【国家标准】U-HDPE内衬修复管道技术的研究与应用

第23卷第5期 2006焦 非开挖技术 0】23 2006 41 U永志 王亮赵铁成陈仁育李中良郑 皓王光明 (天津派瑞非开挖工程技术有限公司，天津300110) 摘要：本文对以析计算，证明U同压力等级管道的修复。工程实际证明该修复工艺 经济、快速、安全，并创造了一次穿插u关键词：非开挖、管道修复、U着城市基础设施的建设与完善，以及地下管 网的发展，非开挖修复地下管道技术越来越受到政 府和相关专家的重视，尤其是各管线的所属单位领 导。我公司的是 在这种环境条件下发展并成为一种安全、可靠、快 捷的非开挖修复工艺。我们在成套引进美国设备技 术系统的同时，结合我国管网的实际情况，不断调 整内衬材料配方、改进施工工具、完善施工工艺，进 而形成了一套完整的U。成功的修复工程实例证明我们的U工艺技术是先进的成熟的、可靠的。我真诚希望 与国内同行们进行探讨并分享相关技术，进而提高 我国的非开挖管道修复技术水平，使广大的管道用 户受益。 1 识 由于得所生产的 化学性。拉强度高、可塑 性强、寿命长等优势都决定了它作为修复管材不可 替代的位置。无论是收缩是u 论是内插小口径在前比较优异的 材料有00和2 工艺特点比较 21与收缩法比较 由工艺，可以将其缩后的再插入旧管道中待其定位后，用加压或自然回弹 的方式使其恢复到原来的直径并基本与母管道相吻 合此法。由于收缩的最大限度为5，因此，穿进旧管 道的响较大，穿插距离受到一定限制。我公司的u 殊工艺和专利设备，将其管道的横截面积减少 40，进而可以非常轻松地插进母管道，母管的最大 弯曲度可达22度，因此U和可操作性。 22与大管内插小管工艺的比较 如果用小直径的则有诸多不利。首先是流通截面积减小，这不符合城 市发展的需要。其次，因为所插入的做支撑，浪费材料又制 约了运行压力和输送能力。如果，在气体，后患无穷。如果附近热力管线发生泄露，此 钢管内的易变形开裂破损。因此普资讯 2006年 艺具有其它工艺无法相比的优势。 23与产出某一直径的于此u 管是在热状态下生产的，因此该忆状态。所生产的缠绕在大的卷轴上。在修复旧管道时要想将该u 形恢复成圆形，就必须通入高压蒸汽并维持120(2 左右一段时间，当汽加热，新的圆形管道上。我公司u著区别在于U成时状态，在恢复圆形时仅用压缩空气升到一定压力 即可将其复原并与母管道密配合。因此U有工艺更环保、更节能、更快捷的优势。 24与旧管道的方法。首先制成外侧带有3 状后用绞车和专用工具将其插入 要修复的管道内，每段最长可达330 可以穿过 的最大转弯半径为4倍D，45弯头。在管之间的环隙用水泥树脂浆灌注，待其固化后， 。我们的u 是穿插距离长；二是仅 可承受更高的压力，而且可防止污水或有毒物质的 渗透。 3 U1修复技术工艺 首先确定要修复管道的准确直径，依据管道的 内径制定所需的高密度聚乙烯圆管并保证该管外径与要修复管道的内径相匹配。然后通过专 利设备将圆形高密度聚乙烯管压成时高密 度乙烯管的横截面积将减少约40，被压制的高密 度聚乙烯管通过一个特殊机械用高强度胶带将其缠 紧。保持将其拖进要修复的旧管道内。被完全拖进要修复的旧管道并准确定位后，再对 所修复管段的两端进行翻边处理，并使其与管端法 兰相配合。而后用压缩空气将缠绕带胀断并使后用法兰将各段连接起来。 由于高密度聚乙烯管与所修复的旧管道直径匹配， 因此修复后的管道使用寿命可以超过五十年。用u 型高密度聚乙烯管修复旧管道是当今世界上最先 进，最快捷，最经济的非开挖修复技术。我公司在成 套引进美国K提高。从而确保修复后的管道可以更安全、稳定的 运行。 32工艺流程 内窥检查 械压强度 定型带缠绕 牵引U 复后内窥检查 管线 试压，验收 管线连接 作业坑恢复。 4 U1)无接缝 因为且每段 在现场熔焊在一起，因此，没有机械式的接缝，消除 了有害物质渗透管线的可能性。 (2)耐腐蚀 此，可防止多种 物质对管线的侵害。 (3)是一个独立结构的管线 由于在母管中加入此修复后 的管道强度大大加强。该结构系统不仅能承担更高 的运行压力，而且能承担外部土壤的负荷。 (4)管道输送能力增加 大多数情况下，衬管内表面的光洁度克服了由 于加内衬造成母管截面缩小的缺点，由于工作压力 的提高，其结果是使管道的输送能力大大增加。 (5)最大可能减少了开挖地段 由于衬管只是插入母管中，因此只需要在施工 地点开挖工作坑。从而降低了对环境的污染与破坏。 5 计算 在对旧管道进行修复时，最主要的问题就是如 何确定母管在不同损坏程度下所需要的内衬管材的 树脂牌号和所用管壁的厚度。当旧管道管体发生局 部腐蚀或腐蚀穿孑管道对内衬管还可以提供 足够的支撑力。