混凝土管道非开挖带水修复方法和结构与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种混凝土管道非开挖带水修复方法和结构。


背景技术：

2.混凝土管道应用在排放污水等水利工程中，混凝土管道受排放污水中掺杂的各物质的影响会出现钢筋裸露及腐蚀、粗细骨料流失以及嵌缝材料剥落等质量问题。因此需要对存在质量问题的混凝土管道进行修复施工。混凝土管道常规修复方法为：不带水修复，即在混凝土管道内设置用于临时排放的中导管，更换中导管临时排放，在混凝土管道通过拼接的内衬片焊接形成内衬管，然后在内衬管与混凝土管道中注浆，待注浆达到硬化标准后，再更换修复后的混凝土管道排放。本领域中还提供一种混凝土管道带水作业的修复方法，其是在混凝土管道的内壁焊接带有内法兰的不锈钢内衬管，各节内衬管通过滑动平台推动至混凝土管道内的待修复位置，相邻内衬管通过内法兰在修复位置的狭窄环境下通过螺栓连接，从混凝土管道中取出滑动平台，然后在混凝土管道与总长度的内衬管之间注浆，待注浆材料达到硬度标准后将相邻内衬管接口处的内法兰全部切割去除，并在去除内法兰的相邻内衬管之间的接缝处焊接。其缺点是：相邻两节内衬管的螺栓连接、切割施工及焊接作业均是在远离井口的修复位置所在区域内进行的，内衬管内的操作空间狭窄，螺栓连接、切割作业及焊接作业的难度高，不方便操作，另外，在修复位置的所在区域作业，远离井口、其空气密度差，影响施工作业人员的作业安全，存在较大的施工风险，安全性较差；另外，螺栓连接、切割施工及焊接作业均在正常排放的情况下进行，水等排放物会从混凝土管道渗透内衬管中，作业人员在混凝土管道及内衬管内的水中进行螺栓连接、切割内法兰和焊接接缝的施工作业，存在站立不稳，影响操作，存在施工障碍。


技术实现要素：

3.本发明的目的是，提供一种混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，以解决混凝土管道内的相邻内衬管节点处连接施工难度大、施工风险大，解决传统带有内法兰的内衬管相邻两节的节点处施工工序复杂，以及解决混凝土管道内带水修复施工作业中内衬管通过传统滑动平台运输难度大、不方便取出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土管道非开挖带水修复方法，包括：
5.向下挖土并对其下方的混凝土管道进行开口或者截断形成井道；
6.通过井道吊装托架，将托架沿混凝土管道的轴向长度方向设置在混凝土管道的下弦面的内壁上，所述托架包括沿混凝土管道的轴向中心对称分布在混凝土管道的下弦面内壁上的至少两根导轨，以及沿每根所述导轨的长度方向均匀间隔布置的滚轴；
7.将各节内衬管设置为由等直径的管体以及设置在所述管体一端且小于所述管体直径的承插管组成的非内法兰管，将所述承插管的一端设定为内衬管的第一端口，将所述管体的另一端设定为内衬管的第二端口，所述内衬管的第一端口沿其圆周方向均匀设置有
贯穿其管壁的内栓孔，所述内衬管的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔，将所述外栓孔与内栓孔相匹配设置；
8.通过井道按同一轴向方向依次吊装各节内衬管，将前一节内衬管及其前部连接的内衬管通过托架上的滚轴向前滚动推入至混凝土管道内，其中第一节内衬管作为前一节内衬管时，仅将前一节内衬管通过托架上的滚轴向前滚动推入至混凝土管道内；吊装后一节内衬管置于对混凝土管道开口或者截断形成的管口处，在管口处将后一节内衬管承插式连接在前一节内衬管上；
9.将承插式连接后的前后两节内衬管的外栓孔与内栓孔对齐后插入螺栓将相邻的前后两节内衬管通过螺栓固定连接，以使相邻两节内衬管形成承插式螺栓连接结构，通过托架将后一节内衬管、前一节内衬管及其前部连接的内衬管一起推入至混凝土管道内，直到所有节内衬管均连接完毕并推入至混凝土管道内形成预定长度的总内衬管；
10.在混凝土管道与总内衬管之间进行注浆并将托架浇筑在其内形成注浆层，以对混凝土管道进行非开挖带水修复。
11.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，将各节内衬管按第一端口在前、第二端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管，将后一节内衬管的第一端口插入连接在前一节内衬管的第二端口内，形成承插式连接。
12.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，将各节内衬管按第二端口在前、第一端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管，将后一节内衬管的第二端口套接在前一节内衬管的第一端口上，形成承插式连接。
