城市地下管道非開挖快速修補方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種城市地下管道非開挖快速修補方法，屬于管道施工【技術領域】。本發(fā)明提供一種安全簡單、高質高效、不造成二次破壞的城市地下管道非開挖快速修補方法，管道修補施工前，在管道修補段布設引流系統(tǒng)，將水流從管道修補段前端的檢查井引至管道修補段后端的檢查井，使得管道修補段的水位下降，水流條件滿足管道修補施工要求后，進行管道的修補施工，若水流條件不能滿足管道修補施工要求，引流系統(tǒng)使得水位下降后，還需在管道修補段前端搭建截水墻。
【專利說明】城市地下管道非開挖快速修補方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種城市地下管道非開挖快速修補方法，屬于管道施工【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 隨著城市建設的不斷擴建，不斷完善，城市地下管網系統(tǒng)越來越復雜，埋置深度越 來越深。在城市建設施工過程中，難免會破壞到地下管道。由于城市地下管道的特殊性及地 面環(huán)境的復雜性，使用常規(guī)的明開挖修補方法，越來越不實用，而且繁瑣、復雜、破壞性大。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種安全簡單、高質高效、不造成二次破壞的 城市地下管道非開挖快速修補方法。
[0004] 為解決上述技術問題本發(fā)明所采用的技術方案是：城市地下管道非開挖快速修補 方法，管道修補施工前，在管道修補段布設引流系統(tǒng)，將水流從管道修補段前端的檢查井引 至管道修補段后端的檢查井，使得管道修補段的水位下降，水流條件滿足管道修補施工要 求后，進行管道的修補施工，若水流條件不能滿足管道修補施工要求，引流系統(tǒng)使得水位下 降后，還需在管道修補段前端搭建截水墻。
[0005] 進一步的是：引流系統(tǒng)采用管道修補段前端二點逐級引流的方式進行引流排水， 引流系統(tǒng)將水流引至管道修補段后端的第二口檢查井。
[0006] 進一步的是：管道底壁的修補施工前，圍繞修補洞孔設置擋水圈。
[0007] 進一步的是：布設引流系統(tǒng)使得管道修補段的水流條件滿足管道修補施工要求 后，布設通風系統(tǒng)，往管道修補段的管道內送風，并檢查管道內的空氣質量，空氣質量滿足 安全施工要求后，進行管道修補施工。
[0008] 進一步的是：通風系統(tǒng)包括送風管，所述送風管的出風口設于管道內水面與管道 內壁頂端之間的中心位置，且使得風向由管道低端朝向管道高端。
[0009] 進一步的是：管道為混凝土管道，管道修補施工步驟為：
[0010] 對破壞管壁松動處進行剔鑿，并將破壞處洞口沖洗干凈，形成與修補材料的粘接 面；
[0011] 配制修補材料，修補操作；
[0012] 養(yǎng)護，養(yǎng)護合格后在修補處及修補處洞口周圍涂刷砂漿；
[0013] 涂刷砂漿層硬化，管道修補施工完成。
[0014] 進一步的是：修補管道頂壁時，采用頂壁封堵件，頂壁封堵件包括封堵板，封堵板 上表面固定連接有抓鉤、下表面固定連接有拉件，修補操作時，抓鉤插入管道外側的洞孔土 壁內，封堵板置于管道內壁與外壁之間，用鐵絲掛住拉件，并綁固于管道內壁的鋼釘上，鋼 釘設于修補洞孔的四周，然后用面團狀的砂漿將頂壁封堵板與洞壁間的縫隙進行塞堵，待 砂漿硬化后，再從地面沿巖土層洞孔澆筑封堵板外側空間，封堵板外側澆筑的砂漿硬化后， 拆除鐵絲及鋼釘，用面團狀的砂漿塞滿修補洞孔，完成管道頂壁的修補操作。
