淺議HDPE 內(nèi)襯技術(shù)在管道修復(fù)工程中的應(yīng)用

方亞林 張 瑋 于廣萍

（天津市管道工程集團(tuán)有限公司 中國(guó) 天津 300111）

1 無(wú)縮徑內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展速度迅猛，城市建設(shè)日新月異，其中市政配套設(shè)施的負(fù)擔(dān)也不斷加大。 各種管道經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行后，由于腐蝕、運(yùn)行管理不善等原因，不可避免的會(huì)產(chǎn)生各種損傷和泄漏，帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，但全線更換新管道，不僅工程量龐大，而且耗資大、工期長(zhǎng)，且對(duì)周邊環(huán)境也帶來(lái)了不同程度的影響。 如何經(jīng)濟(jì)高效、快捷地恢復(fù)管道安全運(yùn)行受到了國(guó)內(nèi)外的極大關(guān)注，因此無(wú)縮徑內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的研究具有十分重要的意義。

“無(wú)縮徑內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)”又稱“HDPE 管道U 型內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)”， 其方式是指使用一種外徑與原管道內(nèi)徑相等的PE管，經(jīng)壓U 裝置將PE 管按設(shè)計(jì)要求擠壓變形，經(jīng)牽引機(jī)將變形后的PE 管拉入清洗除瘤后的原管道內(nèi)， 然后利用氣壓將變形的PE 管打開， 并穩(wěn)壓一段時(shí)間使PE 管變形處充分打開，恢復(fù)原狀并與原管道內(nèi)壁緊密貼合在一起，達(dá)到防腐和提高原管道承壓能力、延長(zhǎng)使用壽命的目的。

2 無(wú)縮徑內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 可以廣泛應(yīng)用于各類規(guī)格、材質(zhì)管道的修復(fù)

此種施工工藝， 可以應(yīng)用于給水、 排水、 燃?xì)獾冗m宜HDPE 管道輸送介質(zhì)的各類管道。 對(duì)于待修復(fù)管道自身材質(zhì)也限制較少，例如：鋼管、球墨鑄鐵管、PCCP 管、混凝土管、塑料管等。

2.2 減少工程施工對(duì)市政路面乃至周邊環(huán)境的影響

此種工藝的作業(yè)原則是： 盡可能的減少路面的破除面積。 結(jié)合原有管道的自身特質(zhì)（根據(jù)施工前對(duì)原管道的了解管道走向、埋深情況，確定原有彎頭、三通、閥門等附屬設(shè)施的具體位置）、結(jié)合本工藝的施工能力，合理的進(jìn)行工作坑的布置及開挖，有效地避免由于大面積動(dòng)土對(duì)市政路面乃至周邊環(huán)境造成的影響。

2.3 減少工程施工對(duì)交通帶來(lái)的壓力

此種工藝原則是小面積開挖，且施工進(jìn)度快、時(shí)間短，一段管道修復(fù)完畢后就可以進(jìn)行回填并地貌恢復(fù)，因此會(huì)大大減少工程施工對(duì)交通帶來(lái)的壓力。

2.4 實(shí)現(xiàn)管道聯(lián)合承壓增強(qiáng)管線的復(fù)合強(qiáng)度

此種工藝在HDPE 管道穿越原管道后， 彼此之間的管壁會(huì)緊密貼合，達(dá)到雙重管道聯(lián)合承壓，實(shí)現(xiàn)工作管道的安全運(yùn)行，乃至能夠有效地提高工作管道內(nèi)介質(zhì)的運(yùn)行壓力。

3 無(wú)縮徑內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)說(shuō)明

3.1 施工步驟

工作坑定位—工作坑開挖及支護(hù)—斷管—原管穿繩—內(nèi)窺清洗—內(nèi)壁涂層—PE 管道壓U 穿越—?dú)鈮夯謴?fù)—HAF防伸縮器安裝—工作坑內(nèi)管道連接—地貌恢復(fù)

