1 引言
在給排水工程中,對於1990年以前被(bèi)埋設的金屬管(guǎn)道,大部分管(guǎn)道並沒有做內防腐的措施,所以管(guǎn)道內部(bù)非常容易出現積 累汙(wū)垢 、受到腐蝕 、管道穿孔等問題,這會嚴 重影 響到供水的水質 。 目前 ,全國範 圍內各個大中城市 ,如(rú)北京 、天津 、大連等,紛(fēn)紛開始 對給排水工程的管道 進行維(wéi)修、改造 乃至更換,各城市 的做法 可總結為以下幾(jǐ)種(zhǒng) :如果經(jīng)濟條件較好 ,有足夠資金(jīn) ,一般選擇(zé)廢除舊管道、鋪設 新管道 ,此做法需求很(hěn) 大的資金投入 ;反之,沒有(yǒu)相應經濟(jì)條件的地(dì) 區,則會選(xuǎn)擇不 需開挖管道的 內襯修複技 術。
除了在給排水工程 中有這個 問題,在管道(dào)行業的起源——石 油行(háng)業中,也對不 開挖管道 內襯 修複技 術有更急迫的(de)需求。因此,如何使維修(xiū)地下管道簡單化 、經濟化,已經成為管道工程界的重要研究課題 。
2 技術的(de)國內外發展現狀
不開(kāi)挖 舊管道修(xiū)複指 的是 ,當管道 所在的實際環境 中不 允許 其進行開(kāi)挖換新 、修 理,或選擇開挖管(guǎn)道非 常不經(jīng)濟劃算 ,或管道經 綜合分析屬於不 應該廢棄 的(de)情 況,或為提 高管道輸送 能力 、延(yán)長其使 用壽命 等情況下 ,對管道進行 的(de)一種在線維(wéi)修方式 。經過(guò)幾十年 的研究開發與實踐,現
在形成的工藝技術(shù)有十多種,大概可以分為三類:①插入套管法(其中包括原(yuán)形套管(guǎn)法和折疊式套管法);②塗層法;③軟(ruǎn)管翻襯法(fǎ)。接下來對三種(zhǒng)方法進行簡(jiǎn)要介紹 。
(1)插入套(tào)管法(fǎ) 。此方 法的原理是將準備好 的塑(sù)料原形管或 者折疊式(shì)套管通過焊接 、牽(qiān)引(yǐn)就位等步驟固定在舊管線上 。
(2)內塗(tú)層法。 目前 ,經過多年 的實踐總 結改進與原材 料工業 的發展 ,目前 ,已經形成 了幾種 工藝,比如:水泥砂漿襯裏 、樹脂塗層(céng)等 ,但是,此方法的有些工序還有待改進,比如表麵(miàn)處理技術 、質量檢(jiǎn)測技術等 。
(3)軟管(guǎn)翻襯法 。從 1980年以來 ,美 國、英 國、日本等國家的(de)新技術產(chǎn)業興起 ,且發展速度較快 ,隨著(zhe)其高分子化學工業 的快速發 展,軟管翻襯法應運而生。此方法(fǎ)的工作原理是:在水壓或氣壓的(de)助力下,將複合增強聚酯纖維和熱 固型樹脂 等材料 進行翻襯,使用熱水或 自然冷卻 方法進行固化 ,在此方法中 ,襯裏(lǐ)厚度範圍是 4~20mm ,施工管徑是 2O~3000m m ,單次施工長度是 900m ,最大施(shī)工壓力是(shì) 1.72M Pa,內襯層的最高使用(yòng)溫度達 可達 95℃,繼續使 用壽命是 30 年 以上 ,目前 ,由於此方(fāng)法使用範(fàn)圍廣、施工要 求簡單 ,所 以是 當前使用較 為廣泛的(de)方(fāng)法 。
我國技術人員在借(jiè)鑒(jiàn) 國外工藝 的基礎 上,從我 國實際 國(guó)情 出(chū)發 ,結合(hé)我國地 下管道中存在 的特殊 實際問題 ,比如:管壁厚(hòu)度不均 、管道 內焊瘤、管道沉 降導致接 口錯 位等諸 多問題 ,創造 出了不開挖翻襯 法管道 內襯修複技術,該技術可謂十分具有 中國特 色(sè),其具有我 國獨立知識 產權 ,而且處於國(guó)際先進水(shuǐ)平。