[0015] 進一步的是：修補管道側壁時，采用側壁封堵件，側壁封堵件包括封堵板，封堵板 上表面固定連接有抓鉤，修補操作時，封堵板置于管道外側的洞孔內，抓鉤插入管道外側的 洞孔土壁內，確保封堵板不位移，然后從管道內壁沿修補洞孔用砂漿填塞至封堵板處，砂漿 塞滿修補洞孔，完成管道側壁的修補操作。
[0016] 進一步的是：修補操作完成后，進行養(yǎng)護時，用保溫膜將修補處覆蓋。
[0017] 進一步的是：養(yǎng)護完成后，先進行初步檢查，查看修補處與管道接合處有無裂縫， 若修補處有裂縫，沿裂縫鑿槽，用砂漿修補；用手敲打修補面，聽修補處有無空鼓聲，若有空 鼓，鑿除修補處后，重新用砂漿修補；用手觸摸修補處表面，感覺有無發(fā)熱，若修補處表面發(fā) 熱，繼續(xù)澆水養(yǎng)護，直到無發(fā)熱感為止；涂刷砂漿層硬化后，可進行通水檢查，觀察管道修補 段前一檢查井與后一檢查井管道內水流量有無變化，觀察土體內孔洞外口是否有水滲出， 觀察管道修補段四周及地面有無滲水現(xiàn)象，根據通水檢查結果確定是否進行重新修補；管 道修補施工完成后，可進行事后觀察，定期觀察管道修補段四周及地面有無滲水現(xiàn)象，并測 量、記錄地面沉降情況，觀察地面沉降是否正常，根據事后檢查結果確定是否進行重新修 補。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：通過引流系統(tǒng)使得管道修補段的水位下降，提供管道修補 施工作業(yè)面，在施工過程中不需開挖，不造成二次破壞，不產生路面開挖及恢復等費用，將 復雜化的傳統(tǒng)維修處理變的簡單化，節(jié)約工期和成本，另外施工時，只需在施工范圍一定寬 度內進行打圍，打圍寬度一般不大于2m，長度沿維修段管道長度，打圍外不需進行交通管 制，對路面通行影響不嚴重。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1本發(fā)明實施示意圖；
[0020] 圖2本發(fā)明修補管道頂壁時的結構示意圖；
[0021] 圖3本發(fā)明修補管道側壁時的結構示意圖；
[0022] 圖中標記：I-管道修補段、2-引流系統(tǒng)、3-截水墻、4-通風系統(tǒng)、41-引風管、5-檢 查井、6-頂壁封堵件、7-側壁封堵件。
【具體實施方式】
[0023] 為便于理解和實施本發(fā)明，選本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步說明。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明實施時，管道修補施工前，在管道修補段1布設引流系統(tǒng)2,引 流系統(tǒng)2可采用潛水泵和水管，將水流從管道修補段1前端的檢查井5引至管道修補段后 端的檢查井5,使得管道修補段1的水位下降，水流條件滿足管道修補施工要求后，進行管 道的修補施工。為提高修補質量，管內水位一般需降低至修補洞口以下至少150_，方可進 行修補作業(yè)。當修補洞口位于管道頂壁或側壁時，一般只需引流系統(tǒng)2工作即可滿足管道 修補施工要求，而當修補洞口位于管道底壁時，需管內無流水通過，只是引流系統(tǒng)2工作不 能滿足管道修補施工要求，引流系統(tǒng)2使得水位下降后，還需在管道修補段1前端搭建截水 墻3,截水墻3可用沙袋進行搭建，截水墻3可能出現(xiàn)滲水，為了更好的保證修補質量，可在 修補洞孔外邊多150mm范圍內，用堵漏劑加水拌制成面團狀圍繞修補洞孔做一圈擋水，讓 滲水從破損洞孔側邊流過。
