一种嵌入型管道内支架加固系统及其加固方法技术方案

一种嵌入型管道内支架加固系统及其加固方法，所述加固系统包括加固圆环支架，加固圆环支架包括主体，主体包括第一组件、第二组件、第一弧形连接片、主体连接螺栓和适配块，第一组件和第二组件的一端固定连接，另一端通过第一限位卡块、第二限位卡块以及适配块的配合共同形成完整的封闭圆环。本加固方法包括股管道现状检定、设计制作加固圆环支架、安装第一组件、安装第二组件、扩张装置扩张限位卡槽、嵌入适配块等步骤。本发明专利技术对破损管线进行结构性非开挖修复，径向张力使支架与待加固结构密贴，新旧结构协同工作弥补破损管道断面尺寸的不规则变化，保障加固质量，简化修复工艺，延长管道使用寿命。

An embedded pipe internal support reinforcement system and its strengthening method

An embedded pipeline stent system and method of reinforcement reinforcement, the reinforcement system including reinforcement ring support, reinforcement ring bracket includes a main body including a first component and a second component, the first arc connecting piece, a connecting bolt and a main adapter block, one end of the first component and the second component is fixedly connected with the other end of the first limit. A piece of card, second card limit block and adapter block together with the formation of complete closed circle. The reinforcement method includes the status verification, design and fabrication, reinforcement of the ring support, installation of the first component, installation of second components, expansion device, expansion of the limiting slot, and insertion of the adapter block. The invention carries out structural trenchless repair for damaged pipelines, and the radial tension makes the support close to the reinforcement structure. The old and new structure work together to make up for the irregular change of the broken pipeline section size, guarantee the reinforcement quality, simplify the repair process and prolong the service life of the pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入型管道内支架加固系统及其加固方法
本专利技术属于地下管道加固领域，特别是一种嵌入型内支架加固系统及其施工方法。
技术介绍
地下管线是城市运行的生命线，但由于各个时期的经济和建设水平不同，地下管线质量存在很大差异。随着时间增长，许多地下管线已接近使用寿命，甚至是“超期服役”，此问题在老旧城区更是明显。近年来，道路塌陷事故频发，究其原因，往往是老旧地下管线渗漏、破坏、甚至坍塌所致。地下管线多位于城市主要交通道路下方，无法大规模开挖修复。因此非开挖修复是目前国际上公认的老旧管道最为简单经济的修复方法，该技术节省了时间及工程费用，强化了原管道的功能，延长了使用寿命。目前，常见的管道非开挖修复主要分为柔性和刚性两类。由于修复材料的自身特性，柔性修复对管道变形的抵抗能力较差，如增设管道塑料内衬方式等，因此主要以外观修复为主，无法解决管道结构性损伤的问题。而刚性修复一般采用不锈钢内衬管，将薄壁不锈钢管焊接成型后，使用牵引动力将不锈钢内衬管从待加固管道的一端牵引至另一端，不锈钢管内衬管穿插完毕之后对其进行充压，在保压情况下对内衬管与原管线之间的缝隙进行注浆固化作业。刚性加固结构具备一定的承载能力，结构断面尺寸较大，因此会损失较多的过水面积。此外，由于待加固管道损伤情况的不确定性，破损管道断面尺寸的不规则变化，预制的修复结构不能充分与待加固管道协同工作，现场制作修复结构又受到场地、环境的限制，加固工作断面小，对加固结构的型式、尺寸及施工方法均有制约。因此，亟需一种安全、可靠的管道修复技术对产生结构性损伤的老旧管线进行加固补强，延长其使用寿命，确保道路行车安全。