排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)發(fā)明內(nèi)容

排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)發(fā)明目的

《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)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(cuò)位較大（≤25厘米）、脫節(jié)較大的、管道明顯變形等問(wèn)題，使修復(fù)后的管道質(zhì)量穩(wěn)定性好、環(huán)剛度高、抗變形能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)。

排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

按照《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)》提供的技術(shù)方案，排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)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(shè)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(shí)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(shí)；在待修管道內(nèi)縱向接口處兩側(cè)環(huán)向斷面設(shè)注漿孔，所述注漿孔內(nèi)插入管內(nèi)向外鉆孔注漿管，通過(guò)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(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)一步改進(jìn)，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(dāng)采用普通碳鋼材料時(shí)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(jìn)一步改進(jìn)，所述鋼內(nèi)襯短管為分體式，采用三塊鋼板均分設(shè)置在待修管道內(nèi)，通過(guò)固定螺栓進(jìn)行拼裝固定或在管內(nèi)拼裝焊接。

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

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

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

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

該發(fā)明排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)技術(shù)與已有的不銹鋼襯里管的修復(fù)管道結(jié)構(gòu)、用軟襯法形成的舊管道修復(fù)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(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于較大口徑排水管道接口錯(cuò)位較大、脫節(jié)較大的、管道明顯變形等情況管道修復(fù)。

隨著城市進(jìn)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(fù)著城市污水、雨水排放等重要功能。然而，由于種種原因，中國(guó)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(shí)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(cái)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(shè)，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(cuò)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(zhǎng)此以往造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致地面建筑物和路面的下沉破壞。因此必須對(duì)出現(xiàn)上述問(wèn)題的管道及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，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(duì)受損管道的修復(fù)總體來(lái)說(shuō)有兩大類：一類是基于開挖的管道修復(fù)技術(shù)，它適用于管道嚴(yán)重錯(cuò)口或嚴(yán)重下沉、人口密度不高、施工場(chǎng)地寬闊、對(duì)交通影響相對(duì)較小的場(chǎng)地；另一類是基于非開挖的管道修復(fù)技術(shù)，它適用于管道錯(cuò)位或下沉不太嚴(yán)重、管道出現(xiàn)線漏、接口出現(xiàn)裂縫、城市中心地段、開挖嚴(yán)重影響交通的場(chǎng)地。其中非開挖修復(fù)技術(shù)以修復(fù)的負(fù)面影響小、占用場(chǎng)地比較少、對(duì)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(shì)，越來(lái)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(fù)技術(shù)總體上可分為整體修復(fù)和局部修復(fù)兩大類：整體修復(fù)指對(duì)某段管進(jìn)行整體的加固和修復(fù)；局部修復(fù)指只對(duì)管道接口等損壞點(diǎn)進(jìn)行防滲堵漏修理的一種做法?，F(xiàn)有的管道局部修復(fù)技術(shù)中，對(duì)于較大口徑（≥Φ800毫米）排水管道修復(fù)一般包括裂縫嵌補(bǔ)、不銹鋼發(fā)泡筒、局部現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)技術(shù)。裂縫嵌補(bǔ)修復(fù)技術(shù)適用于管道錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯(cuò)位應(yīng)小于等于5厘米的情況，這種修復(fù)方法質(zhì)量不夠穩(wěn)定、不能抵抗管道繼續(xù)錯(cuò)位、脫節(jié)等。不銹鋼發(fā)泡筒修復(fù)技術(shù)適用于管道脫節(jié)、滲漏的情況，不適用于管道錯(cuò)位的情況。局部現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)技術(shù)適用于管道破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯(cuò)位應(yīng)小于等于5厘米的情況。

上述的管道非開挖局部修復(fù)技術(shù)中，對(duì)于管道接口錯(cuò)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(fù)方法，解決上述問(wèn)題。

圖1為《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)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(fù)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(fù)結(jié)構(gòu)》的管內(nèi)向外注漿示意圖。

《排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)結(jié)構(gòu)》涉及一種排水管道修復(fù)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(fù)，屬于排水管道非開挖修復(fù)工程技術(shù)領(lǐng)域。

一種排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)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(shè)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(shí)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(shí)；在待修管道（5）內(nèi)縱向接口處兩側(cè)環(huán)向斷面設(shè)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(guò)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(shè)置在待修管道（5）內(nèi)，每?jī)蓧K鋼板中心間夾角為120o，通過(guò)固定螺栓（6）進(jìn)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(cuò)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(zhǎng)度為300～500毫米；所述注漿孔為4-5個(gè)；注漿孔孔徑為Φ3-5厘米；所述管內(nèi)向外鉆孔注漿管（7）長(zhǎng)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(dāng)采用普通碳鋼材料時(shí)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。