[0025] 引流系統(tǒng)2的優(yōu)選實施方式為采用管道修補段1前端二點逐級引流的方式進行引 流排水，先從管道修補段1前端的第二口檢查井引走大部分水流，再從管道修補段1前端的 第一口檢查井引走部分內水流，兩處同時工作，將水流引至管道修補段1后端的第二口檢 查井。引流系統(tǒng)2采用該種設置方式，可以方便快速的使得管道修補段1的水位下降，為管 道修補施工提供作業(yè)面。
[0026] 管道內具有甲烷、硫化物等有毒氣體，為使管道修補施工在常規(guī)的安全環(huán)境下進 行，可在布設引流系統(tǒng)2使得管道修補段1的水流條件滿足管道修補施工要求后，布設通 風系統(tǒng)4,往管道修補段1的管道內送風，并檢查管道內的空氣質量，空氣質量滿足安全施 工要求后，進行管道修補施工。布設通風系統(tǒng)4時，由佩戴防毒面罩及穿雨褲的人員進行 操作，空氣質量檢測可采用以下所述方式，以lmin/lm計算管道修補段1管道長度內送風時 間，并待達到通風時間后，用BW-CLTP防水型四合一氣體檢測儀在管道修補段1前端的第一 口檢查井5管道口檢測空氣質量，此處空氣質量達標后，沿管道修補段1緩慢行進檢測，直 至管道修補段1后端的第一口檢查井5,管道修補段1管道內空氣質量檢查全部達標后，方 可進行修補作業(yè)。
[0027] 通風系統(tǒng)4的優(yōu)選實施方式為包括送風管41，送風管41的出風口設于管道內水面 與管道內壁頂端之間的中心位置，且使得風向由管道低端朝向管道高端，即送風管41設置 在管道修補段1后端第一口檢查井5朝向前端第一口檢查井5的管道口，可使得通風系統(tǒng) 具有較高的工作效率。風機可采用TX-2型離心式風機。
[0028] 城市地下管道通常為混凝土管道，管道修補施工步驟為：
[0029] 對破壞管壁松動處進行剔鑿，并將破壞處洞口沖洗干凈，形成與修補材料的粘接 面；
[0030] 配制修補材料，修補操作；
[0031] 養(yǎng)護，養(yǎng)護合格后在修補處及修補處洞口周圍涂刷砂漿；
[0032] 涂刷砂漿層硬化，管道修補施工完成。
[0033] 管道修補施工過程中，對破壞管壁松動處進行剔鑿時，包括修補洞口及洞口周圍 多150mm范圍內的管道內壁，可使得混凝土表面與修補材料具有較大的粘接面，提高粘接 力，從而提高修補質量。
[0034] 修補時，主要用一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿（RG-JS)及微膨脹性超早強混凝土， 材料的配制直接影響修補效果。一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿為現(xiàn)有技術中常用修補材料， 最大特點是按比例加水拌勻便可用，具有微膨脹性、凝結硬化快、抗?jié)B性能好及較好的抗壓 強度。
[0035] 微膨脹性超早強混凝土具有膨脹、高早強、初凝及終凝快等優(yōu)點，可按C30混凝土 進行配制，按水泥：水：砂：碎石的配合比為I :0.43:1.25:2.91進行配制，加入水泥用量 5%的東方彩虹牌DH-4016型超早強劑，15%的硫鋁酸鈣類膨脹劑，塌落度為55?70mm，所 用碎石最大粒徑為20mm。
[0036] 修補管道底壁時，可直接用拌制好的C30微膨脹性超早強混凝土填塞豎向洞孔， 每塞50mm厚用搗棒沿全截面振搗一次，確保混凝土密實，直至管道外壁；待混凝土初凝后， 按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿成膠泥狀，放在手上迅速塞滿管 道破壞洞口，表面按管內壁弧度修整成型。
