环氧涂衬技术在北京供水管网改造中的应用与实践 4页

'2012中国(北京)非开挖技术国际交流会环氧涂衬技术在北京供水管网改造中的应用与实践北京市自来水集团公司王耀文主题词：环氧涂衬技术管网改造应用摘要：结合北京市供水管网更新改造的形势和任务，对管网改造常用的方法和技术进行了分析，比较，介绍了北京市供水管网在进行更新改造时，采用的非开挖技术中的各种方法的应用和实践，并介绍了自己的应用体会和建议。前言：北京是世界上严重缺水的大城市之一，水资源量仅为40亿m3左右，人均占有水资源量约300m3，是世界人均的l／30，远远低于国际公认的人均1000m3的下限，属重度缺水地区[1]。北京又是祖国的首都，是全国的政治、文化中心。因此节约宝贵的水资源，加强对供水管网的科学管理、降低供水管网的漏失，对缓解北京日益严重的缺水状况，保证北京市的供水安全、提高北京城市可持续发展的能力，具有十分重要的意义，也是供水企业的一项长期的战略性任务。管网漏失的原因是多种多样的。有直接的；有间接的；有主观的；有客观的。其中由于供水管网老旧和腐蚀等原因造成的管网爆管和漏水是管网漏失的主要原因之一。因此，适时地对供水管网进行更薪改造、利用各种新材料、新工艺、新技术提高供水管网的质量是供水企业的当务之急和主要任务。1．为什么要进行管网的更新和改造?1．1技术状态不好2000年我国城市供水配水管总长为135，095Km。我国配水管网中，63％的管道是1985--2000年间敷设的，现有管道的平均管龄仅十年多，和发达国家相比，管道相对年轻。但是我国城市供水管道中，有部分管道技术状态不好，特别是小口径管材如黑铁管和镀锌管，问题更加严重。1．2管道质量差，损失严重，漏失率提高，其主要原因是：1．2．1连续浇铸工艺生产的铸铁管强度低铸铁的强度本身就不是很高，连续浇铸工艺使管擘冷却过快，增加管身脆性，又进一步降低强度。1964年颁布的连续浇铸铸铁管标准规定的厚度又偏薄。1982年制订国家标准，才将厚度分为LA、A及B级，相当于美国最低的l一4级。另外该时期部分生产厂质量控制也不够严格。1．2．2接口太硬，填料的握固能力太强五十年代起，城市供水管道接口填料普遍采用石棉水泥，以后又发展为膨胀水泥。这类填料刚性很强，握固力也很强，似乎把管道连接成一个整体。冬天水温降低，管道收缩，收缩的受力和接口填料的握固力大于管道抗拉能力，导致管道横向断裂。痧掣燃 2012中国【北京)非开挖技术国际交流会1．2．3管道不均匀沉降和位移管道特别是大口径管道施工时基础处理不善，覆土未夯实，或埋地管道与其它桥梁、管道相交处处理不好，引起地基的不均匀沉降；在现有管道附近敷设更深的下水道或建造其它构筑物，引起管道径向位移。当接口填料为石棉水泥或膨胀水泥时，承口处受张拉，插口处受压缩，而铸铁的抗压能力较抗拉能力大5—6倍，大口径管道可能在管道承口处开始豁裂，小口径管道可能产生横向断裂。1．2．4其它原因管道埋设过浅，对管道内外壁防腐措施不够造成管道的腐蚀穿孔，运行中产生水锤，附近其它管道施工损坏水管，管道施工时接口借转过多，钢管焊接尤其是现场焊接部分质量不好等[2]。1．3管网更新改造的比例管网改造涉及到大量投资，因此要非常注意投资效益和优化。正常情况下，管道寿命应该是比较长的。国际上一般认为，如管道材质、防护和施工正常，金属及混凝土管道的寿命为100年左右，而塑料类管道为50年左右，因为它是按50年后塑料老化强度而设计的。欧洲主要国家在用管道的平均年龄为30—50年。第20届国际自来水协会报告《配水管网供水持续性和可靠性的规划和设计》建议，配水管网的合理更新率为1．5％。结合我国的具体情况，我国城市供水管道达到正常更新年份的为数很少，更新率可以很低。考虑到前面分析的情况，我国城市供水配水管网有部分管道技术性能不好，需要适当加快更新步伐。