13.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，前后两节内衬管承插式连接时，将其中一节内衬管的第二端口对齐在另一节内衬管的第一端口的管体端面，以将作为第一端口的承插管包裹在另一节内衬管内使前后两节内衬管无缝对接。
14.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，所述托架的导轨通过锚固件设置在混凝土管道上。
15.为了解决上述技术问题，本发明还提供一种混凝土管道非开挖带水修复结构，包括：
16.总内衬管，设置在混凝土管道之内，包括承插式螺栓连接的多节内衬管，每节所述内衬管包括等直径的管体以及设置在所述管体一端且小于所述管体直径的承插管，所述承插管的一端为内衬管的第一端口，所述管体的另一端为内衬管的第二端口，所述内衬管的第一端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的内栓孔，所述内衬管的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔，所述外栓孔与内栓孔相匹配设置，相邻两节内衬管第一端口与第二端口承插式连接，且承插式连接的相邻两节内衬管通过螺栓贯穿第二端口上的外栓孔和第一端口上的内栓孔连接，以使相邻两节内衬管构成承插式螺栓连接结构；
17.注浆层，浇筑在混凝土管道与总内衬管之间；
18.托架，位于所述注浆层内，沿混凝土管道的轴向长度方向设置在混凝土管道的下弦面的内壁上，所述托架包括沿混凝土管道的轴向中心对称分布在混凝土管道的下弦面内壁上的至少两根导轨，以及沿每根所述导轨的长度方向均匀间隔布置的滚轴。
19.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述内衬管的外圆周上设置有栓钉。
20.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述管体与承插管为阶梯状分布。
21.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述导轨通过锚固件设置在混凝土管道上。
22.进一步地，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述锚固件为膨胀螺栓。
23.与现有技术相比，本发明提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构的有益效果如下：
24.一、将各节内衬管设置为由等直径的管体以及设置在管体一端且小于其直径的承插管组成的非内法兰管，则相邻两节内衬管节点处可以承插式无缝连接，提高了相邻两节内衬管连接的快捷性，承插式连接的两节内衬管通过螺栓固定连接形成承插式螺栓连接结构，提高了相邻两节内衬管连接的可靠性。将托架设置为至少两根导轨及其上的滚轴的结构形式固定设置在混凝土管道上，则推动前一节内衬管及其前部连接的内衬管通过滚轴滚动推动深入至混凝土管道之内，不仅降低了连接前后的各节内衬管的运输难度，而且能够在井道的管口处将后一节内衬管与前一节内衬管进行承插式螺栓连接，无论是通风环境，还是操作空间均得到了改善，从而降低了相邻两节内衬管的连接难度且减小了施工风险。避免了传统内法兰式的内衬管在节点处连接时的施工工序需要在混凝土管道内进行螺栓连接、切割内法兰及和切割内法兰后的接缝处的焊接作业的复杂施工工序，施工作业人员无需深入到混凝土管道内在其空气密度差、通风条件较差及带水环境下对相邻内衬管进行连接，保障了施工作业人员的人身安全。
25.二、在总内衬管与混凝土管道之间注浆形成注浆层，能够提高混凝土管道的修复质量和效果。
26.三、托架的安装在带水环境中作业，内衬管的连接及内衬管的运输均在管口处进行操作，提高了修复施工的效率，减少了施工作业人员在带水环境中的工作量，降低了内衬管连接的难度，降低了施工作业人员在水下作业的安全风险。
27.四、托架浇筑在注浆层内作为注浆层的一部分，一方面提高了注浆层的浇筑强度，另一方面在混凝土管道修复施工之后，无需取出托架，不仅简化了施工工序，还降低了修复难度。
附图说明
28.图1是混凝土管道非开挖修复结构的剖面结构示意图；
29.图2是图1中a-a处的剖面图；
30.图3是托架的平面结构示意图；
31.图4是托架安装在混凝土管道上在图3中b-b处的剖面图；
32.图5是相邻节内衬管连接前的状态结构示意图；
33.图6是相邻节内衬管连接后的状态结构示意图；
34.图7是内衬管的剖面结构示意图；
35.图中所示：
36.100、混凝土管道；
37.200、注浆层；
38.300、内衬管，310、管体，311、外栓孔，320、承插管，321、内栓孔，330、栓钉；
39.400、托架，410、导轨，420、滚轴；
40.500、螺栓；