[0037] 由于砂漿具有流散性，加上砂漿的重力作用，在對管道頂壁和/或側壁的破損洞 孔進行修補時，若用砂漿直接填塞破損洞孔，修補處與原混凝土管道之間連接不密實，修補 效果不好?？刹捎梅舛录M行管道頂壁和/或側壁的修補。封堵件可防止砂漿流散，使得 修補處與原混凝土管道之間連接密實。
[0038] 如圖2所示，修補管道頂壁時，采用頂壁封堵件6,頂壁封堵件6包括封堵板，封堵 板上表面固定連接有抓鉤、下表面固定連接有拉件，修補操作時，抓鉤插入管道外側的洞孔 土壁內，封堵板置于管道內壁與外壁之間，用鐵絲掛住拉件，并綁固于管道內壁的鋼釘上， 鋼釘設于修補洞孔的四周，然后用面團狀的砂漿將頂壁封堵板與洞壁間的縫隙進行塞堵， 待砂漿硬化后，再從地面沿巖土層洞孔澆筑封堵板外側空間，封堵板外側澆筑的砂漿硬化 后，拆除鐵絲及鋼釘，用面團狀的砂漿塞滿修補洞孔，完成管道頂壁的修補操作。
[0039] 頂壁封堵件6優(yōu)選實施方式為，封堵板采用厚度為5mm的鋼板制成圓形，為了便 于放入洞口，封堵板直徑設為封堵洞口直徑的0. 8?0. 85倍，抓鉤采用ASmm的鋼筋彎曲 而成，抓鉤包括彎鉤部與直桿部，彎鉤部呈平直狀，彎鉤部與直桿部之間的夾角成40°? 50°，優(yōu)選為45°，直桿部長度為250mm，彎鉤部長度與封堵洞口直徑相同，彎鉤部具有尖 銳狀的頭部，抓鉤數量為3?6件，優(yōu)選為4件，4件直桿部固定連接地并成一束，然后垂直 連接于封堵板上表面中心，4件彎鉤部朝向外圓周方向均勻分布，拉件包括豎桿和橫桿，均 采用AlOmm鋼筋進行制作，豎桿和橫桿長度均為50mm，豎桿一端垂直連接于封堵板下表面 中心處、另一端垂直連接于橫桿正中位置。封堵板與抓鉤之間的連接、封堵板與豎桿之間的 連接、豎桿與橫桿之間的連接均采用焊接。
[0040] 修補管道頂壁時，優(yōu)選實施方式為，先用鋼釬將管道外側孔壁修整成高100mm，破 損洞孔周圍多50mm寬的擴大頭，然后安裝好頂壁封堵板，封堵板置于管道破損洞孔內壁中 間位置與外壁之間，用一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿加水拌制成面團狀，將封堵板與洞壁間 的縫隙進行塞堵，待一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿硬化后，將用水潤濕后的075PVC管從地面 沿洞孔插入至封堵板并在PVC地面端管口放上大口徑的漏斗，將一級改性環(huán)氧類聚合物砂 漿加水拌制成漿狀倒入漏斗內，使其沿PVC管流入至封堵板，先澆筑擴大頭部分，待硬化后 再進行第二次澆筑，澆筑高度多200mm，待其初硬時進行第三次澆筑，澆筑高度多200mm，進 過三次饒筑，饒筑總高度多500mmm。饒筑時邊饒筑邊用PVC管進行上下插搗，保證饒筑時的 一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿漿體填滿洞壁上細小的孔，確保漿體與洞壁緊密結合，增強摩 擦力，提高澆筑體的承載力，一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿在硬化過程中具有膨脹性，待其漿 體全部硬化后，將固定封堵鐵件的鐵絲及鋼釘拆除，按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一級改 性環(huán)氧類聚合物砂漿成膠泥狀，放在手上迅速塞滿管道破壞洞口，表面按管內壁弧度修整 成型，完成管道頂壁的修補。
[0041] 如圖3所示，修補管道側壁時，采用側壁封堵件7,側壁封堵件7包括封堵板，封堵 板上表面固定連接有抓鉤，修補操作時，封堵板置于管道外側的洞孔內，抓鉤插入管道外側 的洞孔土壁內，確保封堵板不位移，然后從管道內壁沿修補洞孔用砂漿填塞至封堵板處，砂 漿塞滿修補洞孔，完成管道側壁的修補操作。
