南京市￠800自來水管道內襯修復舊管工程技術總結與分析

南京市￠800自來水管道內襯修復舊管工程技術總結與分析

南京市自來水總公司朱培源常紅晨單國平王中雷

摘要：本文通過對南京市自來水公司實施0800U型HDPE管道內襯修復工程實例的分析和總結，得出了在城市供水管網(wǎng)中應用該項技術的經(jīng)驗和相關問題的處理方法，對以后的工程實施提出了一定的指導見解。關鍵詞：自來水．管道、內襯、修復

1、工程背景

南京市環(huán)湖路位于南京市著名風景區(qū)玄武湖畔、西長干巷則是著名古跡長千里的舊址。，環(huán)湖路下的￠800自應力管，為我公司鎖金村增壓站的進水管，西長干巷下￠800鑄鐵管為南京市中華門地區(qū)主輸水管。上述管道埋設于上世紀80年代初，管道存在不同程度的漏水，隨時有漏水嚴重導致供水安全受到影響的情況發(fā)生，已不能很好發(fā)揮其應有的作用。而兩條道路均為景觀路面，如果采用全線開挖將會對市政、交通、園林、古建筑造成很大影響，無法進行開挖重新埋設。

經(jīng)過調研分析，我公司提出了采用非開挖技術修復管道是解決上述難題。其中采用HDPE內襯穿管修復技術在非開挖修復中具有成本低、周期短、修復技術后管道的各項技術指標良好的特點。

性能優(yōu)異的HDPE管能大幅度地提高在線舊管道的承壓能力、耐腐蝕性能和輸送能力，而

其成本僅為鋼管的40％左右。因此，內襯HDPE管來修復在線舊管道，具有明顯的社會效益和社會效益。尤其是在城市不可開挖地段對不能以老舊的管線進行重建的情

況下，效益更為顯著。

項目于201*年中旬實施，歷時40余天完工。通過采用u型HDPE管道內襯技術進行非開挖修復取得了良好的效果，管道承載壓力、機械強度、輸水能力均較舊管道有一定的提高。

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2、U型HDPE管道內襯修復技術主要特點

u型HDPE管內襯修復舊管技術就是利用外徑比舊管內徑略小或相等的HDPE管，通過變形設備將HDPE管軋成U型，并通過捆綁使其直徑暫時縮小，通過牽引機將HDPE穿入舊管道，然后用氣施壓脫離捆綁，恢復到原來的直徑，使HDPE管漲帖到舊管道的內壁上，形成HDPE管的防腐性能與原管道的機械性能合二為一的管中管復合結構。2．1施工成本低，約為全面開挖更換新管施工成本的60％～80％

2．2管道性能得到很大的提高，修復后管道形成管中管復合結構，新舊管道聯(lián)合承壓，修復后整體密封性能好，可避免金屬管道易發(fā)生的的接頭泄漏、裂縫泄漏、腐蝕泄漏等事故；HDPE材料化學性能穩(wěn)定，使用壽命長達50年，耐腐蝕、耐磨損、內壁光滑、不結垢、摩阻損失小。

2．3施工速度快，一次穿插距離長，最長可達1KM2．4開挖面積小，對周圍環(huán)境、居民生活影響小。2．5由襯管形成法蘭，密封性好。

2．6適用范圍廣，直徑100至DN1200，特別適用于大口徑管道，如本次施工的DN800管道。

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3、內襯修復HDPE管材特點

高密度聚乙烯(HighDensityPolyethylene，簡稱HDPE)塑料管具有極好的化學穩(wěn)定性、超低的摩擦阻力系數(shù)、優(yōu)異的耐磨性能和良好的抗沖擊性能以及適應溫度范圍較寬、承

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壓能力好、耐老化等突出的優(yōu)點，適宜應用自來水管道。

用于自來水管道內襯修復的HDPE選用目前最新雙峰分布、己烯共聚技術制造的等級為PEl00高密度聚乙烯(HDPE)管(密度為0．9400．9659／cm3)，其長期靜液壓強度(MRS)為lOMpa，允許最大設計應力為8mpa。管道衛(wèi)生標準應符合國家技術監(jiān)督局與衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的“生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準”(gb／t172191998)。經(jīng)計算，作為內襯的HDPE管，其中DN800管道內襯HDPE管壁厚為12mm，DNl000管道內襯HDPE

管壁厚為15mm。

4、施工流程

作業(yè)坑開挖斷管管道內部初步探查管道清洗PE管焊接機械壓u型高強度定型帶纏繞牽引U-HDPE型管至管內管端定型一U-HDPE管沖氣復原定型修復管線內窺檢查修復管線試壓，驗收管線連接作業(yè)坑恢復

5、HDPE內襯修復主要技術

5．1、HDPE管具有變形后能自動恢復原始物理形狀的特性。選用的內襯HDPE管的外徑比待修復主管道的內徑等于或略小一些。穿插時，讓連接好的HDPE管首先通過專門設計的滾輪變形設備。從縮徑機出來的HDPE管變成U型，直徑縮小20％左右，小于待修復主管道的內徑，。