41.600、管道水。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明作详细描述：根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
43.请参考图1至图6，本发明实施例提供一种混凝土管道非开挖带水修复方法，可以包括以下步骤：
44.步骤701，向下挖土并对其下方的混凝土管道进行开口或者截断形成井道。
45.步骤702，请参考图1至图6，通过井道吊装托架400，将托架400沿混凝土管道的轴向长度方向设置在混凝土管道100的下弦面的内壁上，所述托架400包括沿混凝土管道100的轴向中心对称分布在混凝土管道100的下弦面内壁上的至少两根导轨410，以及沿每根所述导轨410的长度方向均匀间隔布置的滚轴420。为了提高滚动传输效果，滚轴420可以为轴承。
46.步骤703，请参考图5至图6，将各节内衬管300设置为由等直径的管体310以及设置在所述管体310一端且小于所述管体310直径的承插管320组成的非内法兰管，将所述承插管320的一端设定为内衬管300的第一端口(图5中内衬管的右端)，将所述管体310的另一端设定为内衬管300的第二端口(图5中内衬管的左端)，所述内衬管300的第一端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的内栓孔321，所述内衬管300的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔311，将所述外栓孔311与内栓孔321相匹配设置。其中内衬管300为不锈钢管。
47.步骤704，请参考图5至图6，通过井道按同一轴向方向依次吊装各节内衬管300，将前一节内衬管300及其前部连接的内衬管300通过托架400上的滚轴420向前滚动推入至混凝土管道100内，其中第一节内衬管300作为前一节内衬管300时，仅将前一节内衬管300通过托架400上的滚轴420向前滚动推入至混凝土管道100内，即第一节内衬管300的前部无连接；吊装后一节内衬管300置于对混凝土管道100开口或者截断形成的管口处，在管口处将后一节内衬管300承插式连接在前一节内衬管300上。其中承插式连接是指，将各节内衬管300按第一端口在前、第二端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管300，将后一节内衬管300的第一端口插入连接在前一节内衬管300的第二端口内；或者将各节内衬管300按第二端口在前、第一端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管300，将后一节内衬管300的第二端口套接在前一节内衬管300的第一端口上。总之，一节内衬管300的承插管320插配合设置在另一节内衬管300内。
48.步骤705，请参考图5至图6，将承插式连接后的前后两节内衬管300的外栓孔311与内栓孔321对齐后插入螺栓500将相邻的前后两节内衬管300通过螺栓500固定连接，以使相邻两节内衬管300形成承插式螺栓连接结构，通过托架400将后一节内衬管300、前一节内衬
管300及其前部连接的内衬管300一起推入至混凝土管道100内，直到所有节内衬管300均连接完毕并推入至混凝土管道100内形成预定长度的总内衬管。
49.步骤706，请参考图1，在混凝土管道100与总内衬管之间进行注浆并将托架400浇筑在其内形成注浆层200，以对混凝土管道100进行非开挖带水修复。其中托架400的高度可以小于或者等于注浆层200的厚度。
50.请参考图5至图6，为了实现内衬管300之间的可靠性连接，本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，前后两节内衬管300承插式连接时，将其中一节内衬管300的第二端口对齐在另一节内衬管300的第一端口的管体310端面，以将作为第一端口的承插管320包裹在另一节内衬管300内使前后两节内衬管300无缝对接。无缝对接，使相连接的内衬管300的节点处密封性较好。
51.为了实现将托架400固定设置在混凝土管道100上的目的，本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法，所述托架400的导轨410通过膨胀螺栓等锚固件设置在混凝土管道100上。由于导轨410安装时为带水作业，故不适用于胶水粘接。
52.请参考图1至图6，本发明实施例还提供一种混凝土管道100非开挖带水修复结构，包括注浆层200、总内衬管300和托架400，其中：
