非開挖管道修復技術(shù)

1、非開挖管道修復施工技術(shù) 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。應運而生的 不開挖翻襯法管道修復技術(shù)是目前世界上公認的最為簡便和經(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

2、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，完全符合現(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、修復方案的選擇、管道修復設(shè)計、作業(yè)段的設(shè)計、作業(yè)段的開挖、修復作業(yè)工段、修復的質(zhì)量評價及驗收等。舊管道不開挖修復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

3、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。 2.1管道內(nèi)水泥砂漿襯里的修復技術(shù)管道內(nèi)水泥砂漿襯里的修復技術(shù)是在線修復技術(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，在被修復的管道內(nèi)形成襯里復合管。這種管道修復技術(shù)的主要優(yōu)點有：價格相對便宜，材料隨處可以買到；抗腐蝕性強，使用壽

4、命長、耐久，管道水泥砂漿襯里可使用3050 a。施工簡便，對管道內(nèi)表面清理要求比較低。主要缺點有：水泥需養(yǎng)護時間不少于24 h；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來說特別重要。另外水泥砂漿的防腐機理比較獨特，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

5、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原。工程施工要求管道檢測。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o52 cm不等。挖修復操作坑。在管道兩端挖操作坑，并在兩端人工截下長0752 m的短管，以便內(nèi)壁清理及涂敷作業(yè)。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?，F(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46 mm。襯里固化。采用自然養(yǎng)護法，管道

6、兩端密封，養(yǎng)護24 h。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。隨著高分子化學工業(yè)的發(fā)展，該方法采用了復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420 mm，施工管徑為203 000 mm，一次施工長度為900 m，最大施工壓力為1.72 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。軟管翻襯是當前公認的適用范圍廣、施工簡便、輔助設(shè)施少、社會效益好、應用較廣泛

7、的方法。 具有我國獨立知識產(chǎn)權(quán)和國際先進水平的翻襯法管道不開挖修復技術(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，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

8、、阻垢、耐蝕等性能，強化了原管道的整體功能，修復后管道壽命可達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。3.1 翻襯法管道修復技術(shù)主要工序(見圖1)              圖1翻襯法修復技術(shù)工序示意      清管：采用機械工藝和水性清洗液，清除管內(nèi)原油、結(jié)蠟結(jié)垢和除銹，達到管內(nèi)壁60%見到金屬為止。 CCTV檢查：采用CCTV管內(nèi)攝錄器檢查清管和內(nèi)襯層質(zhì)量。     

9、固化：采用加熱或常溫固化措施，使軟管成為表面光滑而又堅硬的緊密貼在管內(nèi)壁的管中管。   軟管制作、基料配制及合成：采用具有知識產(chǎn)權(quán)的機電一體化翻襯機組實現(xiàn)高分子材料配比和軟管輸送速度自動化，保證軟管厚度均勻且各項機械性能和技術(shù)指標達到設(shè)計要求。    端口處理：采用套袖式連管，保證端口的可靠性又不致于對內(nèi)襯材料造成傷害。    試壓連管：待完全固化后分段按管道施工規(guī)范進行試壓，業(yè)主驗收合格后連管和投產(chǎn)。3.2 技術(shù)指標 可修復管徑501 200 mm；投資為新建鋼質(zhì)管的60%以下；壓力0.610.5 MPa；粗糙度5 m；介

10、質(zhì)為油氣水或酸堿等腐蝕介質(zhì)；內(nèi)襯厚度210 mm；工作溫度可達95 ；線膨脹系數(shù)(1.51.7)×10-5 mm/(mm·K)；使用壽命3050年；作業(yè)坑面積2 m×1.5 m；可提高輸送壓力3%5%；一次翻襯長度1 000 m左右；可提高輸量10%；可選用無毒內(nèi)襯材料滿足食品級衛(wèi)生要求；抗拉強度65 MPa；抗彎強度90 MPa；抗壓強度110 MPa；耐熱性105130 ；擊穿電壓3.5 kV/mm；抗沖擊18磅大錘掄擊3次，內(nèi)襯層管體無損。 3.3主要特點 ü 定點開挖且開挖量小，無污染，對周邊環(huán)境影響?。?ü 施工設(shè)備簡單，周期短(塔里