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种嵌入型管道内支架加固系统及其加固方法，要解决现有的非开挖修复老旧管道时柔性修复存在抵抗能力较差无法解决管道结构性损伤的技术问题；还要解决刚性修复时存在结构断面尺寸较大损失较多的过水面积、新旧结构无法协同工作以及受场地环境限制较大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种嵌入型管道内支架加固系统，包括沿待加固管道周向设置的至少一榀加固圆环支架，所述加固圆环支架包括不锈钢件的主体，所述主体包括第一组件、第二组件、第一弧形连接片、主体连接螺栓和适配块，所述第一组件是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第一连接端，另一个端部为第一适配端，所述第二组件是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第二连接端，另一个端部为第二适配端，所述第一弧形连接片轴向设置、与主体内壁的弧度相适应，所述第一弧形连接片与主体的轴向长度相同，第一弧形连接片的一端固定连接在第一连接端的内壁表面，另一端伸出第一连接端的端面形成伸出段，伸出段上开有第一螺栓孔，所述第二连接端上开有与第一螺栓孔相对的连接端孔，所述第二连接端搭在伸出段上并通过依次贯穿第一螺栓孔和连接端孔的主体连接螺栓栓接，所述第一连接端的端面与第二连接端的端面对接顶紧；所述第一适配端的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第一限位卡块，所述第二适配端的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第二限位卡块，第一限位卡块和第二限位卡块之间形成供适配块嵌入的限位卡槽，所述适配块的周向宽度大于或等于限位卡槽的周向宽度，轴向长度和厚度与限位卡槽相适应，所述适配块通过扩张装置扩张第一组件与第二组件间限位卡槽的宽度嵌卡在限位卡槽内，所述第一组件、第二组件和适配块共同形成完整的封闭圆环。所述加固圆环支架还包括轴向伸出主体的两侧、与主体一体成形的翼板，所述翼板是与主体内壁的弧度相适应的弧形板，沿待加固管道周向设有至少两榀加固圆环支架，包括前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架，沿前榀加固圆环支架周向间隔设有多道翼板，沿后榀加固圆环支架上的对应位置也设有数量相同的翼板，两者通过翼板固定连接为一体。所述主体和翼板形成沿加固圆环支架周向间隔交替设置、尺寸相适应的插头板和插槽，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架的外轮廓相同，后榀加固圆环支架的插头板插入前榀加固圆环支架的插槽内，前榀加固圆环支架的插头板插入后榀加固圆环支架的插槽内，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架承插封闭连接为一体形成钢筒。所述翼板上均开有翼板孔，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架之间通过第二弧形连接片固定连接，所述第二弧形连接片的弧度与主体内壁的弧度相适应，所述第二弧形连接片轴向设置，所述第二弧形连接片的两端对应翼板孔的位置均开有第二螺栓孔，第二弧形连接片的两端分别搭在前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架对应的翼板内壁上并均通过依次贯穿第二螺栓孔和翼板孔的翼板连接螺栓栓接。所述翼板上均开有翼板孔，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架之间通过第二弧形连接片固定连接，所述第二弧形连接片的弧度与主体内壁的弧度相适应，所述第二弧形连接片周向设置，所述第二弧形连接片上对应翼板孔的位置均开有第二螺栓孔，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架对应的翼板内壁上通过依次贯穿第二螺栓孔和翼板孔的翼板连接螺栓栓接。一种嵌入型管道内支架加固系统的加固方法，加固步骤如下：步骤一，进行待加固管道现状检定，通过检测确定需要进行修复的区域；步骤二，设计加固圆环支架，根据待加固管道现状检定结果，以加固圆环支架的壁厚作为主要设计指标，根据待加固管道的原有设计承载力与结构损伤后管道的承载能力的差值确定壁厚，同时根据现场施工场地条件确定每榀加固圆环支架的宽度；根据待加固管道破损段的长度及程度，选择加固圆环支架的个数；步骤三，对待加固管道进行外观处理，修复表面缺陷，然后对加固区段的结构尺寸行进测量，确定加固圆环支架的各部件加工尺寸；步骤四，在工厂加工加固圆环支架的各部件：在第一连接端上焊接第一弧形连接片，在第一适配端上焊接第一限位卡块，在第一弧形连接片上开第一螺栓孔，在第二连接端上开连接端孔，在第二适配端上焊接第二限位卡块，同时加工适配块；步骤五，在待加固管道内进行放线和定位，确定每榀加固圆环支架的安装位置；步骤六，先在待加固管道内安装第一组件，然后将第二连接端搭接在第一弧形连接片上，主体连接螺栓穿过第一螺栓孔和连接端孔栓接；步骤七，将扩张装置的径向底端具有的扩张钳插入限位卡槽内，旋转扩张装置中部的可调螺杆使扩张装置的另一端的顶块顶紧加固圆环支架的径向顶端，确保扩张装置垂直于待加固管道，随着扩张钳扩大，限位卡槽的宽度增加；扩张过程中，保证限位卡槽始终插入扩张钳并顶紧，扩张力不得下降，同时使用不锈钢锤检查加固圆环支架与待加固管道间是否存在空鼓，通过扩张装置辅助锤击，使加固圆环支架受到均匀的径向张力，重复该过程直至加固圆环支架与待加固管道密贴；步骤八，使用卡尺测量扩张后的限位卡槽的宽度，并选择与之相适应的适配块插入到限位卡槽中并锤击适配块，直至适配块完全嵌入至限位卡槽确保适配紧密，一榀加固圆环支架安装完成；步骤九，需要重复步骤六至步骤八，完成各榀加固圆环支架的安装，保证各榀加固圆环均平行。在步骤四中的主体上还加工了翼板，所述翼板与主体和翼板形成插头板和插槽，将后榀加固圆环支架的插头板插入前榀加固圆环支架的插槽内，将前榀加固圆环支架的插头板插入后榀加固圆环支架的插槽内，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架承插连接，使所有的加固圆环支架轴向连接为一体。