一种非开挖管道自动注浆修复系统及修复方法与流程

技术特征：
1.一种非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：包括管道检测系统(110)、管道封堵与压浆系统(120)、注浆系统，管道检测系统(110)包括主舱体(112)、驱动组件(113)、滑杆(114)、变径电机(115)、导轨(116)、驱动小轮(117)和高清摄像头(118)，管道封堵与压浆系统(120)包括气囊钢环(123)、端部气囊(126)、钢环外包气囊(127)、注浆孔(128)，注浆系统包括注浆材料(180)和注浆机(170)，管道检测系统(110)和管道封堵与压浆系统(120)位于排水管网内(210)，通过缆线(150)与地面(200)上的上位机进行数据交换，管道封堵与压浆系统(120)通过管路连接注浆机(170)，管道检测系统(110)通过高清摄像头(118)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(120)进行注浆修复。2.根据权利要求1所述的非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：所述管道检测系统(110)的主体舱(112)下部间隔120
°
均匀设置三组驱动小轮(117)，驱动小轮(117)通过滑杆(114)连接主体舱(112)，滑杆(114)设置三根，其中两根滑杆(114)与主体舱(112)连接处为变径电机(115)，三根滑杆(114)与驱动小轮(117)连接处设置驱动组件(113)，主舱体(112)安装变径电机(115)处设置导轨(116)，另外一根滑杆(114)在导轨(116)上滑动，主舱体(112)内设置高清摄像头(118)。3.根据权利要求1所述的非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：所述管道封堵与压浆系统(120)主体为气囊钢环(123)，气囊钢环(123)外部包裹钢环外包气囊(127)和端部气囊(126)，两个端部气囊(126)设置在钢环外包气囊(127)的两侧，气囊钢环(123)外圈为钢环顶檐(124)，内圈为钢环内檐(125)，钢环外包气囊(127)中间开有注浆孔(128)和注水孔(129)，钢环内檐(125)顶部上开口设置输浆口(130)、输水口(131)，并安装气囊内部空间压力计(132)，钢环内檐(125)底部上开口设置底部注气口(133)，气囊钢环(123)底部安装滑轮(134)。4.根据权利要求3所述的非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：所述气囊钢环(123)为中空的环状钢管。5.根据权利要求1所述的非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：所述地面(200)上设置缆线盘(160)，用于缠绕缆线(150)，缆线(150)通过检查井(190)进入排水管网内(210)。6.根据权利要求1所述的非开挖管道自动注浆修复系统，其特征在于：所述注浆机(170)一端通过管路连接盛放注浆材料(180)的注浆桶，另一端连接管道封堵与压浆系统(120)的注浆孔(128)。7.应用权利要求1所述的非开挖管道自动注浆修复系统的修复方法，其特征在于：包括步骤如下：s1：缺陷识别：将管道检测系统(110)置于排水管网内(210)，通过高清摄像头(118)采集排水管道内数据，识别管道中的缺陷及缺陷特点；s2：前试压：定位好缺陷后，将管道封堵与压浆系统(120)与管道检测系统(110)相连，由管道检测系统(110)牵引管道封堵与压浆系统(120)到达缺陷位置，对端部气囊(126)充气，使其和管壁贴合，在两个端部气囊(126)中间形成环型的气囊中间密闭空间(142)，通过底部注气口(133)，对气囊中间密闭空间(142)内打气，当气囊中间密闭空间(142)内的气压突然大幅升高时停止打气，通过打气时间和打气速度估算管道缺陷后的空间，预估需要的注浆量；
s3：气囊注浆：根据确定的注浆量，通过注浆机(170)向气囊中间密闭空间(142)进行注浆；s4：裂缝压浆：当注浆液充满气囊中间密闭空间(142)后，提升注浆压力，使气囊中间密闭空间(142)中的压力先小幅上升后趋于稳定；不断重复升压、降压和升压的过程，迫使注浆材料持续由管道裂缝(143)处，往管道外围扩散，进行压浆；s5：裂缝封堵：当压浆完成后，使用高分子注浆材料，重复裂缝压浆过程，完成对管道裂缝(143)处的封堵；s6：内壁清洗：待注浆材料固化至设定强度后，通过注水孔(129)对气囊中间密闭空间(142)中注水，清洗管道内壁；s7：后试压：修复完成后，待注浆材料完全硬化后，重复s2中试压步骤，检测裂缝的封堵情况和灌浆的质量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述s1中缺陷包括裂缝、脱节和错口，缺陷特点包括裂缝尺寸、深度和含水量以及管道错口大小和方向。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述s2中管道缺陷后的空间估算方法如下：先基于打气时间和单位时间的进气量，计算出总打气量；然后基于气囊中间密闭空间(142)在气压趋于平稳温度下的气体状态方程，计算出打入气体的体积，将打入气体的体积看作管道缺陷后的空间，以此预估需要的注浆量。

技术总结
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。题。题。


技术研发人员：杨松立 汪林兵 叶周景 李鹏鹏
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/3/3