管道内衬技术的应用

管道内衬技术的应用摘要：非开挖内衬技术优点众多，在埋地管道的修复中应用广泛。其施工工艺有多种，本文详细阐述了七种典型修复工艺的含义、优点、缺点及适用状况，并以表格形式归纳出来。关键词：水处理；设备；管道；管件；防腐一、穿插内衬修复法穿插内衬法指在旧管道中拖入新管，然后在新旧管中间注浆稳固的方法。通常使用的穿插内衬管有PE、GRP(玻璃增强热固性塑料或玻璃钢)、PVC(聚氯乙烯)管等。该方法适用于燃气管道、供水管道、化学管道及工业管道等。穿插法的优点：施工工艺简单，易学易做，对工人的技术素质要求低；施工速度快，分段施工时对交通和周边环境的影响轻微；仅使用绞车等一般市政施工设备，不需要专用的设备，投资少、施工成本低；在排水管道中可以实现不停水施工。缺点：由于新插管的外径不宜大于旧管内径的90％，故其过流断面损失较大，穿插入新管后，流量有明显损失；环形间隙要求注浆，但由于环状间隙较小，注浆较困难。一次性穿插长度受作业段的作业空间、回拖设备的能力、管材强度的限制。二、缩径法缩径法是指通过机械作用使塑料管道的断面产生变形，如缩小直径或改变形状，然后将新管送入旧管内，最后通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与旧管形成紧密配合的方法。适用修复的管道类型为重力管道和压力管道，单次修复管线长度可达1km。适用管材包括HDPE，MDPE，PE等。根据内衬管变形时的能量来源，缩径法分为两类：冷轧法和模具拉拔法。冷轧法使用一组滚轧机靠径向约束挤压变形。拉拔法使用一个缩径模具，牵拉新管强行通过，使塑料管的长分子链重新组合，靠轴向拉伸变形使管径减小。小直径的管道可在常温下拉拔，大直径的管道通常在加温的条件下拉拔。缩径法的主要优点：新旧管之间配合紧密，不需注浆，施工速度快；管道修复后的过流断面的损失很小；可适应大曲率半径的弯管，可长距离修复；可用于旧管道结构性和非结构性损坏的修复。缺点：主管道与支管间的连接需开挖进行；旧管的结构性破坏会导致施工困难；这种施工方法的设备昂贵，缩径尺寸有限，施工成本较高；模具拉拔法是一个连续的施工过程，一旦开始施工便不能中途停止，因为绞车停止牵拉时变形管就会开始恢复形状，暂停后难以再置入旧管道内。三、折叠法折叠法是将PE内衬管加热并折叠成U形、C形甚至工字形，从一个检查井下插入，从另一个检查井用卷扬机拉出，就位后，在热与压力的作用下，内衬管重新恢复原来的形状，与旧管道形成紧配合复合管道。小直径的内衬管可以在工厂折叠好，缠绕到滚筒上运到工地，在现场通过卷扬机穿过旧管道拖出。该方法适用的管道类型为：压力管道，重力管道及石油、天然气、煤气及化工管道等。使用的内衬管管材为：压力管道内衬管常用PE管材，重力管道可选用PVC内衬折叠管。折叠法的主要优点：折叠后断面收缩率高，断面面积可减小40％，穿插顺畅；新衬管与旧管可形成紧密配合，管道的过流断面损失小，无需对环状空间注浆；施工时占用场地小，可利用现有人井施工；管线连续无接缝，一次修复作业距离长；对旧管道清洗要求低，只要达到内壁光滑无毛刺即可。缺点：旧管的结构破坏会导致施工困难；不同的方法对操作人员技术要求不同。四、缠绕法缠绕法是将带锁扣的PVC，PE或UPVC(硬PVC)条带在旧管道内部或检查井中螺旋地缠绕成管道形状，随后在缠绕管与旧管之间的环形间隙注浆，从而实现旧管道修复目的的方法。根据机器放置位置不同，可分为固定式安装法(人井内缠绕法)和移动式缠绕法(管道内缠绕法)。固定式安装法是将缠绕机下入人井中，在人井中作业，缠绕带从地面下入，缠绕出的新管直接推入旧管道中。移动式缠绕法是将缠绕机放在旧管道中，边缠绕边前进。缠绕法适用于压力管道和重力管道的结构性损坏及非结构性损坏的修复，一次修复的管线长度可达200m。