一种可调型管道内支架加固系统及其加固方法技术方案

一种可调型管道内支架加固系统及其加固方法，加固系统包括至少一榀加固圆环支架，加固圆环支架主体和调节装置，主体的一个端部为约束端，另一个端部为滑动端，滑动端叠合在约束端的外侧，调节装置包括约束端螺块、滑动端螺块和双向螺杆，每根双向螺杆的两个外螺纹段与每组约束端螺块和滑动端螺块的内螺纹分别通过螺纹连接。本加固方法包括管道现状检定、设计制作加固圆环支架、调节装置扩张主体贴合等步骤。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 adjustable pipe internal support reinforcement system and its strengthening method

An adjustable pipe bracket reinforcement system and method of reinforcement, reinforcement system includes at least a reinforcement ring support, reinforcement and adjusting device of ring bracket body, one end of the main body as the constraint end, another end of the sliding end of the sliding end of laminated outer side in the end constraint, adjusting device including the end constraint screw block and the sliding end screw block and double screw, each double screw two outer thread section and each end constraint screw block and sliding thread end screw block respectively through threaded connection. The strengthening methods include the inspection of the current pipeline, the design and manufacture of the reinforcing ring support and the fitting of the expansion body of the adjusting device. 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】
一种可调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，特别是一种可调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，对结构损伤较大的老旧管线无法解决其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，加固构件与被加固管线的适配性不佳，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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可调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：一种可调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和调节装置，所述主体为沿待加固管道内径周向弯曲的卷筒，主体展开后的长度大于待加固管道内侧周向的周长，所述主体的一个端部为约束端，另一个端部为滑动端，所述滑动端叠合在约束端的外侧，所述调节装置包括约束端螺块、滑动端螺块和双向螺杆，所述约束端螺块和滑动端螺块的均为内壁上开有内螺纹、底部封闭的长方体套筒，所述双向螺杆包括分别设置在两个端部的外螺纹段和中部的调节段，两个外螺纹段的螺纹开设方向相反，所述约束端的内侧共设置有偶数个、沿主体长度方向的中轴对称的约束端螺块，滑动端的内侧、以主体长度方向的中轴对称设有与约束端螺块一一对应的滑动端螺块，滑动端螺块设置于滑动端与约束端叠合位置的内侧，约束端螺块和相应的滑动端螺块成组对齐设置，每组约束端螺块和滑动端螺块的套筒开口相对，所述双向螺杆包括分别设置在两个端部的外螺纹段和中部的调节段，两个外螺纹段的螺纹开设方向相反，每组约束端螺块和滑动端螺块的内壁上分别设置与两个外螺纹段相配合的内螺纹，每根双向螺杆的两个外螺纹段与每组约束端螺块和滑动端螺块的内螺纹分别通过螺纹连接、调节卷筒的外径大小，所述调节装置调节卷筒的外径范围以外螺纹段的长度与两侧内螺纹的配合深度为基准，所述待加固管道内侧周向的周长在调节装置调节卷筒的直径范围之间。所述加固圆环支架还包括配合使用的锁定装置和摩擦区，所述锁定装置固定连接在约束端，所述锁定装置包括自锁销，所述自锁销包括缠绕部和销舌部，所述锁定装置还包括限制自锁销转动的C型槽，由围合在缠绕部三边的上固定板、下固定板和侧板组成，所述锁定装置还包括限制自锁销平动的固定轴，所述固定轴穿过缠绕部的中心，所述销舌部自开口伸出C型槽，所述摩擦区设置在锁定装置对应的滑动端的内侧表面，所述销舌部的端头与摩擦区自动锁定阻止滑动端后退。所述约束端螺块的外端面与约束端的端面平齐，所述锁定装置位于偶数个约束端螺块之间的中部，所述销舌部伸出约束端的端面，所述摩擦区为矩形，位于偶数个滑动端螺块之间的中部，所述摩擦区自滑动端的端面向内设置，所述滑动端螺块的外端面与摩擦区的内边缘平齐。所述加固圆环支架沿待加固管道为通长型或区段型，所述通长型为一组各榀并列拼接的加固圆环支架沿待加固管道通长设置，所述区段型为一组各榀并列的加固圆环支架沿待加固管道间隔设置。一种可调型管道内支架加固系统的加固方法，施工步骤如下：步骤一，进行待加固管道现状检定，通过检测确定需要进行结构性修复的区域；步骤二，设计加固圆环支架，根据待加固管道现状检定结果，以可调型管道内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：在约束端上焊接约束端螺块，在滑动端上的相应位置焊接滑动端螺块，加工双向螺杆；步骤五，将卷筒外径调节至小于待加固管道的内径并置于管道内，滑动端置于约束端的外侧，约束端螺块与滑动端螺块相对，将双向螺杆的两端分别伸入两侧的螺块内，将调节装置调整至卷筒外径较小的位置，此时卷筒的成环的周长小于待加固管道的内径，定位初装加固圆环支架；步骤六，然后使用力矩扳手转动双向螺杆的调节段，扩张调节装置，使螺纹外露增加，调节装置扩张带动滑动端后移，由此增大卷筒的成环周长，使其与待加固管道的内壁贴合，调节过程中，使用不锈钢锤检查卷筒与待加固管道间是否存在大面积空鼓，通过调节装置辅助锤击，使卷筒达到均匀的径向张力，重复该过程直至卷筒与待加固管道密贴；步骤七，重复步骤五至步骤六，完成各榀加固圆环支架，直至全部管道内支架安装完成。所述步骤六中，为保证卷筒与待加固管道的严密，采用辅助注浆固定，如采用注浆，在靠近卷筒内外层叠合处预留有注浆孔，同时在卷筒的外侧两端沿径向设置遇水膨胀密封条，避免注浆时漏浆。所述步骤四中，在约束端上焊接锁定装置，在滑动端上的相应位置设置摩擦区；然后所述步骤六之后，拨动销舌部卡在摩擦区上锁定。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果：本申请结合地下管道的结构特点、运行环境施工现场条件以及加固系统的可操作性等因素，具体为一种适合混凝土或钢筋混凝土管道非开挖修复的可调型管道内支架加固系统及加固方法。工作原理为利用待加固管道结构对管道内支架进行环向约束，使用调节装置调节不锈钢长方体套筒的成环尺寸，改变管道内支架的成环周长，通过扩张形成径向张力，使支架与待加固结构密贴，从而弥补破损管道断面尺寸的不规则变化，使新旧结构协同工作，保障加固质量，由此对破损管线进行结构性非开挖修复，延长原管道的使用寿命，简化修复工艺。本专利技术克服了地下管线非开挖修复难以解决管道结构性损伤、施工复杂不便、效率低、效果不好的缺点，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，使加固结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调型管道内支架加固系统，其特征在于：包括沿待加固管道（7）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（1）和调节装置，所述主体（1）为沿待加固管道内径周向弯曲的卷筒，主体（1）展开后的长度大于待加固管道内侧周向的周长，所述主体（1）的一个端部为约束端（11），另一个端部为滑动端（12），所述滑动端（12）叠合在约束端（11）的外侧，所述调节装置包括约束端螺块（2）、滑动端螺块（3）和双向螺杆（4），所述约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的均为内壁上开有内螺纹（8）、底部封闭的长方体套筒，所述约束端（11）的内侧共设置有偶数个、沿主体长度方向的中轴对称的约束端螺块（2），滑动端（12）的内侧、以主体长度方向的中轴对称设有与约束端螺块（2）一一对应的滑动端螺块（3），滑动端螺块（3）设置于滑动端（12）与约束端（11）叠合位置的内侧，约束端螺块（2）和相应的滑动端螺块（3）成组对齐设置，每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的套筒开口相对，所述双向螺杆（4）包括分别设置在两个端部的外螺纹段（41）和中部的调节段（42），两个外螺纹段（41）的螺纹开设方向相反，每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的内壁上分别设置与两个外螺纹段相配合的内螺纹（8），每根双向螺杆（4）的两个外螺纹段（41）与每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的内螺纹（8）分别通过螺纹连接、调节卷筒的外径大小，所述调节装置调节卷筒的外径范围以外螺纹段的长度与两侧内螺纹（8）的配合深度为基准，所述待加固管道（7）内侧周向的周长在调节装置调节卷筒的直径范围之间。...

