[发明专利]一种非开挖管道自动注浆修复系统及修复方法

说明书

本发明提供一种非开挖管道自动注浆修复系统及修复方法，属于管道修复技术领域。该系统包括管道检测系统、管道封堵与压浆系统、注浆系统，管道检测系统包括主舱体、驱动组件、滑杆、变径电机、导轨、驱动小轮和高清摄像头，管道封堵与压浆系统包括气囊钢环、端部气囊、钢环外包气囊、注浆孔，注浆系统包括注浆材料和注浆机，管道检测系统、管道封堵与压浆系统位于排水管网内，通过缆线连接地面上的上位机，管道封堵与压浆系统通过管路连接注浆机，管道检测系统通过高清摄像头检测管道缺陷数据并传输给上位机，上位机控制管道封堵与压浆系统进行注浆修复。本发明解决了管道外围水土流失、空间松散导致管道结构缺陷出现的根源性问题。

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，特别是指一种非开挖管道自动注浆修复系统及修复方法。

背景技术

目前，我国服役超过40年的各类市政管道总长约占总量超过6.8％；服役超过20年的管道总长约占总量超过32.3％。八十年代以前建设的管道因建设条件限制，管道质量较差。虽然设计年限仅为20年，但至今已超期服役。由于缺乏维护和修复，大部分此时期修建的管段存在不同程度的“跑、冒、滴、漏”等缺陷，需要维修和更新。

当出现上述缺陷后，在对管道的修复过程中多通过填补缺陷位置、在缺陷周围引入新管段，管衬的方法，由内而外的对管道上的缺陷进行封堵，常见的此类修复方法有原位固化法(CIPP)、喷涂修复法、不锈钢内衬法等。虽然此类修复技术可以在较短时间内完成管道的修复，恢复管网正常运行，但长期来看，并未解决导致缺陷出现的根源问题。对于管道的破裂、脱节、错口等缺陷，通常由于管道的基座或管道周围的回填材料未按照规范要求建设，导致强度和防水等性能不足。在受到外力冲击和雨水渗透、冲刷下，管道周围土壤、沙石等材料逐渐流失，形成松散的空间。在这些空间内，雨水会直接和管道接触，浸泡腐蚀管道，导致管道强度降低。另一方面，当管道基座以及周围土壤等无法为管道提供足够的支撑强度后，易在管道上出现应力集中，并在来自路面车辆等的应力作用下，导致破裂、脱节、错口等缺陷出现。故为保证对缺陷管道进行有效的修复，必须对管道基座和周围土壤进行加固和隔水堵漏处理。

当前常见的管道周围土壤修复的方法有土体注浆法和裂缝注浆法。土体注浆法是指通过埋设注浆管，从地面对管道外围注浆，形成包围管道的隔水屏障。这方法虽对路面的影响较小，但涉及开挖作业，成本较高，常用于需要大量注浆的情况。裂缝注浆是指由管道内部，在裂缝口或管道接口处直接对缺陷位置的周围进行注浆。这种方法工序复杂，需要工人进入管道，对管道缺陷位置进行钻孔，钻孔过程不仅容易对管道造成二次伤害，人工作业的方式还容易导致管道内中毒等事故。因此有必要研发一种非开挖管道自动注浆修复系统，通过管道检测系统、封堵和压浆气囊、注浆材料和注浆机，实现对管道缺陷的识别、定位和自动化注浆修复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非开挖管道自动注浆修复系统及修复方法。

该系统包括管道检测系统、管道封堵与压浆系统、注浆系统，管道检测系统包括主舱体、驱动组件、滑杆、变径电机、导轨、驱动小轮和高清摄像头，管道封堵与压浆系统包括气囊钢环、端部气囊、钢环外包气囊、注浆孔，注浆系统包括注浆材料和注浆机，管道检测系统和管道封堵与压浆系统位于排水管网内，通过缆线与地面上的上位机进行数据交换，管道封堵与压浆系统通过管路连接注浆机，管道检测系统通过高清摄像头检测管道缺陷数据并传输给上位机，上位机控制管道封堵与压浆系统进行注浆修复。

其中，管道检测系统的主体舱下部间隔120°均匀设置三组驱动小轮，驱动小轮通过滑杆连接主体舱，滑杆设置三根，其中两根滑杆与主体舱连接处为变径电机，三根滑杆与驱动小轮连接处设置驱动组件，主舱体安装变径电机处设置导轨，另外一根滑杆在导轨上滑动，主舱体内设置高清摄像头。