管道修复方法和经修复的管道技术

公开了一种原地修复地下管路或管道的方法。所述修复方法包括将强化织物放置在待修复的管道内部，与所述管道的内表面间隔开，以及用抗渗移性水泥组合物浸润该织物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道修复方法和经修复的管道相关申请的交叉引用本申请要求于2010年12月20日提交的专利序号为61/425,076的美国临时申请的优先权，其全文以引用的方式纳入本文。
本公开涉及一种用于修复具有结构缺陷的管道的方法。背景管道——如由延性铁、混凝土、石棉混凝土、粘土瓦及其他管结构制成的下水管、煤气管、蒸汽管和水管——通常埋于地下或难以接近的区域。由于机械损伤、过早磨损、制造缺陷、腐蚀、侵蚀、不利操作条件以及其他因素，这些管道将劣化，产生裂纹、泄漏或需要更换或修复的薄弱区域。将这种难以接近或埋于地下的管道挖掘出来从外部修复或替换其中的部件是非常昂贵的。为直径小于16英寸的小直径管道换衬的现有方法依赖于用树脂浸渍过的织物，其贴靠于所述管道的内壁直至该树脂充分固化以形成结构键合；用塑性挤出物滑动镶衬现有管道；和/或使用非加固水泥组合物结合塑料衬里。运用加压膨胀技术和反转技术（inversiontechnique）使衬里与待修复管道的内表面紧密贴合。滑动镶衬涉及在现有主管内部放置一个塑料衬管（例如光壁聚乙烯或聚乙烯和聚丙烯的复合材料），其用于减小该主管的内径。在将塑料管置于主管内之后，将衬管和主管之间的环隙填满水泥材料。在“加压膨胀”技术（也称“就地盘绞（winch-in-place）”技术）中，将预先浸渍过热固性树脂的材料的易弯套管插入到管道受损部位，并对其加压以使该树脂浸渍的衬垫紧密地压靠在受损管道的内壁。然后使该膨胀的衬垫固化从而在原管道内部形成一个新的衬里。在“反转”修复方法中，首先用合适的可固化合成树脂浸渍管道衬垫。然后将注入树脂的衬垫插入管道。衬垫的前端反转朝向其本身且固定于入孔进料肘管的下端。将流体（例如水或空气）用泵注入进料肘管，使衬垫反转进入并沿着管道的内表面。衬垫持续与管道内表面接合直至树脂固化。树脂固化完成后，流体从衬垫的内部排出，由此得到施用于管道内表面的硬质刚性衬里。这些方案不能解决对这样的复合材料的根本需求：该复合材料通过机械和化学作用结合到主管内径，具有充分的拉伸性、轴向性、压缩性和环向强度形成从而使其可在连接现有支管供应的管道中独立形成新的管道，沿其长度方向是基本不透水的、强固、轻质以及相对快速且容易地安装，从而能够提供一种用于卫生、蒸汽管和饮用水管应用的独立使用装配。
技术实现思路
公开了一种原地修复具有结构缺陷的管道的方法。所述修复管道的方法能重建劣化管道的结构完整性而无需使该管道停止使用。根据某些示例性实施方案，该方法包括将强化织物放置在待修复的主管的至少一部分内，且用抗渗移性水泥组合物至少部分地浸润该强化织物。使该水泥组合物硬化。一旦该水泥组合物硬化，就会在临近主管长度的至少一部分的内表面形成一个新的复合管。根据其他的示例性实施方案，该方法包括在待修复的主管的至少一部分内放置一个间隔层或套管。所述间隔层以间隔开的方式放置在临近主管的内表面，在主管内表面与支撑层或套管的外表面之间形成一个环形腔。将一种强化织物（例如双向织物）置于临近所述间隔层，以使间隔层位于待修复主管的内表面与强化织物层的外表面之间。所述强化织物至少部分被浸润且所述环形腔内至少部分充满可硬化水泥组合物。使该水泥组合物硬化。一旦该水泥组合物硬化，就会在临近主管的内表面的至少一部分上形成一个新的复合管。修复具有结构缺陷的管道的方法包括，在待修复的管道内部的至少一部分内放置一种聚合材料制成的柔性管状支撑套管，其与管道内表面间隔开，所述套管有一个内表面和一个外表面，其外表面具有间隔元件，该间隔元件含有多个从该套筒外表面轴向和径向伸出的突出物。由于该支撑套管的外径和径向突出物，在主管和支撑套管外表面之间形成一个环形腔。强化织物层（其可以纤维材料的管状织物强化层的形式提供）在主管内接触支撑套管的内表面放置。根据某些实施方案，该纤维材料强化层与支撑套管物理结合或化学键合。然而，根据其他实施方案，该纤维材料强化层具有足够的拉伸强度以提供置于临近支撑套管的至少一部分处的自身可立住（self-standing）强化纤维层。在该强化层内部可放置一个可扩张的扩张器（expander），其扩张从而将强化层和支撑套管径向朝外推向主管的内表面。将可硬化水泥组合物引入到强化织物和支撑套管与主管内表面之间的环形腔内，使该水泥组合物硬化。根据某些实施方案（其中强化层与支撑套管物理结合或化学键合），支撑套管内部的局部变形减少。随着套管内部的局部变形减少，发生管道修复失败的可能性减少，且使用时间延长。没有限制地，可将可硬化水泥组合物在沿管道长度方向的第一个点引入支撑套管和管道内表面之间的环形腔内，以通过将该水泥组合物从该第一个点流向沿该管道的第二个点穿过主管以总体纵向的方式注入环形腔。水泥组合物在环形腔内流动时，从支撑套管的外表面伸出的间隔元件穿入该水泥组合物，当水泥组合物硬化时与水泥组合物形成机械结合。使所述水泥组合物硬化以形成强化层、支撑套管和水泥组合物的复合材料，该复合材料在所述管道内形成一个管道，水泥组合物硬化后间隔元件嵌入水泥组合物中。该方法还包含，停止将水泥组合物引入环形腔，造成或使得水泥组合物在管道和支撑套管之间的环形腔内凝固或固化，该水泥组合物与支撑套管和强化层键合。水泥薄浆料可浸透和浸入强化纤维织物层以形成独立的复合材料。根据其他的实施方案，水泥薄浆料可浸透强化织物材料和至少部分的支撑套管材料，使强化织物和薄浆的复合材料结合到支撑套管上。如果独立使用前述复合材料，则该薄浆可基本上形成新的管道内部。这适于高温应用如蒸汽管/冷凝管或各种塑料复合材料易受内部条件或组分破坏的任意情况。