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北京快乐8幸运28计划 www.sbyrz.icu 淺析非開挖管道修復技術

(高二飛)

隨著城市化進程的不斷加快,行政主管部門對于管網的建設監管力度逐漸加強。而大量的地埋管道在投入運營若干年后,由于外力或自身使用壽命等原因,都會不可避免的出現穿孔或泄漏事故,傳統處理手段一般為開挖維修或更換。老舊管網基本身處城市主干道下或構筑物邊緣,維修或更換等工作將牽扯路政、地面障礙物拆除及恢復、公眾協調等諸多因素。而且管道的局部破損造成整體運營失效情況下,予以整體更換則成本支出過大。正是在這樣的背景下,管道的非開挖修復技術便營運而生。

近年來,隨著非開挖管道修復技術的研究與施工技術的改進,已發展具有化學及物理管道清洗技術,穿插HDPE管內襯修復舊管道技術、翻轉浸漬樹脂軟管內襯修復舊管道技術、內襯不銹鋼技術和擠涂聚合物水泥砂漿修復技術等多項非開挖管道修復技術,并在全國眾多城市成功應用于給排水、石油、燃氣、電力等各類管道。連云港市正處于發展提速階段,各家管網運營單位的管道都將逐漸面臨維護及局部更換,而目前此項具有前瞻性的工作在本地區尚未投入使用,可謂市場前景廣闊。現就相關管道清洗及修復技術介紹如下:

一、     管道清洗技術分類及技術分析

 1、化學清洗技術

化學清洗技術就是采用化學藥劑(一般用鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸和檸檬酸、氨基磺酸等有機弱酸)和一定的工藝手段對管網、設備等進行除油、除銹除垢等清洗過程。

化學清洗一般較徹底,但在清洗過程中易生成有害氣體,且對管網本身具有腐蝕性,故在管道修復(特別是市政管道修復)施工中很少采用化學清洗技術。本篇則不著重介紹。

2、 物理清洗技術

物理清洗技術則分為高壓水射流清洗技術和PIG物理清洗技術

2.1 高壓水射流清洗技術

高壓水射流清洗是利用經設備增壓系統加壓的水由噴頭射出形成高速水射流,這種水射流有很高的沖擊和剝削能力,可將管壁上的結垢、金屬氧化物和其他附著物清除,清洗質量很好。配用不同規格形狀的槍頭可對不同規格的管道進行清洗除垢,針對大口徑的管道的清洗可特殊定制旋轉槍頭。

高壓水射流在清洗過程中產生的污水易于處理,且對管道設備無腐蝕。但由于設備自身局限性,配置的清洗管道導致清洗距離短,不適合長距離管道的清洗,且高壓水流對于頑固污垢難以清理到位。

2.2 PIG物理清洗技術

PIG清洗技術不是一項單項技術,它包括現場跟蹤技術和發射、接收PIG技術。它是將PIG清管器放入發射器后,通過輸送介質或壓縮空氣在PIG前進方向產生壓力差,形成前進推力,使PIG清管器沿管線前進,在運行過程中,PIG本體或其清洗附件在管內不斷與管壁的積垢接觸、擠壓,并把積垢刮削下來;與此同時,介質在通過PIG柱面與管內壁所形成的間隙時會形成高速環隙射流,對所刮削下來的垢進行沖擊、攪拌,使垢隨之排出。

常用清管器是用聚氨酯材料發泡后加工成圓柱形,形似炮彈狀,然后在其表面加工出螺紋或安裝上毛刷鋼絲帶等附件,加大機械磨擦強度。因為發泡聚氨酯具有收縮好、強度高的特點,所以它可通過異形管、“T”形管及90°彎頭,它能安全高效的實現長距離各類管線的在線清洗,具有清洗徹底,對管線無損傷、無腐蝕等優點。

二、     管道修復技術分類及技術分析

管道進行內襯修復前須考慮兩方面的問題:其一是進行內襯修復后管道的安全可靠性;其二是內襯材料對于介質的適用性。當管道由于局部缺陷而導致整體運營失效,但其主題材料還有利用價值,其結構本身可作為管道支撐,則可采用修復法。任何一種情況下修復破損的管道都比鋪設全新的管線經濟。修復的主要方法有:

