排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)

《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》涉及一種排水管道修復結(jié)構(gòu)，特別涉及一種較大口徑（≥Φ800毫米）排水管道鋼內(nèi)襯局部修復，屬于排水管道非開挖修復工程技術(shù)領(lǐng)域。

隨著城市進程的加快，排水管網(wǎng)與人們的生活和工作息息相關(guān)，肩負著城市污水、雨水排放等重要功能。然而，由于種種原因，中國很多城市的排水管道存在著不同程度的損壞現(xiàn)象，不及時維修，可能污染地下水或造成路面塌陷，給交通安全和市民的生命財產(chǎn)造成危害。特別是較大口徑地下排水管道多為分節(jié)組合鋪設，投用之后因受自然環(huán)境、水力條件以及上層壓力變化等原因，使管道接口部位出現(xiàn)變形產(chǎn)生裂縫、管接頭錯位、下沉等現(xiàn)象，使地下水及地下水夾帶著管道四周的土體和泥砂涌入管內(nèi)，隨污水流走，長此以往造成惡性循環(huán)，最終導致地面建筑物和路面的下沉破壞。因此必須對出現(xiàn)上述問題的管道及時進行修復，以保證污水、雨水正常排放及道路交通安全。截至2013年8月，對受損管道的修復總體來說有兩大類：一類是基于開挖的管道修復技術(shù)，它適用于管道嚴重錯口或嚴重下沉、人口密度不高、施工場地寬闊、對交通影響相對較小的場地；另一類是基于非開挖的管道修復技術(shù)，它適用于管道錯位或下沉不太嚴重、管道出現(xiàn)線漏、接口出現(xiàn)裂縫、城市中心地段、開挖嚴重影響交通的場地。其中非開挖修復技術(shù)以修復的負面影響小、占用場地比較少、對地面、交通、環(huán)境以及周圍地下管線等等的影響很微弱等優(yōu)勢，越來越受到地下管道行業(yè)管理部門的重視。

管道的非開挖修復技術(shù)總體上可分為整體修復和局部修復兩大類：整體修復指對某段管進行整體的加固和修復；局部修復指只對管道接口等損壞點進行防滲堵漏修理的一種做法?，F(xiàn)有的管道局部修復技術(shù)中，對于較大口徑（≥Φ800毫米）排水管道修復一般包括裂縫嵌補、不銹鋼發(fā)泡筒、局部現(xiàn)場固化修復技術(shù)。裂縫嵌補修復技術(shù)適用于管道錯位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯位應小于等于5厘米的情況，這種修復方法質(zhì)量不夠穩(wěn)定、不能抵抗管道繼續(xù)錯位、脫節(jié)等。不銹鋼發(fā)泡筒修復技術(shù)適用于管道脫節(jié)、滲漏的情況，不適用于管道錯位的情況。局部現(xiàn)場固化修復技術(shù)適用于管道破裂、變形、錯位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯位應小于等于5厘米的情況。

上述的管道非開挖局部修復技術(shù)中，對于管道接口錯位大于5厘米、脫節(jié)較大的、管道明顯變形的情況并不適用，因此需研究一種新型修復方法，解決上述問題。

圖1為《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》的縱剖面示意圖。

圖2為《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》的鋼內(nèi)襯橫斷面示意圖。

圖3為《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》的管內(nèi)向外注漿示意圖。

2021年6月24日，《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎。

如圖1一圖3所示，包括鋼內(nèi)襯短管1、聚胺脂密灌漿2、石棉油麻絲填充抹帶3、快干水泥倒角4、拼裝固定螺栓6及管內(nèi)向外注漿管7。

下面結(jié)合附圖描述該發(fā)明的排水管道鋼內(nèi)襯局部修復技術(shù)的實施方式。

如圖1一圖3所示，根據(jù)該發(fā)明實施例的排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)，包括鋼內(nèi)襯短管1、聚胺脂密灌漿2、石棉油麻絲填充抹帶3、快干水泥倒角4、管內(nèi)向外鉆孔注漿管7，鋼內(nèi)襯短管1設在待修管道5內(nèi)，在待修管道5與鋼內(nèi)襯短管1兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶3將接口嵌實密封，再用快干水泥倒角4粉刷，待修管道5與鋼內(nèi)襯短管1間用聚胺脂密灌漿2填充密實。

