非开挖不锈钢内衬修复工艺在供水管道技改中的应用DN800原水管修复实例.docx

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非开挖不锈钢内衬修复工艺在供水管道技改中的应用DN800原水管修复实例

非开挖不锈钢内衬修复工艺在

供水管道技改中的应用（DN800原水管修复实例）

前言

保证城市供水排污等各类地下管网的正常运行是城市供水行业管理部门非常重要的工作。

人有了病要医治，地下管线出了问题要修理，要开挖换新管。

但是，近年来随着人们环保意识的增强，保护城市道路环境，维护城市道路交通正常运行越来越引起了全社会各有关部门的重视。

怎样在不影响城市道路环境的基础上做好管线的修复维护工作，已成为全国供水管理部门非常重视的问题。

一、科学选用非开挖内衬修复工艺

近年来各类非开挖修复地下管线技术如雨后春笋般先后出现，如何结合具体管线情况，科学选用适合的非开挖修复工艺技术，对于保证管道修复质量是非常重要的。

纵观各类非开挖技术，除了铺设新管线的定向钻技术和需要旧管网增容的裂管技术外，旧管网改造修复基本上都是采用管中修复技术思路，我们通俗地统称为管中管修复技术。

目前国内管中管修复技术从工艺方法上分有几大类：

有PE内衬法，有树脂内衬法，有局部内修口，还有不锈钢内衬工艺。

辩证地看，任何技术均有其两面性。

比如：

因其材料不同、特点不同、工艺方法不同，所适用的管道情况和质量检测方法也不同。

这就要求管网管理部门熟悉这些技术特点，在管网修复改造中，结合本地原地下管网情况及地质情况，选用适合应用技术，达到科学修复，事半功倍的效果。

二、目前各种非开挖修复技术的特点分析

1、PE内衬修复技术特点

此工艺首先将PE管通过U型机压成U型，同时用胶带缠绕定型，然后用牵引机拉进已清洗干净的被修管道中，打压涨紧在被修管道的内壁上形成管中管。

此工艺的特点是一次穿插距离长，减小了路面作业坑的数量。

此工艺最大修复管径可达1.6米。

缺点是作业坑较大，需在三通、折点、阀门等处开挖作业坑。

2、树脂内衬修复法的技术特点

此工艺是将无纺毡布或有纺尼龙粗纺布与聚乙烯或聚氯乙烯、聚氨酯薄膜复合成片材，根据介质不同选择工艺膜，然后根据被修管道内径，薄膜向外缝制成软管，并用相同品种薄膜条封住缝合口，排出软管内空气，加入树脂，赶压使树脂与软管浸渍均匀，然后将软管反转进入被修管道内，此时软管内树脂面翻出并紧紧贴在已清洗干净的被修管道内，经过一定时间或温度，软管固化成钢性内衬管，从而达到堵漏、提压、减阻的管道修复目的。

此工艺的技术特点是，被修管道的起伏漫弯对此工艺影响小，作业坑开挖小，一般2米见方即可，特别是修排水管道，利用阴井施工，可以不用破路，管材占道面积小。

直径500mm以下管道一次修复长度可达200米，直径在800mm以上管道一次修复长度应在100米左右。

缺点是工艺风险较大，造价较高，一次作业距离短。

3、接口内修复工艺

此工艺的技术特点是，利用专用液压设备，对高标号不锈钢胀圈施压，将特制高强度密封止水带安装固定在接口两侧，并使安装压力符合管线运行要求，从而在接缝处建立长久性、密封性的软连接，使管道的承压能力大幅提高，能够保证管线的正常运行。