[0042] 側壁封堵件7優(yōu)選實施方式為，封堵板采用厚度為5mm的鋼板制成圓形，為了便 于放入洞口，封堵板直徑設為封堵洞口直徑的0. 8?0. 85倍，抓鉤采用ASmm的鋼筋彎曲 而成，抓鉤包括彎鉤部與直桿部，彎鉤部呈平直狀，彎鉤部與直桿部之間的夾角成40°? 50°，優(yōu)選為45°，直桿部長度為200mm，彎鉤部長度為100mm，直桿部垂直連接于封堵板上 表面中心，彎鉤部具有尖銳狀的頭部。封堵板和抓鉤之間的連接采用焊接。
[0043] 修補管道側壁時，優(yōu)選實施方式為，將側壁封堵板放置在管道外側的洞孔內，且離 管道外壁不小于0. 3m，將抓鉤插入洞壁內，確保封堵板不位移，然后用拌制好的C30微膨脹 性超早強混凝土填塞至封堵板，每塞50mm厚用搗棒沿全截面振搗一次，確?；炷撩軐崳?直至管道外壁，待混凝土初凝后，按灰水比1:0. 3?1:0. 35拌制一級改性環(huán)氧類聚合物砂 漿成膠泥狀，放在手上迅速塞滿管道破壞洞口，表面按管內壁弧度修整成型，完成管道側壁 的修補。
[0044] 作為對發(fā)明的改進，為防止水化作用時產生內外溫差形成裂縫，修補操作完成后， 進行養(yǎng)護時，用保溫膜將修補處覆蓋。
[0045] 作為對發(fā)明的改進，養(yǎng)護合格后在修補處及修補處洞口周圍涂刷砂漿時，至少涂 刷三層，可提高修補質量。涂刷層砂漿優(yōu)選采用一級改性環(huán)氧類聚合物砂漿。
[0046] 作為對發(fā)明的改進，養(yǎng)護完成后，先進行初步檢查，查看修補處與管道接合處有無 裂縫，若修補處有裂縫，沿裂縫鑿槽，用砂漿修補；用手敲打修補面，聽修補處有無空鼓聲， 若有空鼓，鑿除修補處后，重新用砂漿修補；用手觸摸修補處表面，感覺有無發(fā)熱，若修補處 表面發(fā)熱，繼續(xù)澆水養(yǎng)護，直到無發(fā)熱感為止。
[0047] 涂刷砂漿層硬化后，可進行通水檢查，觀察管道修補段前一檢查井與后一檢查井 管道內水流量有無變化，觀察土體內孔洞外口是否有水滲出，觀察管道修補段四周及地面 有無滲水現(xiàn)象，根據通水檢查結果確定是否進行重新修補。
[0048] 管道修補施工完成后，可進行事后觀察，定期觀察管道修補段四周及地面有無滲 水現(xiàn)象，并測量、記錄地面沉降情況，觀察地面沉降是否正常，根據事后檢查結果確定是否 進行重新修補。
[0049] 通過初步檢查、通水檢查、事后觀察，可很好地保證修補質量。
【權利要求】
1. 城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：管道修補施工前，在管道修補段 布設引流系統(tǒng)，將水流從管道修補段前端的檢查井引至管道修補段后端的檢查井，使得管 道修補段的水位下降，水流條件滿足管道修補施工要求后，進行管道的修補施工，若水流條 件不能滿足管道修補施工要求，引流系統(tǒng)使得水位下降后，還需在管道修補段前端搭建截 水墻。
2. 如權利要求1所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：所述引流系 統(tǒng)采用管道修補段前端二點逐級引流的方式進行引流排水，所述引流系統(tǒng)將水流引至管道 修補段后端的第二口檢查井。
3. 如權利要求1所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：管道底壁的 修補施工前，圍繞修補洞孔設置擋水圈。
