非开挖不锈钢内衬修复工艺在供水管道技改中的应用

1、非开挖不锈钢内衬修复工艺在供水管道技改中的应用 DN800 原水管修复实例程秀明、八 、-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 环境的根底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

2、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，旧管网改造修复根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。 比方：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，到达科学修复，事半功倍的效果。二、目前各种非开挖修复技术的

3、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，排转进入被修管道内，此时软管内出软管内空气， 参加树脂，赶

4、压使树脂与软管浸渍均匀，然后将软管反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，从而到达堵漏、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

5、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。以上工艺技术特点比

6、照工程PE内衬翻转内衬不锈钢内衬修复口径200 1600mm200 1600mm300 3000mm一次修复距离200 1000m50 200m400m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咼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咼较咼较咼选对标号抗磨损性能一般一般较咼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比照低咼30%以上适中三、正确评价

7、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2021年管网改造方案的北区水厂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，局部管段漏失严重，列入集团年度改造方案。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，

8、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正确选择。，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(05 515 540Mpa

9、)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、不锈钢具有外表光滑不结垢等优点；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2021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

10、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。施工时做好平安防护工作。作业坑开挖尺寸为2m X 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

11、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。 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 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

12、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 。 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。 焊接口及焊缝热影响区外表应光滑平整、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。 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。 氩弧焊使用时要按照先送气后起弧，熄弧后再停气的原那么，氩气纯度不小于99.9% 。 内衬施工全过程应采用不锈钢专用工具。防止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

13、不锈钢过渡板， 然后将不锈钢内衬管焊在不 锈钢过渡 板上如下列图 。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，从而保存原排气阀的功能。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，到达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标准?(GB50268-2021 )和?现场设备、工业管 道焊接工程施工及验收标准?(GB50236-2021

14、 )进行全线验收。七、有限空间作业平安技术措施北区水厂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，保证施工平安至关重要。现场制定了以下平安措施：1、 作业前，应指定专人对监护人和作业人员进行平安教育，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平安指标范围内，分析合格后才允许进入设备内作业。有毒

15、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、高处作业等有关平安规定， ?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 ，所有灯具及电开工具必须符合防潮、防爆等平安要求；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，应翻开设备的所有手孔、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