扩张器维持在扩张的状态，直至水泥组合物充分凝固而自支撑。其后，收起扩张器。水泥组合物和支撑套管能够在水泥组合物凝固前发生弹性变形。局部弹性变形能促进将新的水泥组合物持续引入环形空间中。当水泥组合物和套管承受由于添加更多水泥组合物而产生的变化的力时，局部弹性变形能阻止安装过程中复合材料过早裂化和失效。根据某些实施方案，将扩张器安装在心轴上，支撑套管通过以下方式放置在待修复管道的内部：将支撑套管卷绕在心轴和扩张器上，将心轴和扩张器插入管道中并使从支撑套管的外表面伸出的间隔元件朝向主管的内表面，然后将其移动到待修复的位置。根据某些实施方案，扩张器安装在心轴上，织物强化层通过以下方式放置在待修复的管道内部：将强化层卷绕在心轴和扩张器上，将心轴和扩张器插入管道内的支撑套管，然后将其移动到待修复的位置。根据某些实施方案，扩张器包含一个可充气气囊，该扩张器通过用加压流体使气囊充气而扩张。所述加压流体可为气体、液体或气体和液体的结合物。还提供一种为具有内外表面的主管镶衬的方法。该方法包括在待修复管道的至少一个部分内施用聚合材料的支撑套管。所述支撑套管放置在待修复管道的内部且与该管道的内表面间隔开。该支撑套管可包含多个从该支撑套管外表面轴向和径向伸出的突出物，从而在主管和支撑套管之间提供这种间隔开的布局。将纤维材料的强化层施用到临近主管内的支撑套管的内表面处。将可流动水泥材料（例如抗渗移的薄浆组合物）引入强化织物的开孔以及支撑套管和主管内表面之间的空间中。造成或使得所述水泥组合物硬化，从而在支撑套管的突出物和主管内表面之间以及在所述组合物和支撑套管和强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.20 US 61/425,0761.一种修复具有内表面和一定长度的管道的方法，包括：在邻近所述管道的内表面放置间隔层，在所述管道的内表面与该间隔层的外表面之间形成环形腔；将强化织物放置在所述间隔层的内表面上；以及用水泥组合物至少部分地浸润所述强化织物和环形腔；还包括使所述水泥组合物硬化，从而在间隔层与管道之间以及间隔层与强化织物之间形成机械结合。2.一种修复具有内表面和一定长度的管道的方法，包括：在邻近所述管道的内表面放置间隔层，在所述管道的内表面与该间隔层的外表面之间形成环形腔；将强化织物放置在所述间隔层的内表面上；以及用水泥组合物至少部分地浸润所述强化织物和环形腔；还包括使所述水泥组合物硬化，从而在间隔层的突出物与管道之间以及间隔层与强化织物之间形成机械结合。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括将所述强化织物与所述管道内表面间隔开，以在所述织物与所述管道之间形成环形腔。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述用水泥组合物浸润所述强化织物包含使所述组合物浸入到所述织物以及所述管道和所述织物之间的环形腔中。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述强化织物包括单向织物、双向织物或全向织物中的一种。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述双向织物包含选自玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维及其结合物的纤维。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述双向织物包含芳族聚酰胺纤维。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述双向织物包含玻璃纤维。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述水泥组合物选自抗渗移性水硬性糊剂、抗渗移性薄浆、抗渗移性灰浆、抗渗移性混凝土及其组合。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述水泥组合物包含抗渗移性薄浆。11.根据权利要求1或2所述的方法，其中将强化织物放置在所述间隔层的内表面上包括使强化层与所述间隔层的内表面接触。12.根据权利要求11所述的方法，其中用水泥组合物浸润所述强化织物和环形腔包括将水泥组合物泵送或重力注入所述强化织物和环形腔内。13.根据权利要求12所述的方法，其中用水泥组合物浸润所述强化织物和环形腔包括泵送形式。14.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述间隔层放置到所述管道内包括将聚合物套管放置到与所述管道内表面间隔开的管道内部，所述聚合物套管具有内表面和外表面，所述聚合物套管的外表面具有多个从该聚合物套管的外表面径向向外伸出的间隔元件。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述套管包括外径，从而在管道内表面与聚合物套管的外表面之间形成环形腔。16.根据权利要求1或2所述的方法，其中将强化织物放置在所述间隔层内包括使纤维材料的管状强化层与管道的间隔层的内表面接触。17.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述管状强化层内放置可扩张的扩张器，且使该扩张器扩张从而将所述强化层和间隔层径向朝外推向管道的内表面。18.根据权利要求1或2所述的方法，其中用水泥组合物浸润所述强化织物和环形腔包括将水泥组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格伦德曼，
申请(专利权)人：建筑研究和技术有限公司，
类型：
国别省市：