在民用給排水方面,20世紀90年代以前埋設(shè)的金屬管道,大部分未做內(nèi)防腐,導(dǎo)致管道內(nèi)壁結(jié)垢,個別腐爛穿孔,嚴重影響供水水質(zhì)。全國各大中城市都在相繼維修、改造和更換供排水管道,如北京、天津、大連等。他們的一般作法是:有條件開挖的地區(qū),可敷設(shè)新管廢除舊管,但投資較大;無條件開挖的地區(qū),可采用管道不開挖修復(fù)技術(shù)。
如何簡化而又經(jīng)濟地維修地下管線,一直是管道工程界努力追求的目標。應(yīng)運而生的不開挖翻襯法管道修復(fù)技術(shù)是目前最為簡便和經(jīng)濟的方法,它簡化了管道維修的各種限制和麻煩,為業(yè)主節(jié)省了寶貴的時間和費用,同時強化了原管道的功能。由于它不需要全面開挖,免除了噪音、塵土、污水等污染,以及交通受阻,破壞環(huán)境等的困擾,*符合現(xiàn)代環(huán)保意識的要求。
非開挖施工技術(shù)組成部分的管道修復(fù)技術(shù),主要包括管道的現(xiàn)狀檢測、管道的現(xiàn)狀評價(包括CCTV檢測,管道壁厚和腐蝕狀況,以及結(jié)構(gòu)的完整狀況)、管道的清理、修復(fù)方案的選擇、管道修復(fù)設(shè)計、作業(yè)段的設(shè)計、作業(yè)段的開挖、修復(fù)作業(yè)工段、修復(fù)的質(zhì)量評價及驗收等。舊管道不開挖修復(fù)是指在用管道所處環(huán)境無法采用開挖更新、修理或開挖管段很不經(jīng)濟的情況,經(jīng)綜合經(jīng)濟分析而又不應(yīng)廢棄,或為了提高輸送量、充分利用管材的腐蝕余量、延長使用壽命而采取的一種在線維修方式。經(jīng)半個多世紀的開發(fā)實踐,大體上已形成了三大類十多種工藝技術(shù),即插入套管法(包括原形套管和折疊式套管)、涂層法、軟管翻襯法等。
1.插入套管法:主要是將事先預(yù)制好的塑料原形管或折疊式套管,在現(xiàn)場焊接,牽引就位,固定在舊管線上的一種方法。
2.內(nèi)涂層法:經(jīng)過長期的實踐改進和原材料工業(yè)的長足進步,已形成了如水泥砂漿襯里、樹脂涂層方法等系列工藝技術(shù)。但也存在有待改進的工序,如表面處理技術(shù)、內(nèi)補口技術(shù)和質(zhì)量檢測技術(shù)等。
管道內(nèi)水泥砂漿襯里的修復(fù)技術(shù)
管道內(nèi)水泥砂漿襯里的修復(fù)技術(shù)是在線修復(fù)技術(shù),是利用噴涂法或擠涂法依次在舊管道內(nèi)涂覆改良性水泥砂漿,經(jīng)自然養(yǎng)護,在被修復(fù)的管道內(nèi)形成襯里復(fù)合管。這種管道修復(fù)技術(shù)的主要優(yōu)點有:①價格相對便宜,材料隨處可以買到;②抗腐蝕性強,使用壽命長、耐久,管道水泥砂漿襯里可使用30~50?a。③施工簡便,對管道內(nèi)表面清理要求比較低。主要缺點有:①水泥需養(yǎng)護時間不少于24?h;②表面粗糙,摩阻系數(shù)大。水泥砂漿在養(yǎng)護過程中具有從金屬表面清除全部鐵銹和銹痕的特殊功能,這些銹粒能被溶解和生成鐵鹽,而這些鐵鹽散入砂漿并最終沉淀下去,這一點對舊管線的修復(fù)來說特別重要。另外水泥砂漿的防腐機理比較*,它不像管道內(nèi)襯HDPE那樣簡單地將水與舊管壁隔開從而減少腐蝕,它是可滲透性襯里。當管道輸送水時,砂漿襯里被水浸透,進而浸濕整個管道內(nèi)壁。水在浸透砂漿襯里的同時,吸收其中的Ca(OH)2使管壁附近的pH>12。在這樣高的pH值條件下,其表面上的氧化鐵充分起到了防止金屬管壁產(chǎn)生銹蝕的作用。如果某些原因使水泥砂漿襯里產(chǎn)牛許多細小的裂縫,它還有自愈性,這些細小裂縫在管道開始輸送水后,由于襯里的二次水化作用會自動愈合和復(fù)原。
工程施工要求?