該發(fā)明鋼內(nèi)襯短管1可采用普通鋼板分塊卷制，亦可采用成品鋼管切割而成。

該發(fā)明鋼內(nèi)襯短管1考慮安裝方便及進入檢查井的可能，可分三塊運輸?shù)酱薰艿纼?nèi)，每兩塊鋼板中心間夾角為120o，通過固定螺栓6進行拼裝固定，也可采用管內(nèi)拼裝焊接。采用螺栓固定時，每個拼接處采用2個固定螺栓6拼裝固定，固定螺栓可采用M16不銹鋼螺栓，為了保證連接緊密，在每個拼接處的每兩片鋼套之間墊橡膠墊片。當采用焊接拼接時，應在焊接完成后表面進行防腐處理。

鋼內(nèi)襯短管1的外徑大小應根據(jù)待修管道5接口錯位后的有效內(nèi)徑確定，宜比待修管道5接口錯位后的有效內(nèi)徑小5厘米，以保證鋼內(nèi)襯短管1與待修管道5間能注入聚胺脂密灌漿。

該發(fā)明鋼內(nèi)襯短管1的壁厚為8～12毫米，待修管道5管徑較大時取大值；鋼內(nèi)襯短管1的長度為300～500毫米，待修管道5接口錯位、脫節(jié)較大時取大值。

該發(fā)明鋼內(nèi)襯短管1材質(zhì)可采用普通碳鋼，亦可采用不銹鋼，當采用普通碳鋼時需做防腐處理。具體防腐做法是先將制作成三塊弧形的半成品除銹并充分清理干凈，刷環(huán)氧鋅漆底漆二度，再刷環(huán)氧煤瀝青面漆二度，待其自然風干后運至現(xiàn)場。連接板處采用高強度水泥進行包封，全面保護鋼套環(huán)、鋼內(nèi)襯不受污水中的酸堿侵蝕。

該發(fā)明鋼內(nèi)襯短管1與待修管道5間用聚胺脂密灌漿2填充密實。具體做法為在鋼內(nèi)襯短管1兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶3將接口嵌滿并用專門工具壓密、壓實，再用快干水泥倒角4粉刷，粉刷砂漿必須緊實、光滑，確保密封效果，同時預埋聚氨酯注漿管3根，兩側(cè)交叉布置，快干水泥倒角4粉刷坡度盡量緩和，確保流水的流暢。在預留的聚氨酯注漿縫內(nèi)注入聚胺脂密灌漿2，漿液必須確保飽滿，達到密水最佳效果，漿液固定后，再切除外留注漿管，進行封閉處理。

該發(fā)明通過管內(nèi)向外鉆孔注漿管7由管內(nèi)向外壓密注漿，加固管道外圍土體。具體做法為在待修管道5內(nèi)縱向接口處兩側(cè)各40厘米處環(huán)向斷面設注漿孔，待修管道5管徑d小于或等于Φ1600毫米時布置4只注漿孔，待修管道5管徑d大于Φ1600毫米時布置5只注漿孔，鉆孔采用小型鉆機引孔，孔徑為Φ3~5厘米，成孔后及時插入管內(nèi)向外鉆孔注漿管7，并封堵固定注漿管四周縫隙，不讓流砂涌入。管內(nèi)向外鉆孔注漿管7長度根據(jù)加固范圍確定，可取40～60厘米。壓密注漿加固范圍宜為待修管道5管底2米、管側(cè)1米、管頂0.5米，注漿壓力控制在0.25~0.6兆帕之間為宜。壓密注漿漿液宜采用水泥-水玻璃雙液，也可采用純水泥漿。當采用水泥-水玻璃雙液時，其重量配比宜為水泥:水玻璃=1:0.06，水泥標號不低于42.5級。注漿時采用隔點交錯分層注漿，每次提升50厘米，注漿完成確保漿液到位，不外滲后，割斷注漿管，密封注漿孔，確保不滲漏。

排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)發(fā)明目的

《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》的目的在于克服上述不足之處，提供一種旨在有效解決較大口徑（≥Φ800毫米）排水管道接口錯位較大（≤25厘米）、脫節(jié)較大的、管道明顯變形等問題，使修復后的管道質(zhì)量穩(wěn)定性好、環(huán)剛度高、抗變形能力強、使用壽命長的排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)。