 

1、“U”型內襯HDPE管修復技術

“U”型內襯HDPE管修復技術通常也稱緊密結合內襯法,它包括冷軋法、熱拔法和變形法。是利用外徑比舊管道內徑略小的HDPE管,通過變形設備將HDPE管壓成“U”型并暫時捆綁以使直徑減小,通過牽引機將HDPE管穿入舊管道,然后用水或氣(汽)壓與通軟體球將其打開并恢復到原來的直徑,使HDPE管漲貼到舊管道的內壁上,與舊管道緊密的配合,形成HDPE管的防腐性能與原管道的機械性能合二為一的一種“管中管”復合結構。管道修復后在使用過程中,由于管內存在介質壓力,內襯管最終會緊貼于原管內壁。

此類修復技術一般用于修復結構性破壞不嚴重的直圓形管道,可適用管徑范圍為75~2000mm,管線長度為1000m左右的各類管道。因其具備衛生性能良好、過流斷面損失小、變形適用范圍大以及可長距離修復等優點,已廣泛應用于給排水等相關管網修復工作。而且,國內已開始嘗試HDPE管異徑修復,并取得顯著效果。

2、軟襯法

軟襯法也稱為原位固化法或現場成型加襯修復法,是目前最受歡迎的非開挖管道修復施工方法。它是在現有的舊管內壁上襯一層液態的熱固性樹脂,通過加熱(利用熱水、熱汽或紫外線等)使其固化,形成與舊管緊密結合的薄層管。軟襯管的主要組成材料是:柔性的纖維增強軟管或編織物、熱固性樹脂、催化劑。最常用的是編織帶,也有的采用玻璃纖維加強的編織管,管的內外表面浸有非滲透性的涂層,以?;す苤械氖髦?。軟襯管的作用是攜帶樹脂,直到它就位并且固化為止。

軟襯法常用的施工方法有兩種,其一為翻轉浸漬樹脂軟管內襯法,該技術是使用浸透熱固性樹脂的編織軟管或帶有防滲膜的纖維增強軟管作襯里材料,將浸有樹脂的軟管一端翻轉并用夾具固定在待修復管道的入口處,然后利用水或氣壓使軟襯管浸有樹脂的內層翻轉到外面,并與舊管的內壁粘結。一旦軟襯管到達終點,向管內注入熱水或蒸汽使樹脂固化,形成一層緊貼舊管內壁的具有防腐防滲功能的堅硬襯里。其二為絞拉軟管內襯法,施工時將絞拉鋼絲繩穿過舊管,將浸有樹脂的襯管連接在鋼絲繩的自由端上,隨后拉入待修復的舊管內。最后撤去鋼絲繩,堵塞兩端,利用熱氣、熱水或蒸汽使襯管膨脹,并加速樹脂固化。

通過軟襯法修復的管道過流斷面的損失可忽略,但流動性能卻大大改善。使用這種技術可修復鑄鐵管、鋼管及混凝土管等多種材質的地下管道,尤其適用于城市中交通擁擠、地面設施集中或占壓嚴重、采用常規開挖地面的方法無法修復和更新的管道,既可用于供水、污水及燃氣管道的修復,也可用于化工等工業管道的修復。使用此法修復管道具有全天候施工、無接頭且流動性好、可適應非圓形斷面和彎曲的管段等優點,但其局限性是對管道清洗要求高、成本較大、樹脂固化時間較長(一般在5h以上)以及每段施工編織管均需單獨定制。

3、噴涂法

噴涂法通常用作管道襯里以作抗腐之用,是把防腐和結構襯里應用到管道的技術。高速回轉的噴頭在絞車的牽引下穿過管道,在離心力的作用下將襯里材料噴涂沉積到管道的整個內表面。我們通??吹降鬧?、水泥管及鋼管內的水泥灰漿涂層就是采用這種技術,它可防止管道結層、水變色和水力損失。最近,環氧樹脂已被批準用于飲用水管道,由于設備和聚合物配方的發展,結構噴涂內襯用于修復給排水管道已成為一種新的方法。破損的給排水管道可接納一種高強度的速凝環氧樹脂或聚脲酯材料。施工操作可從地表進入,可避免開挖道路從已有的人井中進行。這一方法通常適用于直徑150~600mm的管道修復。