4. 如權利要求1所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：布設引流系 統(tǒng)使得管道修補段的水流條件滿足管道修補施工要求后，布設通風系統(tǒng)，往管道修補段的 管道內送風，并檢查管道內的空氣質量，空氣質量滿足安全施工要求后，進行管道修補施 工。
5. 如權利要求4所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：所述通風系 統(tǒng)包括送風管，所述送風管的出風口設于管道內水面與管道內壁頂端之間的中心位置，且 使得風向由管道低端朝向管道高端。
6. 如權利要求1?5中任一項所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于， 所述管道為混凝土管道，管道修補施工步驟為： 對破壞管壁松動處進行剔鑿，并將破壞處洞口沖洗干凈，形成與修補材料的粘接面； 配制修補材料，修補操作； 養(yǎng)護，養(yǎng)護合格后在修補處及修補處洞口周圍涂刷砂漿； 涂刷砂漿層硬化，管道修補施工完成。
7. 如權利要求6所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：修補管道頂 壁時，采用頂壁封堵件，頂壁封堵件包括封堵板，封堵板上表面固定連接有抓鉤、下表面固 定連接有拉件，修補操作時，抓鉤插入管道外側的洞孔土壁內，封堵板置于管道內壁與外壁 之間，用鐵絲掛住拉件，并綁固于管道內壁的鋼釘上，鋼釘設于修補洞孔的四周，然后用面 團狀的砂漿將頂壁封堵板與洞壁間的縫隙進行塞堵，待砂漿硬化后，再從地面沿巖土層洞 孔澆筑封堵板外側空間，封堵板外側澆筑的砂漿硬化后，拆除鐵絲及鋼釘，用面團狀的砂漿 塞滿修補洞孔，完成管道頂壁的修補操作。
8. 如權利要求6所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：修補管道側 壁時，采用側壁封堵件，側壁封堵件包括封堵板，封堵板上表面固定連接有抓鉤，修補操作 時，封堵板置于管道外側的洞孔內，抓鉤插入管道外側的洞孔土壁內，確保封堵板不位移， 然后從管道內壁沿修補洞孔用砂漿填塞至封堵板處，砂漿塞滿修補洞孔，完成管道側壁的 修補操作。
9. 如權利要求6所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：修補操作完 成后，進行養(yǎng)護時，用保溫膜將修補處覆蓋。
10. 如權利要求6所述的城市地下管道非開挖快速修補方法，其特征在于：養(yǎng)護完成 后，先進行初步檢查，查看修補處與管道接合處有無裂縫，若修補處有裂縫，沿裂縫鑿槽，用 砂漿修補；用手敲打修補面，聽修補處有無空鼓聲，若有空鼓，鑿除修補處后，重新用砂漿修 補；用手觸摸修補處表面，感覺有無發(fā)熱，若修補處表面發(fā)熱，繼續(xù)澆水養(yǎng)護，直到無發(fā)熱感 為止；涂刷砂漿層硬化后，可進行通水檢查，觀察管道修補段前一檢查井與后一檢查井管道 內水流量有無變化，觀察土體內孔洞外口是否有水滲出，觀察管道修補段四周及地面有無 滲水現(xiàn)象，根據通水檢查結果確定是否進行重新修補；管道修補施工完成后，可進行事后觀 察，定期觀察管道修補段四周及地面有無滲水現(xiàn)象，并測量、記錄地面沉降情況，觀察地面 沉降是否正常，根據事后檢查結果確定是否進行重新修補。
【文檔編號】F16L1/028GK104500836SQ201410800375
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權日:2014年12月22日
【發(fā)明者】羅挺, 周克進, 任永國, 岳驍, 譙嬌 申請人:中譽遠發(fā)國際建設集團有限公司