這項技術的原理(lǐ)是(shì) :在 不開挖 地麵的原則下 ,利用現存 的地麵 開 口(kǒu),比如 :管道 三通 、閥門等,選擇 複合纖維增強(qiáng)軟 管作為載體 (此材料 是具(jù)有防滲透、耐蝕功能 的保護膜)浸漬 環氧(yǎng)聚合物 ,依(yī)靠水 、氣 體作 為動力,使軟管 緊緊貼於 舊管道 的 內層 ,等待軟(ruǎn)管 固化 後,就會在 舊管道 內形成(chéng)光滑的、與原管道成 為一(yī)個整體 的“管中(zhōng)管 ”,從(cóng)而修 複被腐蝕 的管道(dào)、延長管道的壽(shòu)命 。這種(zhǒng)技術 ,不僅能夠有效解決管道 的損壞 問題(tí) ,提(tí)高管道各類性能 ,延長管(guǎn)道壽命 ,其(qí) 資(zī)金消耗少,也能夠對環境保護(hù)起 到很大的積極作用 ,還不需要對地 麵(miàn)進行 大(dà)麵積開(kāi)挖 ,所(suǒ) 以也不會 影響(xiǎng)交通(tōng)、對人們 的日常生活造成不便(biàn) ,有很強的實用性。
3 不開挖翻(fān)襯法管道 內(nèi)襯修複技術的(de)主要工序 、指標與特點
3.1 主要工序
對不開(kāi)挖翻襯法管道 內襯修(xiū) 複技術 的主要工序介紹如下 :
(1)清管:使用(yòng)水性清洗液 ,采 用機 械工藝(yì) ,清除(chú) 舊(jiù)管道 內的汙 垢、鏽(xiù)跡 ,使 管道內壁 的金屬可見度達到 60%以上;
(2)CCTV 檢(jiǎn)查:利用 CCTV 管內(nèi)攝 錄器,對管道(dào) 內的清(qīng)潔質量 、內襯層 的質量(liàng)進 行詳 細檢查;
(3)固化 :對軟管進行加熱(rè) 或常溫 固化等操作 ,使其表麵變 得光滑而且堅 硬,並且能夠緊密貼在舊管道 的內壁 上,成 為“管中管 ”;
(4)軟(ruǎn)管製作、基料配製 、合成 作業:采用機 電一體化翻襯機 組 (具有知識產權),實現高分子材料的配(pèi)比和軟管(guǎn)輸送這兩個步驟的自動化,確保 軟管(guǎn)的厚度非常均勻,保證其各項性能、指標達 到技(jì)術設計要(yào)求 ;
(5)端(duān) 口處理(lǐ) ,選用“套(tào) 袖式 ”連管 ,確保端 口可 靠,同時確保端 口(kǒu)不會 對內(nèi)襯材料造成傷害;
(6)試壓連 管:等到 內管 完全固化後(hòu) ,根(gēn) 據管道(dào) 施工相 關規範 ,分段進 對管道進行 試壓 ,等待業主驗(yàn) 收合 格後 ,就可 以進行最後 的連管 工序(xù)和投 產(chǎn)。
3.2 不開挖翻襯 法管道內襯修複技術的主要技術指標
此技 術可修複的管道直徑 範圍為:50~1200mm ,可承 受壓力(lì)範 圍為:0. 6~10.5M Pa,粗 糙度低 於 5t~,m ,內襯 的厚度範 圍為 :2-10mm ,工作最 高溫(wēn) 度可達 95%,作業坑(kēng)麵積大概為 2m x1.5m ,與原管(guǎn)道相 比,其 輸送 壓力(lì)可提高 3-5%,輸量可提 高 1O%左 右(yòu),抗彎強度 大(dà)於等於 90M Pa,抗 拉強度大於(yú)等於 65M Pa,抗壓強度 大於等於 1IOM Pa,擊 穿電壓約為(wéi) 3.5kV/m m , 抗衝擊 能力強,單次翻襯長度可達 lO00m ,使(shǐ)用壽命 可達 30~5O 年,介質 包括 油氣 水或 者酸堿 性腐 蝕介 質 ,投 資 消耗 不 到(dào)新 建鋼質 管 的60%,在 進行 內襯材料選擇 時,可以根據管道輸送物(wù)質類 型 ,選用滿 足食品級衛生(shēng)要求的無毒材料。
4 不開挖翻襯法管(guǎn)道內襯修複(fù)技術的優點
