用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法、系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法及系统，其相邻的内衬短管接口采用内外螺纹连接以带水作业，极大缩短施工工期并减少修复期间断水影响。快速螺纹接口随顶力增加，越顶越紧，无拉伸松套现象发生。螺纹两侧端面设遇水膨胀环向胶圈，实现全程零渗漏。内衬施工采用“前拉后推”结合方法，降低沿程阻力并克服错台障碍，实现顺畅穿插并加快施工速度。施工精度保证采用激光导向轴向测量控制技术，精准控制内衬管段路由标高。内外管壁间隙层稳管注浆采用观察孔注浆观察+分层灌注方式，确保浆层厚度和密实度。施工过程中清淤出的管道底泥和施工泥浆水通过车载式通沟污泥一体化处理装置现场原位处理，无需污泥外运并节省通沟水源耗量。节省通沟水源耗量。节省通沟水源耗量。

【技术实现步骤摘要】
用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法、系统


[0001]本专利技术属于城镇埋地给排水管道领域，涉及一种用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法、系统。

技术介绍

[0002]作为重要的公共基础设施，城镇给排水管道在保障供水、消除内涝、防洪减灾、削减污染等方面发挥着重大作用。以埋地排水管道为例，经常运行过程中，路面车辆长期动静载施加、管顶回填土密实度降低、塑料管材韧性变差、水中污染气体腐蚀、接口胶圈老化脆变、管底基础软化沉降等各种内外因，都会造成管壁腐蚀破裂、管壁结构性裂缝和变形、管接口脱节和错位、管基不均匀沉降导致管道起伏等各种结构性缺陷。相对于功能性缺陷，比如管底污物沉积、管壁结垢、水面浮渣，结构性缺陷更会加速管道老化和结构破坏，形成地下水渗漏污染、道路空洞病害、路面下陷坍陷等安全隐患。严重时，路面塌陷空洞会造成路面车辆和行人突然跌入，导致生命安全事故。
[0003]如果埋地缺陷管道大都位于交通繁忙、环境敏感、施工空间受限等区域，则优选采用非开挖修复技术。各种非开挖方法施工过程中，遇到的最大难题是管道的整体结构性修复。管道内壁腐蚀造成管壁开裂严重，或者长期受压管道变形较大，管道结构遭受损伤，存在较大的刚度、韧性和结构稳定性缺陷，已经无法长期承受外部土压力、动荷载、地下水位压力和内部流动水压情况，为避免开槽埋管、就地翻排所带来的交通影响和场地影响，采用非开挖方式对其进行整体结构性更新或者替换，称之为整体结构性修复。其修复对象多为接近或超过20年管龄的老旧破裂钢筋混凝土管道。对于此类修复，施工工序繁多、过程复杂、材料等级和管道接口密封要求高，并且要求修复后形成的内衬管不影响原过水面积和流量。
[0004]老旧缺陷管道直径大于800mm时，操作人员可进入管内，整平错位缺陷，采用贴壁内衬等人工修复方法。但是，对于直径小于800mm的中小管道修复，操作人员无法进入。如采用树脂原位固化法或者喷涂法话，其结构厚度有限(小于16mm)，无法在老旧缺陷管道内壁实现稳定的自持结构层。此类管道的结构性修复一直是业内难题。针对此类口径管道，传统整体结构性修复方法多采用管道内衬加固技术。内衬管材多采用高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管、玻璃钢夹砂管(连续缠绕、离心浇筑、定长缠绕)、树脂混凝土管、给水用聚乙烯(PE)实壁管、给水用聚乙烯(PE)实壁管、SS316材质不锈钢套筒等轻质薄璧短管；内衬方式为多根短管连续跟进串接插入，形成连接整体；接口方式多此采用传统弹性胶圈密封接口。多根内衬短管连接而成的内衬整体对老旧缺陷管道某一部分或者通长整段进行内衬加固，独立承受原管道内、外全部压力。
[0005]限于传统内衬短管接口方式，穿插方式多采用井内小型液压千斤顶推入顶进，路由遇到中老旧缺陷管道接口错位、脱节部分，顶进会受阻，并且顶进过程无轴向测量控制，偏差较大，无论承插接口、全宽套筒接口，还是熔焊接口，为了保护接口结构，避免形成接口空隙过大造成拉伸出断开，一般多采用顶进式推入。路由当中，如遇到老旧缺陷管道接口错
位、脱节较大部位，内衬管段在此处会受到错台部位的顶力，无法继续顶进。对于内径大于800mm老旧管道，施工人员可以进入对受阻部位进行处理，使其顺接平缓，便于继续推入；对于内径小于800mm情况，限于管径尺寸，施工人员无法进入整平受阻接口，就会造成工期延误，无法正常完成修复。另外，传统顶进施工方法无精准的轴向测量控制手段，老旧管道的设计中轴线和内衬管段中轴线两者之间容易形成水平和高度偏差。此偏差不但造成内衬管道坡向不顺，而且是的内衬管外壁和老旧管道内壁间的环向空隙厚薄不一。顶进完成后，需要对此环向空隙进行水泥砂浆注入时，无法保证均匀填充密实。如无法填充密实，内衬管段运行阶段受压不平衡会造成管道轴向拉伸、变形，无法保证运行质量。