在步骤四中的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：包括沿待加固管道（20）周向设置的至少一榀加固圆环支架，所述加固圆环支架包括不锈钢件的主体，所述主体包括第一组件（1）、第二组件（2）、第一弧形连接片（3）、主体连接螺栓（4）和适配块（5），所述第一组件（1）是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第一连接端（11），另一个端部为第一适配端（12），所述第二组件（2）是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第二连接端（21），另一个端部为第二适配端（22），所述第一弧形连接片（3）轴向设置、与主体内壁的弧度相适应，所述第一弧形连接片与主体的轴向长度相同，第一弧形连接片的一端固定连接在第一连接端（11）的内壁表面，另一端伸出第一连接端（11）的端面形成伸出段，伸出段上开有第一螺栓孔（6），所述第二连接端（21）上开有与第一螺栓孔（6）相对的连接端孔（7），所述第二连接端（21）搭在伸出段上并通过依次贯穿第一螺栓孔（6）和连接端孔（7）的主体连接螺栓（4）栓接，所述第一连接端（11）的端面与第二连接端（21）的端面对接顶紧；所述第一适配端（12）的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第一限位卡块（13），所述第二适配端（22）的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第二限位卡块（23），第一限位卡块（13）和第二限位卡块（23）之间形成供适配块嵌入的限位卡槽（9），所述适配块的周向宽度大于或等于限位卡槽的周向宽度，轴向长度和厚度与限位卡槽相适应，所述适配块（5）通过扩张装置（10）扩张限位卡槽（9）的宽度嵌卡在限位卡槽（9）内，所述第一组件（1）、第二组件（2）和适配块（5）共同形成完整的封闭圆环。...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：包括沿待加固管道（20）周向设置的至少一榀加固圆环支架，所述加固圆环支架包括不锈钢件的主体，所述主体包括第一组件（1）、第二组件（2）、第一弧形连接片（3）、主体连接螺栓（4）和适配块（5），所述第一组件（1）是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第一连接端（11），另一个端部为第一适配端（12），所述第二组件（2）是与沿待加固管道的内壁弧度相适应的半圆弧片，其中一个端部为第二连接端（21），另一个端部为第二适配端（22），所述第一弧形连接片（3）轴向设置、与主体内壁的弧度相适应，所述第一弧形连接片与主体的轴向长度相同，第一弧形连接片的一端固定连接在第一连接端（11）的内壁表面，另一端伸出第一连接端（11）的端面形成伸出段，伸出段上开有第一螺栓孔（6），所述第二连接端（21）上开有与第一螺栓孔（6）相对的连接端孔（7），所述第二连接端（21）搭在伸出段上并通过依次贯穿第一螺栓孔（6）和连接端孔（7）的主体连接螺栓（4）栓接，所述第一连接端（11）的端面与第二连接端（21）的端面对接顶紧；所述第一适配端（12）的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第一限位卡块（13），所述第二适配端（22）的端面固定连接有与其轴向长度等长设置的第二限位卡块（23），第一限位卡块（13）和第二限位卡块（23）之间形成供适配块嵌入的限位卡槽（9），所述适配块的周向宽度大于或等于限位卡槽的周向宽度，轴向长度和厚度与限位卡槽相适应，所述适配块（5）通过扩张装置（10）扩张限位卡槽（9）的宽度嵌卡在限位卡槽（9）内，所述第一组件（1）、第二组件（2）和适配块（5）共同形成完整的封闭圆环。2.根据权利要求1所述的嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：所述加固圆环支架还包括轴向伸出主体的两侧、与主体一体成形的翼板（14），所述翼板（14）是与主体内壁的弧度相适应的弧形板，沿待加固管道周向设有至少两榀加固圆环支架，包括前榀加固圆环支架（15）和后榀加固圆环支架（16），沿前榀加固圆环支架周向间隔设有多道翼板（14），沿后榀加固圆环支架上的对应位置也设有数量相同的翼板（14），两者通过翼板（14）固定连接为一体。3.根据权利要求1所述的嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：所述主体和翼板形成沿加固圆环支架周向间隔交替设置、尺寸相适应的插头板（14a）和插槽（14b），前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架的外轮廓相同，后榀加固圆环支架的插头板（14a）插入前榀加固圆环支架的插槽（14b）内，前榀加固圆环支架的插头板（14a）插入后榀加固圆环支架的插槽（14b）内。4.根据权利要求2所述的嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：所述翼板（14）上均开有翼板孔（8），前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架之间通过第二弧形连接片（19）固定连接，所述第二弧形连接片（19）的弧度与主体内壁的弧度相适应，所述第二弧形连接片轴向设置，所述第二弧形连接片（19）对应翼板孔（8）的位置均开有第二螺栓孔（17），第二弧形连接片（19）的两端分别搭在前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架对应的翼板（14）内壁上并均通过依次贯穿第二螺栓孔（17）和翼板孔（8）的翼板连接螺栓（18）栓接。5.根据权利要求3所述的嵌入型管道内支架加固系统，其特征在于：所述翼板（14）上均开有翼板孔（8），前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架之间通过第二弧形连接片（19）固定连接，所述第二弧形连接片（19）的弧度与主体内壁的弧度相适应，所述第二弧形连接片周向设置，所述第二弧形连接片（19）上对应翼板孔（8）的位置均开有第二螺栓孔（17），前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架对应的翼板（14）内壁上通过依次贯穿第二螺栓孔（17）和翼板孔（8）的翼板连接螺栓（18）栓接，前榀加固圆环支架和后榀加固圆环支架承插封闭连接为一体形成钢筒。6.一种根据权利要求2-5任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚嘉，王光明，王灏，司金艳，刘婧，王丽萍，董建，
申请(专利权)人：北京市市政工程研究院，北京市政路桥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11