5．2、為了保證U型HDPE保持U型，就必需采用強制的辦法以將其連續(xù)捆綁。采用專門纏繞帶，經(jīng)試驗，在lKG氣壓下了U型HDPE管在可以徹底繃斷纏繞帶，使U型管完全恢復成圓形。拉力撤消以后，HDPE管經(jīng)數(shù)小時恢復到原來的直徑，內襯管與外管緊緊結合在一起。

加強纏繞膠帶不僅使uHDPE管保護U型而且有力地保護了HDPE管不被劃傷。5．3、高溫壓制復合法蘭接口技術

管道的連接設計使用在管端高溫壓制聚乙烯與鋼法蘭緊密結合的復合法蘭的連接方法。首先，將多余的HDPE管按預定的長度切下，聚乙烯隔熱加固墊安裝在伸出的HDPE管上，再加一個限流金屬環(huán)。然后，用專門設計的復合法蘭高溫壓制裝置，將伸出的HDPE管加熱到壓縮成型所需的溫度，壓縮HDPE管形成聚乙烯與鋼法蘭緊密結合的復合法蘭，用以連接相鄰的兩段管道。

這種管道連接方法通過襯管與主管法蘭端面擬合，可在襯管與主管之間和兩管段之間形成有效的密封，具有很高的承壓能力。5．4、HDPE熱熔焊接技術

采用專用設備熱熔焊機，將要焊接的HDPE管兩端口對齊后加熱熔化形成熔融環(huán)，然后施加壓力使其連接在一起，焊接后的焊口強度等于或略大于管道本體強度，，從而保證管道整體的密封質量和強度要求。5。5、PIG物理清洗技術

．PIG是由特殊的聚氨酯材料制成的形如子彈的清洗材料，它具有收縮性強，通過性好，強度高，規(guī)格尺寸齊全，功能種類多等優(yōu)點。．

將PIG物理清洗技術經(jīng)改進，用牽引鋼絲拖拉PIG清洗球，在運行過程中，PIG本體在管內不斷于管壁內垢接觸、擠壓，并把積垢刮削下來，經(jīng)推動，清洗出管道。5．6、管道CcTV檢測技術

ccTV是管道內部電視監(jiān)視成像技術，利用帶有成像裝置的能在管道內部自動行走的爬行機器和外部控制和監(jiān)視系統(tǒng)，來檢測管道內部情況。

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6、主要設備。

6．1縮徑機用于暫時縮小HDPE管的直徑。設計的縮徑機由變頻調速電機驅動的滾壓輪構成，靠滾輪滾壓縮徑。HDPE管通過縮徑機后，直徑可縮小20％。

6．2牽引裝置設計的牽引裝置由絞車、導向滑輪、鋼絲繩和牽引頭等組成。絞車為柴油機驅動，能自動顯示和記錄牽引力、牽引速度和路程，最大可提供400千牛的牽引力。專門設計了風送穿繩技術穿引鋼絲繩。

6．3熱熔焊機采用熱熔焊技術連接HDPE管。對每一道焊縫進行探傷檢查，外部焊道應光滑無裂縫。熔融焊接的強度高于管體本身的強度。

6．4復合法蘭高溫壓制裝置該裝置由加熱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和固定系統(tǒng)組成�？蓪⒕垡蚁┮r管加熱到一定溫度后壓緊在主管法蘭端面上，構成緊密結合的復合法蘭，在相鄰兩管段之間實現(xiàn)有效連接。

7、施工工藝‘

．施工前，設計和工程技術人員應對舊管線資料進行充分了解，進行現(xiàn)場勘察，對管線的

歷史、目前的狀況及周圍環(huán)境等做詳細的調研掌握，準確管道位置，管道是否未知閥門、曲管等，如不能準確掌握，可用管線檢測儀探測或斷管后安排人員

進入管道查看，作好工程設計和施工計劃，然后按設計和計劃進行施工在閥門、大于15度彎頭等需斷管位置開挖工作坑。HDPE管道內襯修復的施工工藝方法如下：7．1．舊管線改造和處理

首先，按設計的長度開挖斷開舊管道。開挖斷開長度根據(jù)選用的HDPE管的直徑、壁厚、屈服強度和現(xiàn)場環(huán)境條件來確定。推薦的管段長度一般不超過1000m。若管段過長，HDPE管可能會承受較大的拉應力，以至于超過其屈服強度而受到損傷。其次，對管道進行清洗，徹底清除管道內的雜物、管壁上的結垢、銹層及其它附著物。推薦采用PIG物理清洗工藝，清洗速度快、質量好。清洗后安排人員或ccTV設備進入管道內部查看，檢驗清洗質量。

7．2．HDPE管焊接和檢查

在現(xiàn)場將單根HDPE管連接成一定長度的管段，連起來的HDPE襯管段比待修復的主管段至少要長6mo焊接完后，要切除HDPE管在熱熔焊接時所產(chǎn)生的焊瘤，使其表面光滑平整以保證穿插順利和緊密貼合。整體接好后，HDPE管進行探傷和試壓檢查，確保襯管的質量。7．3．縮徑穿插HDPE襯管