技术实现思路

[0006]基于此，针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法、系统。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一方面，本专利技术提供一种用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，对位于两个井室之间的排水管道进行修复，其中，所述两个井室按流体流动方向分为上游井室和下游井室，包括：
[0009]步骤S1，对上游井室的前一座井室的出水管道以及下游井室后一座井室的进水管道进行临时断水封堵，通过临排设备将上游井室的前一座井室中污泥水引至下游井室后一座井室的后端以在管道修复期间保证上游来水正常顺行；
[0010]步骤S2，完成上述临时断水措施后，在保证待修复排水管道干管前提下，通过管道机器人对其进行有线闭路电视检测检测，管道机器人上挂载有组成管道检测闭路电视系统的线摄像头及探照灯具，在待修复管道内行进并摄录内壁图像，针对检测破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀结构性缺陷部位进行识别和记录；
[0011]步骤S3，对检测到管道内壁上有接口错位、脱节渗漏点缺陷处进行预处理；
[0012]步骤S4，按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》，判断整个待修复管道的缺陷种类、数量和等级，以此确定是否需要整体结构性修复；
[0013]步骤S5，若判断需要结构性修复，在待修复管道中设置内衬管状结构，在设置时，内衬管状结构以若干内衬短管的形式进入待修复管道，内衬短管两个端部分别设有内螺纹和外螺纹，前后内衬短管通过此螺纹快速拧合且通过遇水膨胀环向胶圈以辅助增加止水密封性，螺纹接口位置的壁厚较厚，其环刚度、环柔度不小于待修复管道本体，可实现零渗漏，螺纹连接部位无管径缩小且完全顺直平滑；
[0014]步骤S6，施工过程中采用全程激光导向轴线测量控制技术，对内衬管道的水平和垂直位移偏差进行严格控制，精准控制管道轴向轨迹以控制内衬管段的路由标高、管道底坡，确保修复后维持顺畅的坡向重力流流态，且内衬短管穿插方式采用“前拉后推”结合施工方法，后端千斤顶油缸提供推力，前端卷扬机软绳提供牵引拉力，在二者合力左右下，可克服沿途接口部位错台阻力，实现顺畅穿插内衬，螺纹的特殊咬合方式会使得“前拉后推”进程中，受后端顶力左右，螺纹连接愈加紧密牢靠，不会发生轴向拉伸脱节；
[0015]步骤S7，内衬短管顶进到位后，其轴线和待修复管道管中心轴线保持在预设误差范围内，稳管定位后，使内衬新管道外壁和修复老管内壁间具有3～5cm的均匀间隙，便于形
成厚度均匀的环向空隙注浆稳管层，采用分层灌浆方式对新旧管道内外壁环向间隙注浆，环向空隙注浆稳管层采用高强度快干水泥砂浆灌浆料；
[0016]步骤S8，施工过程中清淤出的管道底泥和施工泥浆水通过车载式通沟污泥一体化处理装置现场原位处理，无需污泥外运并节省通沟水源耗量，车载式通沟污泥一体化处理装置对其进行泥水分离，筛选出砂砾和大颗粒悬浮固体回用做建筑材料，分离上清液回用做通沟清淤和水力清洗用水，处理过程全封闭和零排放，确保全程无温室气体散发和资源化回收利用。
[0017]在步骤S1中，所述临时断水封堵被配置成在上游井室的前一座井室的出口处及下游井室后一座井室的出口处设置封堵气囊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，对位于两个井室之间的排水管道进行修复，其中，所述两个井室按流体流动方向分为上游井室和下游井室，其特征在于，包括：步骤S1，对上游井室的前一座井室的出水管道以及下游井室后一座井室的进水管道进行临时断水封堵，通过临排设备将上游井室的前一座井室中污泥水引至下游井室后一座井室的后端以在管道修复期间保证上游来水正常顺行；步骤S2，完成上述临时断水措施后，在保证待修复排水管道干管前提下，通过管道机器人对其进行有线闭路电视检测检测，管道机器人上挂载有组成管道检测闭路电视系统的线摄像头及探照灯具，在待修复管道内行进并摄录内壁图像，针对检测破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀结构性缺陷部位进行识别和记录；步骤S3，对检测到管道内壁上有接口错位、脱节渗漏点缺陷处进行预处理；步骤S4，按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》，判断整个待修复管道的缺陷种类、数量和等级，以此确定是否需要整体结构性修复；步骤S5，若确定需要结构性修复，在待修复管道中设置内衬管状结构，在设置时，内衬管状结构以若干内衬短管的形式进入待修复管道，内衬短管两个端部分别设有内螺纹和外螺纹，前后内衬短管通过此螺纹快速拧合且通过遇水膨胀环向胶圈以辅助增加止水密封性，螺纹接口位置的壁厚较厚，其环刚度、环柔度不小于待修复管道本体，可实现零渗漏，螺纹连接部位无管径缩小且完全顺直平滑；步骤S6，施工过程中采用全程激光导向轴线测量控制技术，对内衬管道的水平和垂直位移偏差进行严格控