排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

按照《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)》提供的技術(shù)方案，排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)包括鋼內(nèi)襯短管、聚胺脂密灌漿、石棉油麻絲填充抹帶、快干水泥倒角、管內(nèi)向外注漿管；所述鋼內(nèi)襯短管設在待修管道內(nèi)，在待修管道與鋼內(nèi)襯短管兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶將接口嵌實密封，再用快干水泥倒角粉刷，待修管道與鋼內(nèi)襯短管間用聚胺脂密灌漿填充密實；在待修管道內(nèi)縱向接口處兩側(cè)環(huán)向斷面設注漿孔，所述注漿孔內(nèi)插入管內(nèi)向外鉆孔注漿管，通過管內(nèi)向外注漿管由管內(nèi)向外注漿，加固管道外圍土體。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述鋼內(nèi)襯短管采用普通鋼板卷制或采用成品鋼管。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述鋼內(nèi)襯短管材質(zhì)采用普通碳鋼或不銹鋼材料制成，當采用普通碳鋼材料時需做防腐處理，防腐采用環(huán)氧鋅漆底層加環(huán)氧煤瀝青涂料面層。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述鋼內(nèi)襯短管為分體式，采用三塊鋼板均分設置在待修管道內(nèi)，通過固定螺栓進行拼裝固定或在管內(nèi)拼裝焊接。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述鋼內(nèi)襯短管外徑大小應根據(jù)待修管道接口錯位后的有效內(nèi)徑確定。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述鋼內(nèi)襯短管的壁厚為8～12毫米；鋼內(nèi)襯短管的長度為300～500毫米。

作為該發(fā)明的進一步改進，所述注漿孔為4~5個；注漿孔孔徑為Φ3~5厘米；管內(nèi)向外鉆孔注漿管長度取40～60厘米。

排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)發(fā)明優(yōu)點

該發(fā)明排水管道鋼內(nèi)襯局部修復技術(shù)與已有的不銹鋼襯里管的修復管道結(jié)構(gòu)、用軟襯法形成的舊管道修復結(jié)構(gòu)相比具有質(zhì)量穩(wěn)定性好、環(huán)剛度高、抗變形能力強、使用壽命長等優(yōu)點，特別適用于較大口徑排水管道接口錯位較大、脫節(jié)較大的、管道明顯變形等情況管道修復。

一種排水管道鋼內(nèi)襯局部修復結(jié)構(gòu)，包括鋼內(nèi)襯短管（1）、聚胺脂密灌漿（2）、石棉油麻絲填充抹帶（3）、快干水泥倒角（4）、管內(nèi)向外注漿管（7）；所述鋼內(nèi)襯短管（1）設在待修管道（5）內(nèi)，其特征是：在待修管道（5）與鋼內(nèi)襯短管（1）兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶（3）將接口嵌實密封，再用快干水泥倒角（4）粉刷，待修管道（5）與鋼內(nèi)襯短管（1）間用聚胺脂密灌漿（2）填充密實；在待修管道（5）內(nèi)縱向接口處兩側(cè)環(huán)向斷面設注漿孔，所述注漿孔內(nèi)插入管內(nèi)向外鉆孔注漿管（7），所述管內(nèi)向外鉆孔注漿管（7）采用3根，兩側(cè)交叉布置，通過管內(nèi)向外注漿管（7）由管內(nèi)向外注漿，加固管道外圍土體；所述鋼內(nèi)襯短管（1）為分體式，采用三塊鋼板均分設置在待修管道（5）內(nèi)，每兩塊鋼板中心間夾角為120o，通過固定螺栓（6）進行拼裝固定或在管內(nèi)拼裝焊接；所述鋼內(nèi)襯短管（1）外徑根據(jù)待修管道（5）接口錯位后的有效內(nèi)徑確定；所述鋼內(nèi)襯短管（1）的壁厚為8～12毫米；鋼內(nèi)襯短管（1）的長度為300～500毫米；所述注漿孔為4-5個；注漿孔孔徑為Φ3-5厘米；所述管內(nèi)向外鉆孔注漿管（7）長度為40～60厘米；所述鋼內(nèi)襯短管（1）采用普通鋼板卷制或采用成品鋼管；所述鋼內(nèi)襯短管（1）材質(zhì)采用普通碳鋼或不銹鋼材料制成，當采用普通碳鋼材料時需做防腐處理，防腐采用環(huán)氧鋅漆底層加環(huán)氧煤瀝青涂料面層。