與其他管道修複技(jì)術相比,不開挖翻襯法管道內襯修(xiū)複技術(shù)的(de)優點很明顯,列舉如下:①施工要求(qiú)較(jiào)少,即使在管道錯口處、彎(wān)頭處(chù)等複雜結構處,也可(kě)以施工;②作業坑較小,造價較低,施工周期較短(duǎn),對周邊影響較小 ,對環(huán)境的汙染較少 ;③ 內襯層很薄 ;④ 施工設備要 求簡單(dān) ,周期較短;⑤施(shī)工時(shí)間較為自(zì)由,不會受到季節影響:⑥適(shì)用範圍廣,被修複管道類型 (材質(zhì)、形狀)適用類 型局限較少 ,對管道清理(lǐ)程度的要求不(bú)高 ;⑦其線膨脹係數與鋼質管(guǎn)道的線膨(péng)脹係數非常接近(jìn);⑧能夠(gòu)使管道的輸量 和輸(shū)送 壓力提 高。
根按美 國(guó) NA CE 機構 的相關質量檢驗標準要求 ,在管道(dào)修複的施工過程(chéng)中(zhōng),對內襯材料造成的劃痕深度(dù)應(yīng)當小於10%,對於不開挖翻襯法管道 內襯修 複技術來說 ,其 內襯管 是沒有 固(gù)化前翻(fān) 襯進管道 內(nèi)的 ,襯 管與原管(guǎn)道之間並沒有相對滑移 的現 象,所 以根本(běn)不會存在 以上 問題 ;而且,此(cǐ)技術中,由於(yú)精心選用 了較(jiào) 為特殊 的材料,所 以施工工 藝也 比較(jiào)簡便(biàn),所以該(gāi)技術能夠(gòu)滿足 使用(yòng)領域 內的技 術要 求。
5 不開(kāi)挖翻襯法管道內(nèi)襯修複工程(chéng)的技術創新點及造價
該技(jì)術具有 以下創新 點:① 內襯 的軟管與外部 舊管道貼合得 非(fēi)常緊密;②內襯管道(dào)具有很強的適應性,施工難度不高,但是其耐用度很高;③其施工與加工 已經實現了機(jī)電(diàn)一體化。該技術(shù)已經申(shēn)請了以下專利技術(shù):①翻襯法複合軟管成形裝置;②修複地下管道的複合軟管:③組裝式翻(fān)襯法管(guǎn)道修複裝置。
6 問題(tí)探討
給排水工程 中的不開(kāi)挖翻 襯法管(guǎn)道 內襯修 複工程的(de)技(jì) 術的應 用前景十分 良好,但其現在還存在一些問題 需要(yào)注 意,對 其探討如下 :
(1)目前(qián),該(gāi)技術(shù)在我 國已經(jīng)有 了一個(gè)較為 良好 的發展 ,而且 已經在管道工程界(jiè)和業主的積極認可 ,越來越 多的工程單位開始消 防,因此,此技術需要盡快規(guī)範化 ,才能得到更加有序的發展。
(2)該技(jì)術(shù)原(yuán)理雖簡單,但是每個環節都需要深厚的專業知識積累。因(yīn)此 ,其 技術應 當強(qiáng)化 專(zhuān)業分工 並(bìng)分專業開發 ,還應該提 高機 電一 體(tǐ)化水(shuǐ)平 ,減少人為(wéi)失誤。
(3)應 當加 大該技術 的宣 傳力度 ,讓 用戶充 分了解該技 術的 國際先進性與 良好 經濟型 ,擴 大該(gāi)技術 的(de)市場 ,並(bìng)且通 過提高管 理水平 降低工程的(de)成本,使該技術更具有普及性。
7 結束語(yǔ)
目前 ,不 開挖 翻襯(chèn)法管 道內襯修複 技術是世 界(jiè)上工人(rén) 的最 為簡單化 、經濟 化的方法 ,其在我 國已進 入了(le)進一步 開拓階段 。該技術在(zài) 應用中,適用管道類(lèi)型多、作業難度低 、對 環境的汙染較小 、負麵影 響小(xiǎo),優點諸多,因此發展前景(jǐng)非(fēi)常 良好 ,為(wéi)了(le)給其積極發展創造 良好環境 ,國(guó)家相關(guān)部 門應當盡快製定技術標準 ,各個建築(zhù)單位也(yě)應該重視人 才篩選、技(jì)術開發與宣傳等,從而更好地使該技術發揮(huī)效用 。