4、局部修復法

局部修復法在管道破損處進行樹脂注漿或化學注漿。由于外力導致或接頭失效,當在管道內部形成局部破裂時,可考慮采用??刈⒔ㄊ髦┓舛戮植科蘋?。修復法可以解決以下四個主要問題:(1)使松散、分離的未加筋的舊管道具有類似于石拱的承載力;(2)提供附加的結構性能,以有助于受損壞的管道能承受結構荷載;(3)具有防修功能;(4)能代替遺失的管段。在排水管修復中,采用脲酯或類似材料的化學注漿已經有多年歷史了,尤其是在北美地區。采用??鼗蛉私氳姆椒ǘ允У慕油泛土遜旖兇⒔?,可防止管道的滲漏和管周形成空穴。

5、內襯不銹鋼技術

不銹鋼薄板內襯修復技術,是在管道內部內襯鋼板,鋼板采用卷板形式,在管道內部進行焊接,整體成形。在管道內部內襯鋼板能增加管道的整體抗壓性,還具有防滲的效果。由于不銹鋼內襯可以阻止管道內壁腐蝕,減少管道內壁粗糙度,增加了水的過流量,使內襯后的管道更安全、更輕便,更經濟、使用壽命更長,達到修復的目的。從國內外舊管修復情況來看,由于這項技術適應性強,質量可靠,可以帶水作業,已在排污管道上得到廣泛的應用。

不銹鋼薄板內襯與原有管道內壁之間的間隙,采用注漿法灌注水泥灰漿,水泥灰漿為無溶劑、低收縮、粘合力強的高分子材料,注漿液固化后,形成一內外固定的堅實夾層,保證管道的修復質量和效果。 不銹鋼薄板作為給水管內襯修復材料,比其他種類的材料具有更多的優越性。它耐腐蝕、不結垢、摩阻小、無毒無污染,埋地使用壽命長于鋼管及鑄鐵管,在國際及國內給水行業中得到廣泛的認可。

三、     非開挖管道修復配套技術之管道CCTV成像檢測技術

非開挖管道修復技術是涉及多種知識領域和多種技術領域的綜合性工程技術。它涉及到工程力學、流體力學、材料力學、高分子材料、機械設計與制造、電子學等學科。而管道CCTV成像檢測技術作為非開挖管道修復配套技術,為非開挖管道的修復工作帶來極大便利。

 管道CCTV(閉路電視)成像檢測技術是對管道清洗前結垢狀況、清洗后清洗質量和修復后管內襯層質量進行視頻成像檢查的專項技術。它是由自動爬行器、外部控制系統、圖像記錄系統、監視器系統、信號線、信號線架等組成。自動爬行器可在管道內自動前進、后退,其內部安裝有微控制處理器和前部安裝可調焦、圖像放大、縮小、定影、負像、鏡像的攝像部件作為主鏡頭,可進行上下、左右以及旋轉擺動;后部安裝鏡頭,在后退時可同步檢測。外部控制系統、圖像記錄系統、監視器系統使用筆記本電腦統一整合,體積小,重量清,使用方便;可以現場記錄檢查信息,同步顯示小車運行狀態(包括運行距離、控制信息等)。

非開挖修復技術的發展,為管網運行維護提供了諸多可能及保障。它的整體優勢在于修復的負面影響小,修復所占用場地比較少,對地面、交通、環境以及周圍地下管線等等的影響很微弱。 非開挖修復技術的推廣難度在于材料及設備研發滯后導致的修復費用高,以及市場認可度較低,使得很多中小城市望而止步,其實綜合考慮交通,管線開挖的難度、市民的生活質量以及樹立服務型企業的要求等因素,非開挖修復的費用是可以接受的。

可以預見在不久的將來,隨著新材料及修復技術的不斷研發,修復材料在國內實現批量生產后,我國的非開挖修復技術將進入全新的發展階段,此技術必定會被給排水等管網運營企業所廣泛認知,早一步進入市場將獲得更寬闊的廣角,因此推廣非開挖修復技術勢在必行。

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