3.2 步驟說(shuō)明

1）工作坑定位

施工前首先確認(rèn)彎頭、三通、閥門等附屬設(shè)施的位置，以便確定開挖牽引坑和托管坑的具體位置。 若相鄰附屬設(shè)施距離較遠(yuǎn)，則要考慮實(shí)際的穿越能力，其中氣溫、場(chǎng)地限制、對(duì)交通環(huán)境影響及原管道沉降程度都至關(guān)重要。

通常來(lái)說(shuō)，在外界氣溫10℃以上的環(huán)境中均適宜此種工藝的施工。 場(chǎng)地限制：在確定牽引坑前，首先要考慮一次性牽引長(zhǎng)度，地上長(zhǎng)度盡可能滿足牽引長(zhǎng)度，若不能滿足，則需要牽引作業(yè)與管道焊接作業(yè)交替進(jìn)行。

2）工作坑開挖與支護(hù)

從安全角度出發(fā)，根據(jù)施工實(shí)際情況考慮是否需要打設(shè)鋼板樁，由于此技術(shù)是將原有管道作為母管，但是由于城市多年發(fā)展建設(shè)，造成管道定位不準(zhǔn)，故只能在工作坑開挖后進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。

是否進(jìn)行工作坑支護(hù)需要綜合考慮以下幾點(diǎn)因素：

（1）原管道埋深，通常在原管道埋深大于2 米時(shí)就要考慮相應(yīng)的支護(hù)措施。

（2）工作坑周邊交通情況，若工作坑周邊經(jīng)常有重型車輛通過(guò)，則要考慮相應(yīng)支護(hù)措施，避免由于車輛碾壓對(duì)工作坑造成損壞。

（3）工作坑開挖后的土質(zhì)情況，工作坑開挖后分析其土質(zhì)結(jié)構(gòu)、整體穩(wěn)定性等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況考慮相應(yīng)的支護(hù)措施。

在施工間歇期間，需要做好工作坑四周的安全圍閉和警示，避免路人及車輛出現(xiàn)危險(xiǎn)。

3）開挖斷管

工作坑開挖成型后，將原有管道切斷，斷管時(shí)不要將管道與坑壁齊根切斷，保證原有管道兩端與兩側(cè)坑壁距離1 米左右，以便于后續(xù)端頭處理作業(yè)。

斷管時(shí)避免硬力，保證切斷后的原管頭平齊。

4）原管穿繩

作業(yè)前， 首先將牽引機(jī)安放在其中一個(gè)工作坑的一端，采用風(fēng)斗和牽引繩從另一個(gè)工作坑進(jìn)入，利用軸流風(fēng)機(jī)將牽引繩吹至牽引機(jī)處并與牽引機(jī)固定，待后續(xù)施工。

若原管道沉降現(xiàn)象嚴(yán)重，管內(nèi)積水未能排出，則會(huì)阻礙牽引繩通過(guò)。 這樣就要采用人工進(jìn)入管道放置水泵將積水排出或在沉降位置增加工作坑。

5）內(nèi)窺清洗

采用管道內(nèi)窺器對(duì)舊管道內(nèi)部進(jìn)行窺視，根據(jù)舊管道內(nèi)實(shí)際情況，選用不同的清管方法。 如果管道內(nèi)清潔度較高，則可使用機(jī)械清理。 如果管道內(nèi)清潔度較差，則采用高壓水清理。

（1）機(jī)械清理

采用適宜材質(zhì)的清管球（聚氨酯泡沫、鋼絲刷）多次清理，清管球的半徑應(yīng)逐步加大。

清管球清理后應(yīng)用鋼爪、刮板及拉膛的方法將管內(nèi)雜物全部清理干凈。

（2）高壓水清理

根據(jù)舊管道壁厚和受損情況選擇壓力，其最小壓力不小于50MPa。 每段待清洗的舊管道長(zhǎng)度與高壓水的軟管長(zhǎng)度應(yīng)該相匹配。

