压，使制备的临时堵头，承载大、结构轻巧、施工便捷、便于拆卸，比较适合大直径地下管道的临时检修。较优的，所述粘结部分1和堵头主体2上设置的碳纤维布层的层数设为一层以上。在内水压及摩擦系数相同的情况下，层数越多，堵头的厚度越厚，堵头相同位置处在相同方向上的位移值越小，结构也越稳定，越能保证施工安全，较佳的，所述粘结部分1和堵头主体2上设置的碳纤维布层的层数设为三层。较优的，所述粘结部分1与地下管道3的混凝土基面通过粘结剂粘结，所述粘结剂的材质为环氧树脂；具体的，粘结剂包括浸胶以及用它配置的底涂胶和修补胶，粘结剂的基本性能如表1所示，通过设置此粘结剂，使得粘结部分1与地下管道3的混凝土基面的粘结强度不小于2.0MPa。表1粘结剂的基本性能要求较优的，所述碳纤维布层由双向碳纤维布涂覆形成。较优的，所述粘结部分1和堵头主体2的内表面涂覆有聚脲涂层4。本技术中，所谓的内表面是指，相反于粘结部分1和堵头主体2与混凝土内壁连接的一面。聚脲涂层4优异的防渗性能以及高延展率的性质决定了其涂覆在碳纤维布表面时，能作为堵头的防渗体，防止堵头漏水。较优的，所述聚脲涂层4为单组份聚脲涂层。单组分聚脲材料是一类反应型、无溶剂污染的涂料产品，其由含多异氰酸酯的高分子预聚体与经封端的多元胺(包括氨基聚醚)混合，并加入其他功能性助剂所组成。在无水状态下，体系稳定，一旦开桶施工，在空气中水分的作用下，迅速产生多元胺，多元胺迅速与异氰酸酯反应，形成涂膜材料。具体的，单组份聚脲的基本性能如表2所示。表2单组份聚脲基本性能通过提供上述聚脲，能使所述碳纤维布层与聚脲涂层的粘结强度不小于2.0MPa。较优的，聚脲涂层4的厚度不小于3mm。本技术另外提供了一种地下管道临时封堵堵头，通过下述制作方法制成：S1：制作封堵堵头模型；S2：在封堵堵头模型表面刮涂粘结树脂；S3：在粘结树脂表面黏贴碳纤维布，形成碳纤维布层；S4：沿纤维方向滚压碳纤维布层，挤除气泡，使粘结树脂成分渗入碳纤维布层；S5：等粘结树脂干燥后立即刮涂及黏贴下一层粘结树脂及碳纤维布层；S6：碳纤维布层黏贴完毕后，在最后一层碳纤维布层上均匀刮涂粘结剂，所述粘结剂的材质为环氧树脂；S7：在碳纤维布成型后28天，拆除堵头封堵模型。较优的，所述碳纤维布层一共黏贴涂覆三层。较优的，所述步骤S3及步骤S5中，黏贴的碳纤维布为双向碳纤维布。较优的，还包括如下步骤：S7：在封堵堵头内表面涂刷聚脲涂层。较优的，所述聚脲涂层为单组份聚脲涂层。具体实施时，需要在碳纤维布层表面涂刷聚脲潮湿型界面剂，待界面剂用手指触碰呈干燥时涂刷单组份聚脲涂层。较优的，所述聚脲涂层的厚度不小于3mm，因此一般需要涂刷四遍左右，每层涂刷的间隔不得大于三小时。粘贴碳纤维片材并涂刷聚脲涂层后，自然养护24小时达到初期固化，应保证固化期间不受干扰。碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：日平均气温在10℃以下时为10天左右；日平均气温在10℃以上时为3～7天。在此期间应防止碳纤维临时堵头受到硬性冲击。本技术在具体实施时，所谓的碳纤维布层是由碳纤维复合增强材料形成，碳纤维复合材料指的是碳纤维布用胶浸渍后形成的复合材料。为进一步了解本技术的有益效果，下面将结合具体的模型参数对本技术提供的封堵堵头，其所能应用的管道环境(直径、内水压等)以及性能(位移值、应力分布等)做进一步介绍。一、几何参数及荷载参数设定混凝土管道实际衬砌内径为4.6m，衬砌厚度为40cm。堵头直径为4.6m。一层碳纤维布层的厚度为0.5mm，两层碳纤维布层的厚度为1.0mm，三层碳纤维布层的厚度为1.5mm。碳纤维复合材料与混凝土粘结的长度为拟按1m计算，摩擦系数初始设置为0.5，摩擦系数敏感性分析时改变摩擦系数的取值。荷载为均布内水压，大小为0.5MPa。二、技术路线概述1、地下管道临时封堵堵头(下文简称“CFRP堵头”)混凝土管道有限元模型建立包含混凝土管道、CFRP半球形堵头的三维有限元模型。其中，半球形堵头采用可以反映平面应力分量的四边形空间膜单元模拟，管道混凝土采用空间8节点六面体实体单元模拟，而堵头与混凝土的接触部分通过指定目标面和接触面，生成接触单元的方式模拟粘结-滑移效应。其中，在建立有限元模型时应考虑到CFRP堵头材料厚度、荷载大小、摩擦系数的变化，以便进行敏感性分析。2、材料力学法理论计算为了便于和有限元分析结果进行对比验证，采用简化的力学模型对封堵堵头的受力、粘结长度等进行初步理论计算分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下管道临时封堵堵头，其特征在于，包括一体成型的粘结部分和堵头主体，其中，所述粘结部分为环状，其外径与地下管道的内径相匹配，用于与地下管道内壁相粘结；所述堵头主体为中空的半圆体，且其与粘结部分连接的横截面的内径和外径分别与粘结部分的内径和外径一致；所述粘结部分和堵头主体均采用碳纤维布层制成。

【技术特征摘要】
1.一种地下管道临时封堵堵头，其特征在于，包括一体成型的粘结部分和堵头主体，其中，所述粘结部分为环状，其外径与地下管道的内径相匹配，用于与地下管道内壁相粘结；所述堵头主体为中空的半圆体，且其与粘结部分连接的横截面的内径和外径分别与粘结部分的内径和外径一致；所述粘结部分和堵头主体均采用碳纤维布层制成。2.如权利要求1所述的地下管道临时封堵堵头，其特征在于：所述粘结部分和堵头主体上设置的碳纤维布层的层数设为一层以上。3.如权利要求2所述的地下管道临时封堵堵头，其特征在于：所述粘结部分和堵头主体上设置的碳纤维布层的层数设为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯启，夏世法，窦铁生，马宇，王兴勇，汪正兴，张福成，杨伟才，李蓉，徐振东，王艳，杨进新，张奇，汪东黎，刘江宁，
申请(专利权)人：北京市南水北调东干渠管理处，
类型：新型
国别省市：北京;11