此工艺是专用于大口径管道接口错位、渗漏严重的免开挖修复工艺技术，施工简便、工期短、施工不受地面交通、环境湿度的影响等特点。

不适合管体强度较差的管道接口修复。

4、不锈钢内衬修复工艺的技术特点

不锈钢内衬是将1至2.5毫米左右厚的薄不锈钢板在地面焊成管材，然后单面压U或者双面压Ｕ使其缩径，拉入被修管道中打压涨起，形成不锈钢管中管。

1米以上大口径管道直接在管内焊接成型，每500米左右设进料口一个，不需要在三通、折点处开挖作业坑，因此对地面环境因素影响小。

以上工艺技术特点对比

项目

PE内衬

翻转内衬

不锈钢内衬

修复口径

200～1600mm

200～1600mm

300～3000mm

一次修复距离

200～1000m

50～200m

400m以上

施工速度

快

慢

适中

作业坑开挖

两端需开挖作业坑

排水可用窨井作业

两端需开挖作业坑

地面设备占路

材料设备占路

相对较少

相对较少

内承压强度

根据承压要求设计壁厚

根据承压要求设计壁厚

强度高于非金属材料

可操作性

机械施工

半机械施工

大口径管管内人工安装

技术风险

较小

较大

较小

耐腐蚀性能

较高

较高

较高（选对标号）

抗磨损性能

一般

一般

较高

内衬管材质风险

取决于管材质量

工艺膜遇化学介质易脱落

选对标号

环刚性的处理

加厚衬管壁厚

加厚衬管壁厚

加高速进气阀

经济对比

低

高30%以上

适中

三、正确评价被修管道运行现状及环境因素

根据被修管道的管径、材质、运行现状和地面环境因素，科学选择非开挖内衬工艺是非常重要的。

因此，准确客观的评价被修管道的运行现状和地面环境因素是正确选用非开挖内衬工艺的前提。

我集团列入2013年管网改造计划的北区水厂DN800水泥浑水管线因更新管道无管位，决定采用非开挖内衬工艺进行修复。

该条管线的概况是：

1、北区水厂DN800水泥浑水管线运行现状：

该条管线80年铺设，全长5公里，运行压力0.35MPa，因运行年久，部分管段漏失严重，列入集团年度改造计划。

2、该管线途径左海大厦北侧、左海公园内、穿过西湖底、小区绿地、公交站及快车道。

地面环境非常复杂，全线折点较多，作业坑开挖难度较大，且现场作业环境狭小。

不适合占地较大工艺施工。

四、科学选定最适合的内衬工艺

针对北区水厂DN800水泥浑水管线具体情况，经过集团上下领导反复论证，决定采用施工占地较少的不锈钢内衬工艺对该条管线左海公园段进行修复。

选用不锈钢内衬工艺的理由有：

1、因该管线折点较多，如选用PE内衬，作业坑开挖难度较大，因管内渗水处较多，树脂内衬工艺不适用。

因此不锈钢内衬是最佳选择。

，2、不锈钢内衬施工可以减少作业坑开挖数量，对地面影响小，降低了施工组织难度。

3、不锈钢内衬在自来水中的腐蚀率小于0.001mm/a（不锈钢材料手册），耐腐蚀性高。

4、不锈钢强度高（σb≌515—540Mpa）薄壁不锈钢衬里管，耐水压不渗、不漏，修复后管道严密性好，漏失率为零。

5、管道修复后使用寿命长。

6、不锈钢具有表面光滑不结垢等优点；对水质无二次污染。

7、不锈钢内衬工艺是各种非开挖内衬工艺中对管径影响最小的工艺。

五、北区水厂DN800水泥浑水管线不锈钢内衬施工概况

北区水厂DN800水泥浑水管线内衬工程设计采用1.2mm、304不锈钢板材卷管，管内人工焊接施工方法，工程于2013年4月12日正式开工。

施工中为增强薄壁不锈钢衬管的外刚性，减少水垂对衬管的影响，在安装高速进气阀的同时，在全线高点处不锈钢衬管内打不锈钢涨圈支撑24处，提高了不锈钢衬管耐负压的强度。

施工中发现穿越西湖底部管道有8处湖水泄漏点，采用不锈钢内修口工艺进行局部堵水修复，保证了不锈钢内衬施工的顺利进行。

施工期间经历了福州多年不遇的大雨，克服了雨水倒灌难题，历时55天，顺利修复1786米，打压验收合格，顺利竣工。

六、北区水厂DN800水泥浑水管线不锈钢内衬施工工艺设计

1、现场勘察施工工作坑2-3米内无有其他管线及障碍物。

2、作业坑的开挖：

尽量选择折点及阀门处开挖工作坑，作为进料及通风口。

施工时做好安全防护工作。

作业坑开挖尺寸为2m×3m。

作业坑开挖示意图（具体位置需有施工技术人员现场确认）：

3、管道内部检查：

采用进人全线逐段勘测，准确了解被修管道修复前的管内状况。

4、管道清理：

因管道段较短，及现场条件所限，清管采用人工清管，对管道内的凹凸物、污垢、泥沙使管道内部清洁光滑，确保内衬管的安装质量。

5、旧管道止水：

不锈钢焊接时管内不得有水，对需维修管道末端阀门进行临时封堵止水。

6、衬管制作:

选用1.2mm厚304不锈钢，根据被修管道内径尺寸，下料制作不锈钢内衬管。

①把卷板机滚轮进行调整、调试，把不锈钢板按设计要求或结合现场待修管内衬管要求制管坯（按卷板宽度分段）

②衬管：

把每段管坯卷起用专用输送设备运进管道内，在管道内把每段管坯（缩径后）定位胀圆，使不锈钢衬里与原旧管道紧贴在一起，用氩弧焊进行点焊焊接固定，每段管坯搭接4mm左右，两段管坯间的横向焊缝要错开（在内衬管整个加工制作过程中，要严防与铁离子接触，影响不锈钢衬管的耐腐蚀性能）。