在煉鋼生產(chǎn)中耐火材料使用于很嚴酷的條件下.其中包括較高的溫度及在溫度發(fā)生驟變時產(chǎn)生的熱沖擊。當從轉(zhuǎn)爐或者電弧爐注入鋼水時，溫度有時達到極高值（>1700^oc）。通常在注入鋼水之前，鋼包內(nèi)襯工作層的溫度介于800^oc-1200^oc之間，這在內(nèi)襯工作層中引起產(chǎn)生應力，這可能導致工作層剝落。

爐渣在高溫下發(fā)生反應能力引起對耐火材料的侵蝕，這是眾所周知的。爐渣成分的變化主要取決于冶煉的過程。在現(xiàn)有的冶煉過程中主要與堿性爐渣有關(guān)，此類爐渣最容易與剛玉磚內(nèi)襯發(fā)生反應。目前對鋼包的整體內(nèi)襯來說，經(jīng)常采用剛玉方鎂石磚或者剛玉尖晶石磚。當含有尖晶石(10%-25%)的耐火澆注料用于作鋼包內(nèi)襯 時，其抗損毀能力特別重要，因為其結(jié)晶結(jié)構(gòu)有助于俘獲一系列二價或三價的陽離子(Fe² 等)。含尖晶石的耐火材料具有極低的開口氣孔率和非常良好的機械性能。但是，加入氧化鎂的材料正在更多地取代此類材料，首先是因為成本原因。但也與它具有良好的抗?jié)B透性有關(guān)。

某些研究者認為這些良好的使用性能與材料的密度高及單位表面積大有關(guān)。形成尖晶石時伴隨有耐火材料基質(zhì)中的微觀氣孔得到發(fā)展。石灰或者爐渣能與氧化鋁發(fā)生反應，并形成六鋁酸鈣，它引起膨脹，致使部分微觀氣孔被封閉。

鋼包內(nèi)襯永久層的預熱是影響其使用性能的一個重要因素，這也是一個非常重要的階段，此時任何與理想的加熱曲線發(fā)生偏離時都會使內(nèi)襯中產(chǎn)生較大的應力，有時會出現(xiàn)爆裂層施加機械作用，這是內(nèi)襯使用期間的最危險的因素。在進行處理鋼水及在鋼包使用期間熱循環(huán)的順序也會導致某種內(nèi)襯變得脆弱，并出現(xiàn)剝落。2100433B

不銹鋼內(nèi)襯是一種非開挖修復地下管道的方法。

管道非開挖不銹鋼內(nèi)襯施工法能廣泛的應用在給水、排水、燃氣、熱力、電信、電力、工業(yè)等管道。不銹鋼內(nèi)襯管耐高溫可輸送熱水、沸水、蒸氣并且安全衛(wèi)生。在原管內(nèi)安裝不銹鋼管后使管道整體承壓性、抗沖擊性、耐腐蝕性等綜合性能得以強化和提升，不僅可用于民用輸水、輸氣，還可用于輸送工業(yè)用流體。

不銹鋼內(nèi)襯技術(shù)是將薄壁不銹鋼管作為載體，進行焊接成型后，以牽引絞車為動力將不銹鋼內(nèi)襯管從待修管道的一端牽引至另一端。不銹鋼管內(nèi)襯管穿插完畢之后對其進行沖壓，在保壓情況下對內(nèi)襯管與原管線之間的縫隙進行注漿固化作業(yè)。形成與原管道緊密粘合、表面光滑的復合管。從而達到承壓性強、抗沖擊、整體耐腐蝕的修復目的，延長原管道使用壽命五十年以上。

內(nèi)襯后的管內(nèi)壁光滑不易結(jié)垢，降低運行摩阻，節(jié)約輸送能耗成本，可有效防止二次污染。由于鋼中含有18%的鉻，在使用過程中管道內(nèi)壁形成一層極薄的氧化鉻薄膜，該薄膜阻止金屬繼續(xù)氧化，故不銹鋼有很強的耐腐蝕性能，不僅能承受水和空氣的腐蝕，而且可以承受弱酸弱堿的腐蝕。內(nèi)襯不銹鋼管的厚度有1—3毫米，而鍍鋅鋼管的鍍鋅層厚度僅為0.07毫米，厚度相差14.2-42.9倍，不銹鋼的耐腐蝕性和致密性又強于鍍鋅鋼管鍍鋅層。所以，內(nèi)襯不銹鋼復合鋼管在使用過程中不用擔心因內(nèi)壁銹蝕產(chǎn)生結(jié)垢、結(jié)瘤而使內(nèi)孔縮小。