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(fù)技術(shù)的實(shí)施方式。

如圖1一圖3所示，根據(jù)該發(fā)明實(shí)施例的排水管道鋼內(nèi)襯局部修復(fù)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(shè)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(shí)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(shí)。

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(jìn)入檢查井的可能，可分三塊運(yùn)輸?shù)酱薰艿纼?nèi)，每?jī)蓧K鋼板中心間夾角為120o，通過(guò)固定螺栓6進(jìn)行拼裝固定，也可采用管內(nèi)拼裝焊接。采用螺栓固定時(shí)，每個(gè)拼接處采用2個(gè)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(gè)拼接處的每?jī)善撎字g墊橡膠墊片。當(dāng)采用焊接拼接時(shí)，應(yīng)在焊接完成后表面進(jìn)行防腐處理。

鋼內(nèi)襯短管1的外徑大小應(yīng)根據(jù)待修管道5接口錯(cuò)位后的有效內(nèi)徑確定，宜比待修管道5接口錯(cuò)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(shí)取大值；鋼內(nèi)襯短管1的長(zhǎng)度為300～500毫米，待修管道5接口錯(cuò)位、脫節(jié)較大時(shí)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(dāng)采用普通碳鋼時(shí)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(fēng)干后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。連接板處采用高強(qiáng)度水泥進(jìn)行包封，全面保護(hù)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(shí)。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(shí)，再用快干水泥倒角4粉刷，粉刷砂漿必須緊實(shí)、光滑，確保密封效果，同時(shí)預(yù)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(yù)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(dá)到密水最佳效果，漿液固定后，再切除外留注漿管，進(jìn)行封閉處理。

該發(fā)明通過(guò)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(shè)注漿孔，待修管道5管徑d小于或等于Φ1600毫米時(shí)布置4只注漿孔，待修管道5管徑d大于Φ1600毫米時(shí)布置5只注漿孔，鉆孔采用小型鉆機(jī)引孔，孔徑為Φ3~5厘米，成孔后及時(shí)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(zhǎng)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(dāng)采用水泥-水玻璃雙液時(shí)，其重量配比宜為水泥:水玻璃=1:0.06，水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5級(jí)。注漿時(shí)采用隔點(diǎn)交錯(cuò)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。

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

在煉鋼生產(chǎn)中耐火材料使用于很嚴(yán)酷的條件下.其中包括較高的溫度及在溫度發(fā)生驟變時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。當(dāng)從轉(zhuǎn)爐或者電弧爐注入鋼水時(shí)，溫度有時(shí)達(dá)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(yīng)力，這可能導(dǎo)致工作層剝落。

爐渣在高溫下發(fā)生反應(yīng)能力引起對(duì)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(guò)程。在現(xiàn)有的冶煉過(guò)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(yīng)。目前對(duì)鋼包的整體內(nèi)襯來(lái)說(shuō)，經(jīng)常采用剛玉方鎂石磚或者剛玉尖晶石磚。當(dāng)含有尖晶石(10%-25%)的耐火澆注料用于作鋼包內(nèi)襯 時(shí)，其抗損毀能力特別重要，因?yàn)槠浣Y(jié)晶結(jié)構(gòu)有助于俘獲一系列二價(jià)或三價(jià)的陽(yáng)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(jī)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?yàn)槌杀驹颉５才c它具有良好的抗?jié)B透性有關(guān)。

某些研究者認(rèn)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(shí)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(yīng)，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(yù)熱是影響其使用性能的一個(gè)重要因素，這也是一個(gè)非常重要的階段，此時(shí)任何與理想的加熱曲線發(fā)生偏離時(shí)都會(huì)使內(nèi)襯中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆裂層施加機(jī)械作用，這是內(nèi)襯使用期間的最危險(xiǎn)的因素。在進(jìn)行處理鋼水及在鋼包使用期間熱循環(huán)的順序也會(huì)導(dǎo)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(fù)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(yīng)用在給水、排水、燃?xì)?、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(qiáng)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(jìn)行焊接成型后，以牽引絞車為動(dòng)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(duì)其進(jìn)行沖壓，在保壓情況下對(duì)內(nèi)襯管與原管線之間的縫隙進(jìn)行注漿固化作業(yè)。形成與原管道緊密粘合、表面光滑的復(fù)合管。從而達(dá)到承壓性強(qiáng)、抗沖擊、整體耐腐蝕的修復(fù)目的，延長(zhǎng)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(yùn)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(guò)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(qiáng)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(qiáng)于鍍鋅鋼管鍍鋅層。所以，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管在使用過(guò)程中不用擔(dān)心因內(nèi)壁銹蝕產(chǎn)生結(jié)垢、結(jié)瘤而使內(nèi)孔縮小。