53.请参考图1、图5至图6，总内衬管，设置在混凝土管道100之内，包括承插式螺栓500连接的多节内衬管300，每节所述内衬管300包括等直径的管体310以及设置在所述管体310一端且小于所述管体310直径的承插管320，所述承插管320的一端为内衬管300的第一端口，所述管体310的另一端为内衬管300的第二端口，所述内衬管300的第一端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的内栓孔321，所述内衬管300的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔311，所述外栓孔311与内栓孔321相匹配设置，相邻两节内衬管300第一端口与第二端口承插式连接，且承插式连接的相邻两节内衬管300通过螺栓500贯穿第二端口上的外栓孔311和第一端口上的内栓孔321连接，以使相邻两节内衬管300构成承插式螺栓连接结构。
54.请参考图1，注浆层200，浇筑在混凝土管道100与总内衬管之间。
55.请参考图1至图6，托架400，位于所述注浆层200内，沿混凝土管道100的轴向长度方向设置在混凝土管道100的下弦面的内壁上，所述托架400包括沿混凝土管道100的轴向中心对称分布在混凝土管道100的下弦面内壁上的至少两根导轨410，以及沿每根所述导轨410的长度方向均匀间隔布置的滚轴420。
56.请参考图7，为了提高注浆层200的浇筑质量，其注浆层200与内衬管300之间具有较好的结合性，本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述内衬管300的外圆周上设置有栓钉330。
57.请参考图5，本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述管体310与承插管320为阶梯状分布。即管体310与承插管320的连接不适用于连续的变截面体。
58.本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复结构，所述导轨410通过膨胀螺栓等锚固件设置在混凝土管道100上。
59.本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，将各节内衬管300设置为由等直径的管体310以及设置在管体310一端且小于其直径的承插管320组成的非内法兰管，则相邻两节内衬管300节点处可以承插式无缝连接，提高了相邻两节内衬管300连
接的快捷性，承插式连接的两节内衬管300通过螺栓500固定连接形成承插式螺栓连接结构，提高了相邻两节内衬管300连接的可靠性。将托架400设置为至少两根导轨410及其上的滚轴420的结构形式固定设置在混凝土管道100上，则推动前一节内衬管300及其前部连接的内衬管300通过滚轴420滚动推动深入至混凝土管道100之内，不仅降低了连接前后的各节内衬管300的运输难度，而且能够在井道的管口处将后一节内衬管300与前一节内衬管300进行承插式螺栓500连接，无论是通风环境，还是操作空间均得到了改善，从而降低了相邻两节内衬管300的连接难度且减小了施工风险。避免了传统内法兰式的内衬管300在节点处连接时的施工工序需要在混凝土管道100内进行螺栓500连接、切割内法兰及和切割内法兰后的接缝处的焊接作业的复杂施工工序，施工作业人员无需深入到混凝土管道100内在其空气密度差、通风条件较差及带水环境下对相邻内衬管300进行连接，保障了施工作业人员的人身安全。
60.本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，在总内衬管与混凝土管道100之间注浆形成注浆层200，能够提高混凝土管道100的修复质量和效果。
61.本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，托架400的安装在带水环境中作业，内衬管300的连接及内衬管300的运输均在管口处进行操作，提高了修复施工的效率，减少了施工作业人员在带水环境中的工作量，降低了内衬管300连接的难度，降低了施工作业人员在水下作业的安全风险。
62.本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，托架400浇筑在注浆层200内作为注浆层200的一部分，一方面提高了注浆层200的浇筑强度，另一方面在混凝土管道100修复施工之后，无需取出托架400，不仅简化了施工工序，还降低了修复难度。
63.请参考图1，本发明实施例提供的混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，示例了管道水600的标高为40cm的情形。
64.本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。

技术特征：