11、木輪南油田6 km高壓注水管線翻襯維修工程只用了20 天)； ü 施工不受季節(jié)影響；ü 適用各類材質(zhì)和形狀的管線；ü 可提高管線的整體性能。如鑄鐵管道或混凝土管線承插接口的嚴密性得到增強，原已遭腐蝕的管道得到了補強，延長了使用壽命，增強了承壓、減阻、阻垢、耐蝕的能力等。 34翻襯法管道內(nèi)襯技術(shù)的優(yōu)點及社會經(jīng)濟效益     同其它管中管內(nèi)襯技術(shù)(插入套管法和涂層內(nèi)襯法)相比(見表1)，翻襯法管道內(nèi)襯技術(shù)的優(yōu)勢有：作業(yè)坑小，造價低，施工周期短，對周邊影響小，無污染；對管道變形和清管要求不高；內(nèi)襯層??；在管道錯口處、彎頭處也可施工

12、；線膨脹系數(shù)接近鋼質(zhì)管道；可提高輸量和輸送壓力、減緩結(jié)垢等。  按美國NACE的相關(guān)質(zhì)量檢驗標準，在施工過程中對內(nèi)襯材料造成的劃痕深度不能超過10 ，而翻襯法施工工藝的內(nèi)襯管在沒有固化前，翻襯進管內(nèi)，襯管與鋼管之間沒有相對滑移現(xiàn)象，所以不存在劃傷問題；加上選用以環(huán)氧基聚合物為骨架材料、施工膜采用耐油性能良好的聚酯型聚氨酯膜等材料和簡便的施工工藝，使翻襯法管道內(nèi)襯技術(shù)均能滿足油田和石化領(lǐng)域的要求。    表1翻襯法管道修復技術(shù)與其他修復方法比較 項目 翻襯法修復技術(shù) 傳統(tǒng)換管技術(shù) 塑料管穿插技術(shù)     施工費用 小

13、于60 100(含拆遷費) 70左右      施工時間 小于50 100 70左右      施工范圍 定點開挖作業(yè)坑 全線開挖 定點開挖大作業(yè)坑      施工設(shè)備 施工器具較少 重型機具較多 有大型機具      施工材料 可在施工當日進入現(xiàn)場 占用現(xiàn)場時間長 占用現(xiàn)場時間短      使用壽命 30年以上 平均20年 30年以上      對周邊環(huán)境

14、影響 小 大 較大      適用管徑 DN50以上，但DN300以上經(jīng)濟性更好 各類管徑 DN500以下      一次施工長度 長 較長 較短     由此可見，對于主要道路、河流及對周邊環(huán)境影響較大的改造路段，翻襯法管線不開挖修復技術(shù)最為簡便。 3.5工程造價 影響翻襯維修方法工程造價的因素有：管徑和一次承建長度-綜合費用增減系數(shù)計算；管道的工況和現(xiàn)狀-決定厚度、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)設(shè)計；施工季節(jié)-降溫、升溫的投入；水、電源和排放條件-動力及排放取費；合作形式及施工管理素質(zhì)-分工

15、及操作風險程度；斷管數(shù)及所處環(huán)境-布點及相關(guān)工作量；是否有旁通管-開孔補孔工作量；要求清管程度 -選用不同清我國 的舊管道所采用的不開挖修復技術(shù)，目前已進入了工程化、系列化、規(guī)?；拈_創(chuàng)和進一步開拓階段。其中翻襯法管道內(nèi)襯修復技術(shù)是目前國際 上施工較為方便和經(jīng)濟的方法，也是國內(nèi)管道修復工程中應用較多的修復技術(shù)。該方法最小管徑為50 mm，最大管徑為1200 mm；經(jīng)幾年的工程實踐，該工藝技術(shù)可以適用于多旁通管、多彎頭，管內(nèi)徑尺寸變化大和管床塌陷管段錯位等復雜的管段；該方法所需的作業(yè)坑很小，通常能容納12人操作面即可；在確保管道整體嚴密性能方面，尤其適合鑄鐵或混凝土等管線管接口質(zhì)量已經(jīng)不能達標的