制，精准控制管道轴向轨迹以控制内衬管段的路由标高、管道底坡，确保修复后维持顺畅的坡向重力流流态，且内衬短管穿插方式采用“前拉后推”结合施工方法，后端千斤顶油缸提供推力，前端卷扬机软绳提供牵引拉力，在二者合力左右下，可克服沿途接口部位错台阻力，实现顺畅穿插内衬，螺纹的特殊咬合方式会使得“前拉后推”进程中，受后端顶力左右，螺纹连接愈加紧密牢靠，不会发生轴向拉伸脱节；步骤S7，内衬短管顶进到位后，其轴线和待修复管道管中心轴线保持在预设误差范围内，稳管定位后，使内衬新管道外壁和修复老管内壁间具有3～5cm的均匀间隙，便于形成厚度均匀的环向空隙注浆稳管层，采用分层灌浆方式对新旧管道内外壁环向间隙注浆，环向空隙注浆稳管层采用高强度快干水泥砂浆灌浆料；步骤S8，施工过程中清淤出的管道底泥和施工泥浆水通过车载式通沟污泥一体化处理装置现场原位处理，无需污泥外运并节省通沟水源耗量，车载式通沟污泥一体化处理装置对其进行泥水分离，筛选出砂砾和大颗粒悬浮固体回用做建筑材料，分离上清液回用做通沟清淤和水力清洗用水，处理过程全封闭和零排放，确保全程无温室气体散发和资源化回收利用。2.根据权利要求1所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，在步骤S1中，所述临时断水封堵被配置成在上游井室的前一座井室的出口处及下游井室后一座井室的出口处设置封堵气囊一体化装置，其中，所述封堵气囊一体化装置包括车载式无油螺杆空压机、储气柜、充气软管尼龙绳和带导流孔的封堵气囊，所述车载式无油螺杆空压机与所述储气柜连接以提供压缩空气气源，所述储气柜通过充气软管尼龙绳向封堵气囊供气，气囊充气后膨胀，与待修复管道内壁严实贴紧以起到止水密封效果，充气软管尼龙绳自带在线压力表显示至预设的工作压力，则停止鼓入压缩空气，完成气囊临时封堵安装后，上
游井室的前一座井室的出口通过封堵气囊中间的导流孔仍旧可以过水，其水位也不会过高增加；当操作人员将临排设备设置好之后，将带导流孔的封堵气囊中间的导流孔封闭，从井室返回地面。3.根据权利要求2所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，根据待修复管道封堵内径大小选用不同规格的封堵气囊；当管道内径＜φ600mm时，选用泄气状态长度为800～1000mm，直径200～280mm规格气囊；当φ600mm＜管道内径＜φ1200mm时，选用泄气状态长度为1000～1700mm，直径280～480mm规格气囊；当管道内径＞φ1200mm时，选用泄气状态长度为1700～3200mm，直径480～1250mm规格气囊。4.根据权利要求1所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，修复管道过程中，通过车载控制系统可视化平台对前期预处理、轴向定位控制、顶进路由、竣工质量监测实现全程数字化控制，施工期间和验收阶段所有工程材料形成平台大数据，上传到城市公共管线综合信息管理平台，并将此数据记录反映到修复管道检查井井盖镶砌二维码上，管网维保人员通过扫描此二维码，可现场查知管道修复所有历史记录，助力城市公共管网运维数字化转型阶段数字底座建设。5.根据权利要求1所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，步骤S1之后，还包括：完成上述临时断水措施后，采用水力清通法或/和辅以清洗剂清洗对待修复管道进行通沟疏浚和水力清洗，清洗水可来自于离心潜污泵出水，泵将水送至专用高压清洗车储罐，经由车载高压水泵增压后，通过胶橡皮软管对待修复管道内壁仅高压水射流清洗。6.根据权利要求1所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，在步骤S3中，当检测到管道内壁上错位宽度或脱节高差＞3cm时，结合路面探底雷达技术，对道路路面下层土体进行进一步空洞判断检测，若存在较大路面下土体空洞，为防止管道修复完成后残存土体空洞进一步导致沉降，应对接口部位进行局部压密注浆加固预处理，视待修复管道内径大小、错位宽度或脱节高差大小，采用地面注浆或管内注浆方式，局部注浆时采用间隔交错分层注浆，注浆管每次提升50cm，注浆过程中要确保浆液能到位，而不至于外渗和冒溢，注浆完成后，待浆液初凝后再拔出注浆管，同时，对接口缝隙部位进行封堵、修复处理。7.根据权利要求6所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，所述局部压密注浆范围为待修复管道接口前后各1m，两侧1.5m，管顶以上0.5m，管底以下2m，其注浆液采用42.5级水泥，细粉煤灰添加比为50～70％，水玻璃添加比为0.8～1.2％，配成双快水泥，注浆压力为0.2～0.5MPa。8.根据权利要求6所述的用于埋地给排水管道内衬非开挖修复方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，杜晓明，杨琳琳，侯欢，蒋凯军，万新宁，鲁平泉，胡小雷，
申请(专利权)人：中交上海航道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：