管道修复技术在供水管网改造中的应用 2页

'管道修复技术在供水管网改造中的应用张伟林，何凤华，陈昭(天津泰达自来水公司，天津300457)摘要：管道修复技术是近年来国内供水行业比较关注的管网改造新技术，并逐步在一些城市和地区的供水管网改造工程中得到应用。通过介绍管道修复技术在天津开发区供水管网改造中的应用情况，论述了该技术不仅可降低工程造价和节省经济投资，而且还能带来良好的社会效益。关键词：管道修复技术；水泥砂浆衬里；塑料衬里；非开挖技术天津开发区地处渤海之滨，是1984年国务院批准成立的国家级开发区之一，经过20多年的滚动发展，目前区内已经形成了完整的城市供水系统。为保证用户的用水水质和水压，降低管网漏损，自来水公司曾对起步区内使用多年的供水管线进行改造，用新管线代替旧管线。随着开发区经济社会的全面进步和发展，交通车辆和道路不断增加，地下各种管线也错综复杂，采用直接开挖更换管道的施工方法越来越不适合，同时也增加了工程投资。国外在70年代发明了多种对旧管线进行非开挖检测和修复的技术，90年代初国内开发并应用了这些管道修复技术，目前国内应用较多的是石油系统，其次是城市燃气系统及自来水系统。1管道修复技术简介作为非开挖施工技术组成部分的管道修复技术，主要包括管道的现状检测、管道的现状评价(包括CCTV检测，管道壁厚和腐蚀状况，以及结构的完整状况)、管道的清理、修复方案的选择、管道修复设计、作业段的设计、作业段的开挖、修复作业工段、修复的质量评价及验收等。目前国内供水管道修复技术的方法主要有以下两种：1．1管道内衬高密度聚乙烯管(HDPE)的修复技术管道内衬高密度聚乙烯管(HDPE)的修复技术是将外径略大于待修复旧管道内径的HDPE衬管，通过机械变形后，使其截面产生变形(改变形状和尺寸)，随后将其送人旧管道内，最后依靠HDPE衬管自身记忆特性或借助压力和温度使HDPE衬管管径回弹膨胀，回复到原来的形状和尺寸，从而与旧管道形成紧密的配合，在旧的管道内壁形成牢固的管中管。这种管道修复技术的主要优点有：①施工速度快，过流面积损失很小，可使用大曲率半径的弯管；②可远距离修复，1次施工可达1公里左右。主要缺点有：①分支管处的连接需开挖进行；②旧管线的结构性破坏会导致施工困难。1．2管道内水泥砂浆衬里的修复技术管道内水泥砂浆衬里的修复技术是在线修复技术，是利用喷涂法或挤涂法依次在旧管道内涂覆改良性水泥砂浆，经自然养护，在被修复的管道内形成衬里复合管。这种管道修复技术的主要优点有：①价格相对便宜，材料随处可以买到；②抗腐蚀性强，使用寿命长、耐久，管道水泥砂浆衬里可使用30～50a。③施工简便，对管道内表面清理要求比较低。主要缺点有：①水泥需养护时间不少于24h；②表面粗糙，摩阻系数大。水泥砂浆在养护过程中具有从金属表面清除全部铁锈和锈痕的特殊功能，这些锈粒能被溶解和生成铁盐，而这些铁盐散入砂浆并最终沉淀下去，这一点对旧管线的修复来说特别重要。另外水泥砂浆的防腐机理比较独特，它不像管道内衬HDPE那样简单地将水与旧管壁隔开从而减少腐蚀，它是可渗透性衬里。当管道输送水时，砂浆衬里被水浸透，进而浸湿整个管道内壁。水在浸透砂浆衬里的同时，吸收其中的Ca(OH)2使管壁附近的pH>12。在这样高的 pH值条件下，其表面上的氧化铁充分起到了防止金属管壁产生锈蚀的作用。如果某些原因使水泥砂浆衬里产牛许多细小的裂缝，它还有自愈性，这些细小裂缝在管道开始输送水后，由于衬里的二次水化作用会自动愈合和复原。2管道修复技术的应用目前开发区内需要改造的供水管网大约有60km，根据开发区“十五”规划，供水管网改造需要投资4800万元。随着开发区投资环境的不断改善以及人们生活质量的提高，供水管网改造如再采用过去那种破路更换旧管道的方法，势必会破坏绿地，阻塞交通，破坏环境，不但会影响开发区的整体形象，也会给人们的出行带来不便和安全隐患，无形中也增加投资。基于以上原因，2003年在睦宁路供水臀道改造中，过路管采用了改良性水泥砂浆衬里的管道修复技术，主干管还是采用更换带水泥砂浆衬里的球墨管的开挖式施工方法。2．1工程施工①管道检测。对所确定的需要采用水泥砂浆涂衬的过路管，采用CCTV(内窥镜)进行检测，发现内壁腐蚀、结垢有o．5～2cm不等。②挖修复操作坑。在管道两端挖操作坑，并在两端人工截下长0．75—2m的短管，以便内壁清理及涂敷作业。③管道内壁清理。采用牵引刮清理法对管道内壁的锈垢进行刮清，最后再用哑铃形的柱塞在管道中牵引多次直至无结垢带出。④现场水泥砂浆衬里施工。施工方法采用挤涂法，衬里厚度确定在4—6mm。⑤衬里固化。采用自然养护法，管道两端密封，养护24h。⑥质量检测。采用360度内窥镜检测衬里情况，无漏衬现象。2．2管道修复技术的经济性分析通常管道改造的施工成本构成包括直接成本、问接成本和社会成本。直接成本包含规划、设计、监理费用；施工费用；交通路线的改线费用；地面的复原费。问接成本包含路面绿化损坏的补偿费；地下管线损坏的补偿；影响商业活动的补偿；对人员的伤亡补偿。社会成本包含对人们生活的干扰；对交通的干扰；对商业和工业活动的干扰；环境污染等。在开发区睦宁路供水管线的改造中，管道总长度为581m，其中需开挖主干管为440m，非开挖过路管为141m。采用全部更换新管与过路管采用修复技术，这两种改造方法的直接经济投资比较见表1。从表1中可得知，全部更换新管施工方法的每延米投资为718．75元，过路管采用修复技术施工方法的每延米投资为681．51元，二者相差37．24元，节省工程投资2．16万元。如以过路管采用修复技术每延米投资681．5l元计算，开发区改造起步区约60km的供水管道，采用管道修复技术预计总投资约为4100万元，比原先预计的总投资4800万元可降低700万元左右。通过非开挖管道修复技术不仅可以以较少的费用获得与更换新管相近的使用功能，而且在保持人们正常的生活秩序和完善城区环境方面也非常有益，可以取得较好的社会效益。'