当旧管道完全损坏或管径突然增大 维普资讯 ：u3 时，原管道对内衬管不能提供均衡支撑，此时内衬管 设计参数必须满足完全没有支撑的条件。管损坏情 况大至有三种：1)管道已变形。2)管道严重腐蚀，个 别部位有穿孑L。3)母管道大面积腐蚀，或壁厚减薄到 对内衬管几乎没有支撑作用。因此在进行旧管道的 修复设计时必须查明原管道的具体情况，在考虑管 道的运行压力、使用寿命、旧管道能够提供的支撑力 等条件下来确定所用管道的规格。 51 承受恒定内压的圆柱形管体上，管壁上任何 一点都会受到三个互相垂直的应力作用，如图1所 管子承受内压时的应力状态 鲁岔 旦 饶 管壁的环向应力 ：一 h L 图1 。一个是沿管壁圆周的切线方向的应力为环向应 力(S )；另一个是平行于管子轴线方向的应 力为轴向应力(S )；沿着管壁直径方向的应 力为径向应力(料管材最大允许静液 压设计应力(S。)。 根据压力及以计算出一定 表1管道情况一览表 母管道情况： 400227m 2 +1=206+1：176 在前面的设计中所进行的计算完全是基于 这种情况是一种非 常极限的条件，即旧管道完全破损或丢失。如何科学 合理地来判断内衬管的承压力，这还要根据具体的 施工工艺和 其是对受力情况进行具体分析才能得出正确结论。 实际情况证明：在修复工程中，母管道除个别 地方有损害或泄露外，绝大部分管体是完好的。也 就是说，作为内衬的支撑的状态。因此上述计算仅供参考，而不能作 为53有母管道限制且母管道管壁上有泄露穿孔情况 下的定道内最大压力 为P 管道壁厚为T；设计应力D=5计算方便可以 认为剪切应力等于S。；母管道上的孔径为d；则在开 表2母管道上缺陷的孔径与管道上缺陷的孔径： 70m 500021593力下管道最小壁厚或一定壁厚所能承受的最大压 力。 52没有外母管道限制的情况下壁厚计算 P=2上述公式说明：在没有外母管道限制的情况下， 即直埋成正比，与成正比，与所用管径成反比。 设定材为 压运行压力为04 度试验要求压力06 一图2母管缺陷与普资讯 ： 。= = d S,T S,Td 上述公式说明：在母管道有一孔径为，内衬厚度 正比，与管壁上的穿孔部位的直径成反比，而与所修 复的母管道直径没有关系。当然，前提是所修复的母 管道有足够的强度和完好率，并对支撑力。因此，管道直径越大，则越适合采用u 作为管道，在其管体上出现50或70 几乎是不可能。大多数情况是由于杂散电流腐蚀 图5将4引是防腐层破损而在管体表面形成的电化学腐蚀 (应力腐蚀除外)，从管道腐蚀的一般规律而言，仅局 部会发生。腐蚀穿孔的直径大部分集中在05就是说实际穿孔的孔径大小要远远小于我们设计 中假定的穿孔直径，考虑长时间运行，孔径可能会 有10 于铸铁管也可能会在承 插口处有泄漏产生。我们以母管道上有30 l孔作为参比可知，我们选取12 科学理论依据的、也是经 济合理的。以上数据还证明：U复 中、高压燃气管道和自来水管道是最适宜的，也是最 安全的。 需要进一步说明的是我们所用的内衬管材料的 实际剪切应力比我们假设的数值要大的多。经国家 图6经过1150米牵引后到达末端 维普资讯 ：U5 化学建材测试中心测试，白色为153 色管材的剪切应力为150 这更说明我们在计算时已经考虑了足够大的安全系 数。 从理论计算与实际测试可知，采用修复技术完全可以满足高压输配管道的要求。法 国专家麦尔生博士在他的管线更新修复指导中认 为：取爆破压力的18作为燃气管道的最高运行压 力是非常安全的。同理，水管道可取15或14作 为最高运行压力。所以U 装要求。 6 U公司今年五月在山东黄岛进行了一次刨国内 记录的穿插U修复的管道为 长1150 m，在管道上方906为厂 房，106为农田，不具备开挖条件。我公司经过严密计 算和精心组织仅用13小时就一次成功穿过1150 m。 本工程从管道切断到衬装时间。工程验收压力为075 次打压验收合 格。建设和监理单位一致同意本工程为优质工程。本 工程费用仅为开挖直埋铺管费用的706。 7结论 (1)同压 力各种管线。 (2)u(3)U于等于1150米。 (4)U管费用的706。 墨西哥机场完成 复杂地质条件下的排水管顶管工程 据英国【 志2006年4月号报道，墨西哥墨西哥机场完成三次长距离顶管施工，施工是在跑 道下4径2206进长度分别为 244m、545用的设备是欧洲心碎石型)。该型顶管 机在转速为13r距可达573在含卵 石的土层中顶进时，每天可进尺18程施工中 遇到的最大卵石砾径为530碎后的砾径为 40称，在施工过程中，在这个拉丁美洲最大的机 场，波音747客机照飞不误。 (禾锋) 维普资讯 ！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！