①管道檢測。對所確定的需要采用水泥砂漿涂襯的過路管,采用CCTV(內(nèi)窺鏡)進行檢測,發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕、結(jié)垢有o.5~2?cm不等。?
②挖修復(fù)操作坑。在管道兩端挖操作坑,并在兩端人工截下長0.75—2?m的短管,以便內(nèi)壁清理及涂敷作業(yè)。?
③管道內(nèi)壁清理。采用牽引刮清理法對管道內(nèi)壁的銹垢進行刮清,最后再用啞鈴形的柱塞在管道中牽引多次直至無結(jié)垢帶出。?
④現(xiàn)場水泥砂漿襯里施工。施工方法采用擠涂法,襯里厚度確定在4—6?mm。?⑤襯里固化。采用自然養(yǎng)護法,管道兩端密封,養(yǎng)護24?h。?⑥質(zhì)量檢測。采用360度內(nèi)窺鏡檢測襯里情況,無漏襯現(xiàn)象。
3.軟管翻襯法??
在20世紀80年代初,英、美、日等國興起新技術(shù)產(chǎn)業(yè),而且以較快的速度形成系列化。隨著高分子化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,該方法采用了復(fù)合增強聚酯纖維和熱固型樹脂,利用水壓或氣壓翻襯,固化方式為熱水或自然冷卻;襯里厚度為4~20?mm,施工管徑為20~3?000?mm,一次施工長度為900?m,最大施工壓力為?MPa,內(nèi)襯層使用溫度達?95?℃?;可適用于下水道、飲用水管道、油氣輸送管道以及化學(xué)工業(yè)的部分工藝管道等,其繼續(xù)使用壽命可達30年以上。軟管翻襯是當前*的適用范圍廣、施工簡便、輔助設(shè)施少、社會效益好、應(yīng)用較廣泛的方法。??
具有我國獨立知識產(chǎn)權(quán)和水平的翻襯法管道不開挖修復(fù)技術(shù),是在借鑒國外工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國埋地管道存在的管內(nèi)多焊瘤、毛刺,舊管接口沉降錯位,管壁厚度不均勻,管道內(nèi)結(jié)污垢嚴重等常見問題,創(chuàng)造出的一整套適合國情的實用技術(shù)。這一技術(shù)的原理是利用現(xiàn)有的管道三通、閥門等地面開口,在不開挖地面的基礎(chǔ)上,將具有防滲透耐蝕保護膜的復(fù)合纖維增強軟管作為載體,浸漬環(huán)氧聚合物后,用水或氣體作動力,將軟管緊貼在舊管內(nèi),固化后在舊管內(nèi)形成整體性強的光滑的管中管,達到對已遭腐蝕的管道進行修復(fù),延長了管道的使用壽命的目的。采用這種新技術(shù),不僅不用大面積開挖地面,不會影響交通,而且明顯地提高了管道的承壓、減阻、阻垢、耐蝕等性能,強化了原管道的整體功能,修復(fù)后管道壽命可達30年以上,有著不可低估的社會和經(jīng)濟效益,特別是對環(huán)境保護也起到了積極作用。
4.管道內(nèi)襯高密度聚乙烯管(HDPE)的修復(fù)技術(shù)?
管道內(nèi)襯高密度聚乙烯管(HDPE)的修復(fù)技術(shù)是將外徑略大于待修復(fù)舊管道內(nèi)徑的HDPE襯管,通過機械變形后,使其截面產(chǎn)生變形(改變形狀和尺寸),隨后將其送人舊管道內(nèi),最后依靠HDPE襯管自身記憶特性或借助壓力和溫度使HDPE襯管管徑回彈膨脹,回復(fù)到原來的形狀和尺寸,從而與舊管道形成緊密的配合,在舊的管道內(nèi)壁形成牢固的管中管。這種管道修復(fù)技術(shù)的主要優(yōu)點有:①施工速度快,過流面積損失很小,可使用大曲率半徑的彎管;②可遠距離修復(fù),1次施工可達1公里左右。主要缺點有:①分支管處的連接需開挖進行;②舊管線的結(jié)構(gòu)性破壞會導(dǎo)致施工困難。?
5.折疊法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)?
工藝原理:?折疊法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是使用一種外徑與原管道內(nèi)徑相等或稍小的PE管,經(jīng)折疊壓縮裝置將PE管按設(shè)計要求折疊變形暫時減少橫截面積,經(jīng)牽引機將變形后的PE管拉入清洗除瘤好的管道內(nèi),然后利用氣壓將折疊的PE管打開,穩(wěn)壓一段時間后,使PE管折疊處盡量充分打開,慢慢恢復(fù)并與原管道內(nèi)壁貼合在一起,達到防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。