【技术特征摘要】
1.一种可调型管道内支架加固系统，其特征在于：包括沿待加固管道（7）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（1）和调节装置，所述主体（1）为沿待加固管道内径周向弯曲的卷筒，主体（1）展开后的长度大于待加固管道内侧周向的周长，所述主体（1）的一个端部为约束端（11），另一个端部为滑动端（12），所述滑动端（12）叠合在约束端（11）的外侧，所述调节装置包括约束端螺块（2）、滑动端螺块（3）和双向螺杆（4），所述约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的均为内壁上开有内螺纹（8）、底部封闭的长方体套筒，所述约束端（11）的内侧共设置有偶数个、沿主体长度方向的中轴对称的约束端螺块（2），滑动端（12）的内侧、以主体长度方向的中轴对称设有与约束端螺块（2）一一对应的滑动端螺块（3），滑动端螺块（3）设置于滑动端（12）与约束端（11）叠合位置的内侧，约束端螺块（2）和相应的滑动端螺块（3）成组对齐设置，每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的套筒开口相对，所述双向螺杆（4）包括分别设置在两个端部的外螺纹段（41）和中部的调节段（42），两个外螺纹段（41）的螺纹开设方向相反，每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的内壁上分别设置与两个外螺纹段相配合的内螺纹（8），每根双向螺杆（4）的两个外螺纹段（41）与每组约束端螺块（2）和滑动端螺块（3）的内螺纹（8）分别通过螺纹连接、调节卷筒的外径大小，所述调节装置调节卷筒的外径范围以外螺纹段的长度与两侧内螺纹（8）的配合深度为基准，所述待加固管道（7）内侧周向的周长在调节装置调节卷筒的直径范围之间。2.根据权利要求1所述的可调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配合使用的锁定装置（5）和摩擦区（6），所述锁定装置（5）固定连接在约束端的内侧（11），所述锁定装置（5）包括自锁销（51），所述自锁销（51）包括缠绕部（511）和销舌部（512），所述锁定装置还包括限制自锁销（51）转动的C型槽（52），由围合在缠绕部三边的上固定板（521）、下固定板（522）和侧板（523）组成，所述锁定装置（5）还包括限制自锁销（51）平动的固定轴（53），所述固定轴（53）穿过缠绕部（511）的中心，所述销舌部（512）自开口伸出C型槽（52），所述摩擦区（6）设置在锁定装置（5）对应的滑动端（12）的内侧表面，所述销舌部（512）的端头与摩擦区（6）自动锁定阻止滑动端后退。3.根据权利要求2所述的可调型管道内支架加固系统，其特征在于：所述约束端螺块（2）的外端面与约束端（11）的端面平齐，所述锁定装置（5）位于偶数个约束端螺块（2）之间的中部，所述销舌部（512）伸出约束端（11）的端面，所述摩擦区（6）...

【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