16、情況下，更能發(fā)揮其優(yōu)勢；由于內(nèi)襯后的管內(nèi)徑變化不大，內(nèi)襯層的表面粗糙度約5 m，因此管內(nèi)壁的摩阻系數(shù)也大幅度降低。故從綜合經(jīng)濟效益和社會效益考慮，不管應用于管道新建工程或用在管道的維修，都是最佳選擇。其最大特點是簡化了維修的種種限制和現(xiàn)場維修工作量，不僅可節(jié)約投資和工期，同時強化原有管道功能，延長使用壽命。4.管道內(nèi)襯高密度聚乙烯管(HDPE)的修復技術(shù)管道內(nèi)襯高密度聚乙烯管(HDPE)的修復技術(shù)是將外徑略大于待修復舊管道內(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

17、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。這種管道修復技術(shù)的主要優(yōu)點有：施工速度快，過流面積損失很小，可使用大曲率半徑的彎管；可遠距離修復，1次施工可達1公里左右。主要缺點有：分支管處的連接需開挖進行；舊管線的結(jié)構(gòu)性破壞會導致施工困難。5.折疊法管道內(nèi)襯修復技術(shù)工藝原理： 折疊法管道內(nèi)襯修復技術(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，慢慢恢復并與原管道內(nèi)壁貼合在一起，達到

18、防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。 技術(shù)特點： 該技術(shù)具有如下特點： 1) PE管具有良好的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性，不易結(jié)垢。由于PE分子無極性，故化學穩(wěn)定性好，也不會滋生細菌、微生物、藻類等。 2) PE管具有優(yōu)異的耐磨性能。在同等條件下， PE管與鋼管的耐磨實驗結(jié)果表明，同壁厚PE管的耐磨能力為鋼管的四倍。 3)  PE管摩阻系數(shù)小，可降低能耗。 4)  襯有PE管的管道可以增強管線的復合強度，提高原管線的承壓、耐壓能力。 5) 施工速度快。      6) 綜

19、合成本低，一般為新建管線綜合造價的60左右。 7) 使用壽命長，可達到2050年。      工藝流程：6.非開挖修復方法選擇及應注意的問題 6.1非開挖內(nèi)襯修復埋地管道的六條基本原則對于并未普遍應用的各類新技術(shù)，應用時應慎之又慎；選擇合格的高質(zhì)量、高強度的內(nèi)襯材料是保證管道長期正常運行的非常重要的條件；內(nèi)襯必須根據(jù)管徑和承壓要求科學地設(shè)計內(nèi)襯管的厚度；管道連接部位整體設(shè)計要科學，不僅要滿足承壓要求，還應要求內(nèi)外防腐的壽命應與內(nèi)襯修復后的整體管道壽命相一致；被修舊管道的清洗要徹底干凈。6.2選用非開挖內(nèi)襯技術(shù)修復埋地管道應注意的問題針

20、對不同地區(qū)及不同埋地管道問題選用最適合最科學的工藝方法；一定要經(jīng)過各方充分論證，承包商的業(yè)績，用戶了解，了解技術(shù)的成熟程度；翻襯工藝的工程驗收：翻襯厚度檢測，內(nèi)壁有無起鼓起泡及塌頂現(xiàn)象；嚴格進行打壓驗收。科學制定中標價格。7.管道清洗技術(shù)6.1物理清洗    主要特點： 清洗干凈徹底   不腐蝕和損傷被清洗物   無任何化學污染 工作效益高； 運用范圍廣 6.2、化學清洗    化學清洗是采用化學藥劑和先進的清洗工藝對工業(yè)設(shè)備、管道、容器等進行油污、銹蝕、結(jié)垢、焦碳等進行清洗的過程。公司研制出的