1.一种混凝土管道非开挖带水修复方法，其特征在于，包括：向下挖土并对其下方的混凝土管道进行开口或者截断形成井道；通过井道吊装托架，将托架沿混凝土管道的轴向长度方向设置在混凝土管道的下弦面的内壁上，所述托架包括沿混凝土管道的轴向中心对称分布在混凝土管道的下弦面内壁上的至少两根导轨，以及沿每根所述导轨的长度方向均匀间隔布置的滚轴；将各节内衬管设置为由等直径的管体以及设置在所述管体一端且小于所述管体直径的承插管组成的非内法兰管，将所述承插管的一端设定为内衬管的第一端口，将所述管体的另一端设定为内衬管的第二端口，所述内衬管的第一端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的内栓孔，所述内衬管的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔，将所述外栓孔与内栓孔相匹配设置；通过井道按同一轴向方向依次吊装各节内衬管，将前一节内衬管及其前部连接的内衬管通过托架上的滚轴向前滚动推入至混凝土管道内，其中第一节内衬管作为前一节内衬管时，仅将前一节内衬管通过托架上的滚轴向前滚动推入至混凝土管道内；吊装后一节内衬管置于对混凝土管道开口或者截断形成的管口处，在管口处将后一节内衬管承插式连接在前一节内衬管上；将承插式连接后的前后两节内衬管的外栓孔与内栓孔对齐后插入螺栓将相邻的前后两节内衬管通过螺栓固定连接，以使相邻两节内衬管形成承插式螺栓连接结构，通过托架将后一节内衬管、前一节内衬管及其前部连接的内衬管一起推入至混凝土管道内，直到所有节内衬管均连接完毕并推入至混凝土管道内形成预定长度的总内衬管；在混凝土管道与总内衬管之间进行注浆并将托架浇筑在其内形成注浆层，以对混凝土管道进行非开挖带水修复。2.根据权利要求1所述的混凝土管道非开挖带水修复方法，其特征在于，将各节内衬管按第一端口在前、第二端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管，将后一节内衬管的第一端口插入连接在前一节内衬管的第二端口内，形成承插式连接。3.根据权利要求1所述的混凝土管道非开挖带水修复方法，其特征在于，将各节内衬管按第二端口在前、第一端口在后的轴向方向依次吊装各节不内衬管，将后一节内衬管的第二端口套接在前一节内衬管的第一端口上，形成承插式连接。4.根据权利要求1所述的混凝土管道非开挖带水修复方法，其特征在于，前后两节内衬管承插式连接时，将其中一节内衬管的第二端口对齐在另一节内衬管的第一端口的管体端面，以将作为第一端口的承插管包裹在另一节内衬管内使前后两节内衬管无缝对接。5.根据权利要求1所述的混凝土管道非开挖带水修复方法，其特征在于，所述托架的导轨通过锚固件设置在混凝土管道上。6.一种混凝土管道非开挖带水修复结构，其特征在于，包括：总内衬管，设置在混凝土管道之内，包括承插式螺栓连接的多节内衬管，每节所述内衬管包括等直径的管体以及设置在所述管体一端且小于所述管体直径的承插管，所述承插管的一端为内衬管的第一端口，所述管体的另一端为内衬管的第二端口，所述内衬管的第一端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的内栓孔，所述内衬管的第二端口沿其圆周方向均匀设置有贯穿其管壁的外栓孔，所述外栓孔与内栓孔相匹配设置，相邻两节内衬管第一端口与第二端口承插式连接，且承插式连接的相邻两节内衬管通过螺栓贯穿第二端口上的
外栓孔和第一端口上的内栓孔连接，以使相邻两节内衬管构成承插式螺栓连接结构；注浆层，浇筑在混凝土管道与总内衬管之间；托架，位于所述注浆层内，沿混凝土管道的轴向长度方向设置在混凝土管道的下弦面的内壁上，所述托架包括沿混凝土管道的轴向中心对称分布在混凝土管道的下弦面内壁上的至少两根导轨，以及沿每根所述导轨的长度方向均匀间隔布置的滚轴。7.根据权利要求6所述的混凝土管道非开挖带水修复结构，其特征在于，所述内衬管的外圆周上设置有栓钉。8.根据权利要求6所述的混凝土管道非开挖带水修复结构，其特征在于，所述管体与承插管为阶梯状分布。9.根据权利要求6所述的混凝土管道非开挖带水修复结构，其特征在于，所述导轨通过锚固件设置在混凝土管道上。10.根据权利要求9所述的混凝土管道非开挖带水修复结构，其特征在于，所述锚固件为膨胀螺栓。

技术总结
本发明公开一种混凝土管道非开挖带水修复方法和结构，该方法包括：向下挖土并对混凝土管道进行开口或者截断形成井道；通过井道吊装托架及内衬管；将各节内衬管设置为由等直径的管体以及设置在管体一端且小于管体直径的承插管组成的非内法兰管，将前一节内衬管及其前部连接的内衬管通过托架上的滚轴向前滚动推入至混凝土管道内，在管口处将后一节内衬管承插式螺栓连接在前一节内衬管上，直到所有节内衬管均连接完毕并推入至混凝土管道内形成预定长度的总内衬管；在混凝土管道与总内衬管之间进行注浆并将托架浇筑在其内形成注浆层。本发明施工难度小、风险低、安全性高。安全性高。安全性高。


技术研发人员：张文贵 吴鑫赟 张亦弛 陈晓俊 祁涛
受保护的技术使用者：上海市政建设有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/12