缠绕法的优点有：所需设备可固定在卡车上，便于移动，施工速度快；占地面积少，适合复杂场地作业；作业时允许管道中有低速流体通过，可长距离施工，可进行间歇式的施工。缺点：缠绕管与旧管之间的间隙需注浆，注浆较困难。五、涂敷法涂敷法是一种内挤涂技术，即先对所施工的管道进行清洗除垢，使管道露出金属本体，再以空气为动力源推动挤涂器，来完成涂层的涂敷，经过多次涂敷达到设计的涂层厚度，从而实现对旧管道防腐及修复的目的。涂敷法主要优点：较高的温度范围,长期使用温度在0～100℃之间；一次修复距离长可达1km以上，适用于污水、自来水、原油输送管线的修复。缺点：对原管道清洗要求高；涂敷高强聚合物水泥砂浆次数在2～3次才能满足厚度要求，每道聚合物砂浆养护时间在24h以上，干燥后才能进行环氧胶泥、玻璃鳞片涂料的涂敷，作业时间较长。六、内衬不锈钢技术不锈钢薄板内衬修复技术，是在管道内部内衬钢板，钢板采用卷板形式，在管道内部进行焊接，整体成形。在管道内部内衬钢板能增加管道的整体抗压性，还具有防渗的效果。由于不锈钢内衬可以阻止管道内壁腐蚀，减少管道内壁粗糙度，增加了过流量，使内衬后的管道更安全、更轻便，更经济、使用寿命更长。该方法的主要优点是：增加了过流量；不锈钢耐高温特性好，可考虑在内腐蚀较重的供热管道修复中使用。缺点：不锈钢是无极性材料，而金属管件和钢管是有极性材料，两者长时间连接会使无极性不锈钢向有极性转化，发生电化学锈蚀；在三通、弯头、变径等管件部位不锈钢内衬需要手工焊接，焊接质量会随着操作人员的技术水平波动，这是影响工程质量的薄弱环节。七、软管内衬法软管内衬法的主要技术原理是利用现有管道的三通、阀门等地面开口，在不开挖地面的基础上，将具有防渗透耐腐蚀保护膜的纤维增强复合软管或编织复合软管作为载体，浸渍聚合物树脂后，用特定的动力，将软管放到经过表面处理的待修复管内，继而使用常温水流、热水、蒸汽、紫外线等方式之一使树脂固化，形成坚硬的富有弹性的衬里，紧贴在旧管内，形成整体性强的光滑的“管中管”，从而达到对已损坏的管道进行堵漏、提压、减阻的管道修复目的。软衬法常用的施工方法有两种，区别主要在于软管的置放方式不同：一是绞拉软管内衬法。施工时将绞拉钢丝绳穿过旧管，将内衬软管连接在钢丝绳的自由端上，随后拉入待修复的旧管内。由于是先拉入后打压涨起，而且是全线整体同时涨起，不容易将软管与被修管道之间的气体排干净而形成空鼓，影响管道的输送量和修复后的管道承压强度。此工艺适用于施工距离较短的重力管道的修复。该方法优点：施工设备简单，周期短，不受季节影响，对周围环境影响小。缺点：软管与旧管间气体不易排尽，贴合不紧密。二是翻转软管内衬法。施工时将软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处，然后利用水或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面，并与旧管的内壁粘结。由于树脂在未固化前是软体材料，软管是在压力作用下逐渐推进，因此当被修复管道在短距离内出现较大起伏或拐弯折点时亦能顺利通过，且易将软管与被修管道之间的气体排干净，与原管道紧密贴合。该方法优点：施工设备简单，周期短，不受季节影响，对周围环境影响小；管线承压要求可调范围大；可提高管线的整体性能。适用各类材质和变径的管道。缺点：一次翻转十毫米以上厚度软管，工艺难度较大。综合而言，前几种修复方法都不适用于变径管道或管道严重弯曲，翻转软管内衬法具有较宽的适应性，更多地体现了非开挖管道修复技术的优点。但以上修复方法各有利弊，可根据下表酌情选用。参考文献：[1]宋连仲，张伟林，陈昭.国内外管道修复技术现状及发展趋势.中国给水排水,2005年3月[2]白玉臣.浅谈城市地下管道非开挖翻衬法管道内衬修复.科技创新导报，2008NO12