因此，《城市供水管网漏损控制及评定标准》中建议DN75m及以上的管道每年更新率>1％，在用的DNl5—50mm支管，多数为涂锌白铁管及黑铁管，当前漏失和对水质影响均相对严重，建议更新率>2％。2．进行管网更新改造的方法由于管道的更新改造涉及方方面面的影响较大。因此，在进行管网改造时，要因时制宜、因地制宜地选择不同的更新改造方法。这里主要介绍环氧树脂涂衬法环氧树脂涂衬法此法通过对原有的钢质管道(特别是小口径钢质管道)的内壁喷涂无毒环氧树脂，使管道内壁形成新的保护层，从而解决管道内壁的腐蚀及对供水水质的影响问题，同时提高原有管道强度、抗腐蚀性和防止水质污染恶化的能力。3．环氧树脂涂衬修复技术的应用环氧树脂涂衬修复技术是引进的国外(日本、韩国等)先进技术，在日本称为As工法。在我国一般称为旋流技术或旋风技术，主要应用在DN300以下的铁质管道(包括建筑物内的管道)，内壁的涂敷修复，从而消除供水的二次污染，改善供水水质，提高管道的抗腐蚀能力和安全运行能力。这种方法的基本原理是：利用高速旋转空气流压送石英砂类的研磨材料，形成固气两相气流，在高速旋转气流的作用下，研磨材料旋转，反澎壤辫 2012中国(北京)非开挖技术国际交流会复撞击管壁，切削和研磨管壁上的锈瘤，从而达到除锈的目的。然后，用高速气流压送二液性常温固化环氧树脂涂料，形成气液二相气流，进行吹涂，待涂料固化后形成坚实的环氧树脂涂膜，完成管道内壁的涂敷修复。[4]根据这一工作原理，我们在学习上海水司经验的基础上，成立了专门的除锈涂膜技术队伍。近几年已在永泰小区、东直门小区等上百幢住宅楼，完成了对旧有楼前管道和楼内上水管道的除锈涂膜工程；大大改善了上述地区住宅用户的饮用水条件和管道内壁的水力条件，提高了服务质量和社会经济效益。采用这种涂敷修复技术的基本施工工序是：工程施工准备(各种调查)---带U定施工方案(施工计划，机具设备的配置)一断水干燥(管内残留水排除及锈干燥)一研磨(锈和附着物去除)一管内冲洗清扫(研磨后管内残留物去除)一涂敷环氧树脂一干燥(环氧树脂快速固化干燥)一管道连通与检查一通水采用这种技术的关键是空压机送气量的大小和压力的大小，研磨材料的质量与粒径；环氧树脂的质量和适应性(不是所有的环氧树脂都可用于这种技术应用，而是专用的环氧树脂)，施工人员的技术熟练程度等。采用这种修复技术的优点是：可操作性强；对居民用水影响小；施工简便，停水时间短；充分改善供水水质；满足环保要求，所用涂料，研磨材料等都无毒、无害、无辐射：对旧有建筑物不造成损坏或影响；提高了旧有管道的使用寿命；与更换新管比较起来，经济合理，造价低。4．我们的体会采用非开挖技术对供水管网进行更新改造是解决管网改造方法中的主要方式。非开挖技术有各种方法，各有各的优缺点和适用范围、适用条件。应用中，应根据管网改造中各条管线的特点，环境条件，重要程度，管径大小，管材种类及今后修复后的运行、维护条件，经济技术的合理性，性价比等综合因素的比较，选择不同的修复方法和修复技术，从而完成对管道的修复，做好管网的更新改造。北京自来水集团公司在采用非开挖技术进行管网改造中，由于受各方面原因的限制，综合考虑诸多因素，仅对涂衬法，定位密封修复方法进行了一些应用，我们也希望在今后的管网改造中，在条件许可的情况下，对其它非开挖技术中对管网的修复方法进行尝试和探索，做好首都的供水管网更新改造工作。影警辫 2012中国【北京)非开挖技术国际交流会参考文献：[1]北京市人民政府水利部(21世纪初期首都水资源可持续利用规划》[2]中国水协科技委宋仁元沈大年《城市供水管网漏损控制及评定标准》培iJII材料[3]北京钢铁设计院王威《俄罗斯利用非开挖技术修复管道》[4]上海市自来水公司秦君堂《室内给水管防锈涂衬施工法》痧浆掣'