21、抑制劑、緩蝕劑和原油清洗劑等清洗產(chǎn)品，已廣泛應用于市政供排水管線、工業(yè)排灰管線和各種儲管，達到良好的清洗效果。7. 不銹鋼管道修補管夾中國大部分城市的供水管網(wǎng)都出現(xiàn)了比較嚴重的老化情況，常常出現(xiàn)爆漏事故而導致供水壓力不夠，水質(zhì)大大降低。目前，中國缺乏有效的管道修復方法和質(zhì)量好、技術(shù)含量高的修復產(chǎn)品來改善供水管網(wǎng)的現(xiàn)狀。一般情況下只能通過換管的方法來處理、解決這個問題。    本產(chǎn)品無須停水、停氣即可修復漏損管道的獨特優(yōu)勢，既保障了居民用水、用氣的安全性和可靠性，又大大節(jié)省了供水、供氣企業(yè)因管網(wǎng)漏損而白白損失的成本，同時也為國家的環(huán)保事業(yè)起到了積極的促進作

22、用，是居民、工礦企業(yè)和國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)不可缺少的伙伴。放眼未來，該產(chǎn)品在中國必將發(fā)揮出越來越重要的作用。    順通管道修復系列產(chǎn)品，在挽救了管道生命，挽回了企業(yè)的經(jīng)濟損失的同時，也給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益，對水資源的保護和節(jié)約起到了巨大作用。    順通不銹鋼管道修補管夾 為中國管道修復提供了先進，高效，可靠，安全，快捷的工具和方法，與其它同類產(chǎn)品相比較，順通具有明顯的優(yōu)勢：（1） 產(chǎn)品型號和尺碼完備，能對個中材料的管道在漏洞，斷裂及變形的任何情況下進行修復。（2） 產(chǎn)品選用專利材料保證極佳的修復效果，不銹鋼具有優(yōu)

23、秀的韌性和抗腐蝕能力，橡膠內(nèi)襯有很強的抗漏性能，并能承受高達140度的高溫。（3） 產(chǎn)品操作簡單，無需特殊技術(shù)和設(shè)備，只需要一把普通的扳手，整個安裝過程只需幾分鐘左右。（4） 產(chǎn)品體積小，重量輕，便于攜帶，安裝無需動火，所需空間小。（5） 產(chǎn)品使用壽命長，該產(chǎn)品既可長期使用，又可拆卸多次使用，壽命可達50年，仍能保持優(yōu)秀的抗漏和抗腐蝕能力。（6） 公司具有長期生產(chǎn)經(jīng)驗和專業(yè)的研究開發(fā)隊伍，能徹底為客戶解決管道修復的任何問題。順通不銹鋼管道修補管夾1. 材料金屬部分：除特殊說明，修補管夾的所有金屬部分主要由AISI 304 不銹鋼制成，根據(jù)需要，可以選用AISI 316 (L) 不銹鋼。修補管夾

24、結(jié)構(gòu)嚴謹，不會在安裝過程中丟失任何部件。箍帶部分焊接在一個高性能封閉結(jié)構(gòu)上，并全面鈍化起到高抗腐性能。螺栓有聚四氟乙烯鍍層，以防磨損。 螺栓與螺母：M12，M14，M16由直徑來定。其轉(zhuǎn)矩參數(shù)分別為：M12 的為 65Nm，M14為 85Nm，M16為110Nm。 墊圈：德爾林墊圈用在螺母和升降桿間，以減少磨損并可作為轉(zhuǎn)矩的指示。 墊板：遞變斜面形墊板有一個格紋模式，橋式板被硬化在墊板上起到高密封性。根據(jù)不同標準，能提供苯乙烯聚丁橡膠墊板，腈基丁二烯墊板和三元乙丙墊板。墊板適用于水、氣和各種化學品，溫度可達140°C。2. 應用修補管夾可修復以下管道損壞： 洞孔、裂縫、全斷、管道更換、熱釘帽引起的破損、接點處全斷、管道錯位全斷修復。視頻：2007年1月，桂林市自來水公司中山北路DN400鑄鐵管內(nèi)襯修復工程三、2006年11月，富川水廠DN500水泥管內(nèi)襯修復工程        2006年10月，桂林市自來水公司漓江路DN500鑄鐵管修復工程