6）內(nèi)壁涂層

根據(jù)不同工程的設(shè)計(jì)規(guī)范，可能還需要對(duì)舊管道內(nèi)壁進(jìn)行必要的內(nèi)壁防腐， 其目的在于一方面延長(zhǎng)管道使用壽命，另一方面提高PE 管道穿越時(shí)的順滑度。

內(nèi)壁涂層一般采用素水泥漿，涂襯同樣是采用牽引繩及涂襯裝置進(jìn)行。 待內(nèi)壁泥漿干后再進(jìn)行穿越施工。 水泥漿的固化程度及所需時(shí)間，按照相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。

7）壓U 穿越

穿越前先將準(zhǔn)備穿越的管道熱融連接，在工作坑一端放置壓U 機(jī)。將牽引繩與PE 管道一端固定。啟動(dòng)牽引機(jī)將管道拉入并通過(guò)壓U 機(jī)。 壓U 機(jī)的原理是把管道隨壓U 隨綁纏纏繞帶固定。

壓U 穿越環(huán)節(jié)對(duì)外界條件要求比較重要：

理想溫度大于10℃，當(dāng)氣溫不能滿足要求時(shí)，要采用加溫設(shè)備對(duì)管道進(jìn)行加溫，比如：利用鼓風(fēng)機(jī)加熱、在管道表面加蓋保溫層。

纏繞帶的施工原則：根據(jù)管道規(guī)格、材質(zhì)及施工時(shí)外界溫度，考慮纏繞帶的纏繞層數(shù)及密度，為了保證PE 管道在穿越時(shí)不會(huì)出現(xiàn)由于纏繞帶崩裂造成的管道穿越壓力增大，可適當(dāng)增加纏繞層數(shù)。 纏繞帶材質(zhì)為PET 膜含玻璃纖維，一般厚度為0.28mm，其厚度在此忽略不計(jì)。

8）氣壓恢復(fù)

管道穿越完畢后，進(jìn)行打壓復(fù)原作業(yè)，打壓選用氣壓，壓力0.1MPa。

采用熱熔焊在PE 管道兩端焊上盲板， 一端盲板連接空氣壓縮機(jī)。當(dāng)管道內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，會(huì)清楚的聽到PE 管道上纏繞帶清脆的崩裂聲，恒壓10 分鐘，待崩裂聲消失即停止。

對(duì)打壓后的PE 管道再次利用管道內(nèi)窺器進(jìn)行檢查，以PE 管道內(nèi)壁沒有凸面為合格。

9）HAF 防伸縮器安裝

在PE 管道穿越完畢后安裝HAF 防伸縮器，其作用在于為了避免PE 管道通水后遇冷收縮， 對(duì)閥門等附屬設(shè)施造成損壞。

HAF 采用內(nèi)徑稍大于PE 管外徑的鋼管， 切割兩半覆蓋在PE 管外，用螺栓組合成型。

鋼管兩端分別固定于原管道端頭以及PE 管鋼制法蘭上。

10）工作坑內(nèi)管道連接

工作坑內(nèi)PE 管道之間的連接方式根據(jù)不同工程的要求執(zhí)行，一般情況下采用鋼管法蘭與PE 管法蘭連接。

11）地貌恢復(fù)

一般情況下，為了保證工作坑內(nèi)PE 管道接口的抗壓穩(wěn)定， 采用石硝回填并均勻夯實(shí)。 根據(jù)業(yè)主要求恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的管道修復(fù)市場(chǎng)正在日趨成熟，并顯示了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。 應(yīng)積極發(fā)展與完善國(guó)內(nèi)技術(shù)， 并做好管道修復(fù)技術(shù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)配套工作，以推進(jìn)管道修復(fù)技術(shù)的研究與進(jìn)一步推廣應(yīng)用。