③焊接：

施焊前在焊接口及焊接两侧不小于5cm周围内应进行清洁。

④焊接口及焊缝热影响区表面应光滑平整、无毛刺夹渣、裂纹，母材无分层及夹渣，必要时进行渗透测试，对出现缺陷，应及时按规定程序进行清理和消除。

⑤焊材使用严格按照《焊材验收、保管、烘干、发放、回收程序》进行保管、烘干、发放和使用。

⑥氩弧焊使用时要按照先送气后起弧，熄弧后再停气的原则，氩气纯度不小于99.9%。

⑦内衬施工全过程应采用不锈钢专用工具。

避免不锈钢与铁离子接触，影响不锈钢份子的稳定性。

7、不锈钢内衬管与原管道的连接

（1）作业坑管道连接，先在连接钢管位置加不锈钢过渡板，然后将不锈钢内衬管焊在不锈钢过渡板上（如下图）。

内衬管留人孔，衬管焊接完成后，对全线焊缝进行检验，检验合格后，封堵人孔，将外管连接。

（2）排气阀位置的处理，先在排气阀位置焊接4mm厚不锈钢垫圈一个，然后将内衬管开孔，与垫圈焊接，从而保留原排气阀的功能。

8、检验

焊接施工应满足GB50236-98国家标准。

不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无焊瘤、无咬肉。

原管道经不锈钢内衬修复后，达到合同规定的承受内压强度。

9、试压

按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011）进行全线验收。

七、有限空间作业安全技术措施

北区水厂DN800水泥浑水管线不锈钢内衬施工，因完全是在管内操作，属于有限空间作业，保证施工安全至关重要。

现场制定了以下安全措施：

1、作业前，应指定专人对监护人和作业人员进行安全教育，包括作业空间的结构和相关介质等方面的知识，作业中可能遇到的意外和处理、救护方法等；

2、切实做好作业空间的工艺处理，所有与作业点相连的管道、阀门必须加盲板断开，并对设备进行吹扫、蒸煮、置换，不得以关闭阀门或水封来代替盲板，盲板应挂牌标示；

3、进入有限空间前30分钟应取样，严格控制可燃气体、有毒气体浓度及含氧量在安全指标范围内，分析合格后才允许进入设备内作业。

有毒有害气体含量不得超过GBZ1-2002工业企业设计卫生标准规定的最高容许浓度，氧含量应为18%-22%。

如在设备内作业时间长，至少每隔2小时分析一次，如发现超标，应立即停止作业，迅速撤出人员；

4、取样分析要有代表性、全面性，有限空间容积较大时要对上、中、下各部位取样分析；

5、进入有限空间作业，必须遵守动火、临时用电、高处作业等有关安全规定，《进入有限空间作业许可证》不能代替上述各作业票，所涉及的其他作业要按有关规定执行；

6、有限空间作业出入口内外不得有障碍物，应保证其畅通无阻，以便人员出入和抢救疏散；

7、进入有限空间作业应有足够的照明，设备内照明电压应不大于36V。

在潮湿或狭小容器内作业应小于12V，所有灯具及电动工具必须符合防潮、防爆等安全要求；

8、作业现场要配备一定数量符合规定的应急救护器具和灭火器材；

9、作业人员进入有限空间前，应首先拟定和掌握紧急情况时的外出路线、方法，有限空间内人员应安排轮换作业或休息；

10、进入有限空间内进行检修作业，应打开设备的所有手孔、人孔、风门、烟门，保持设备内空气流通，必要时可向设备内通风；对于通风不良、容积较小的设备，作业人员要进行间歇作业，不准强行连续作业。

11、根据现场情况，管末端或弯头处必须地上开挖通风孔（50*50）

12、所有电器设备专人管理，保证用电安全。

八、结语

本次北区水厂DN800水泥浑水管线采用不锈钢内衬工艺，成功破解了城市管网改造下管无管位，不能大面积开挖施工的难题，为老城区地下管网大面积改造开辟了新途径，也使我们加深了对各种非开挖工艺的了解。

各种管中管内衬修复技术，均是经历了多年的市场磨砺，工艺逐步成熟。

但是，各种技术都因为使用材料不同，工艺方法不同，所使用的情况也不同。

从技术、经济、道路环境等各方面全面科学地评价各种管中管技术，针对不同管道的情况，科学地选择不同的工艺，是至关重要的。

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