將牽引頭固定在HDPE襯管的首端，接好牽引纜繩。同步啟動縮徑機和牽引絞車，按照規(guī)定的速度均勻牽引HDPE襯管通過縮徑機縮徑后進入待修主管道的一端，從另一端拉出設計的長度。在穿插過程中，操作者要嚴格監(jiān)控HDPE襯管段的應力大小，防止超過其拉伸屈服極限。

7．4．壓制復合法蘭

穿插結束后，立即用復合法蘭高溫壓制成型裝置在管段兩端壓制復合法蘭。這一工序要在HDPE襯管尚未完全復原貼合之前完成。這樣，HDPE管完全復原后所產(chǎn)生的拉伸力可使聚乙烯法蘭盤與主管法蘭更加緊密地貼合在一起。當相鄰的兩段舊管道內襯完畢后，用螺栓將相鄰的一對法蘭連接在一起。

7．5．收尾工作試壓，回填，沖洗消毒后并網(wǎng)試運行，驗收合格后結束。

8、南京市供水管網(wǎng)應用HDPE內襯技術管道修復情況小結南京自來水公司在HDPE管道內襯修復方面通過探索，總結經(jīng)驗，克服了一系列困難。HDPE管道內襯修復技術是一項成熟的技術，充分的準備工作和項目管理是成功的保障。

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8．1、在正式施工之前，管線位置需準確確定。如果無法通過圖紙資料準確確定管道位置，可利用管線探測儀進行巡管，標明彎頭，T口等。也可利用人躺在滑板車上，牽引滑板車，在管道內部逐段檢查，了解管道內部詳細情況。

8．2、組織和協(xié)調工作。將項目分解，前期準備工作、停水手續(xù)、破路手續(xù)、臨時管安裝等分解到各個部門實施完成，本項目部門做好核心的管道內襯修復。

8．3、質量控制，做好監(jiān)理工作。HDPE管道內襯修復技術，參照標準有國家標準和企業(yè)標準。監(jiān)理工作安排了有長期管網(wǎng)建設監(jiān)理方面經(jīng)驗的總監(jiān)理工程師。

8．4、過河管處理。因U型管道內襯修復對于大于15度的轉角有所限制，環(huán)湖路管道有一處過河管，該過河管采用倒虹吸方式過河，有四處45度彎頭。經(jīng)研究采用翻轉法內襯技術修復，翻轉修復技術是把帶防滲膜的纖維軟管經(jīng)樹脂充分浸漬后，拖入原管道采用水壓使之緊貼在舊管道內壁上，熱固成形后形成光滑的內襯纖維鋼管，從而完成對舊管道的修復。

8．5、停水涉及用戶的處理。做好需施工管道周圍用戶隔離工作，對于停水涉及用戶應放置臨時管線予以供水。

8．6、在西長干巷的施工過程，在DN1000管道上有一前期留下的DN200T口閥門，現(xiàn)已不用，按管道內襯修復要求，需將此處作為斷點處理，但管道上方有高壓電纜管槽，無法作為斷點處理，因此決定用水泥填充閥門空隙，加鋼板覆蓋，這樣可不用斷開處理。8．7、工程進度控制。加強對工程進度的監(jiān)督，做好準備工作后，整個施工工期安排在40天左右。要在規(guī)定工期內完成施工，需做好各道工序的銜接工作。

9：結語

隨著現(xiàn)代化建設進程的不斷加快，城市建設口趨發(fā)展，我自來水公司大量給水管道需要被更換和修復。開槽更換管道越來越受到來自政治、經(jīng)濟和環(huán)境方面的壓力和限制。所以，現(xiàn)代科技的發(fā)展有了非開挖修復地下管道，該技術與傳統(tǒng)的“挖槽埋管法”相比，具有不破壞環(huán)境，刁i影響交通，施工安全性好、周期短、社會效益顯著等優(yōu)點。非開挖管道修復技術包括原管更換法、內襯法、噴涂法、灌漿法、機器人法等方法。

從目前國際國內采用的管道修復方法來看，內襯法修復地下管道已比較普遍，且多采用具有可變性塑料介質拖入原管，利用熱力或化學方法使材料硬化的方法修復原管。在南京市環(huán)湖路及西干長巷供水管道修復工程中，設計采用HDPE內襯加固原有的DN800管道，有效解決了原管加固修復的技術難題，該方法施工安全性好、周期短、綜合成本低，社會效益顯著。

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擴展閱讀：自來水管道施工技術管理論文

自來水管道施工技術管理探討

摘要：管道施工作為自來水管網(wǎng)工程的重點以及難點，其施工質量直接關系到市政管網(wǎng)質量，為此應嚴格控制管道施工質量。提高自來水管道施工的管理和技術水平，確保管道施工質量和安全則是重中之重。經(jīng)過多年自來水管道工程施工管理，對管道施工中存在的通病進行了整理并提出了相應的防治措施。關鍵詞：城鎮(zhèn)自來水；管道施工；通病與防治中圖分類號：tu74文獻標識碼：a文章編號：1施工質量方面存在的通病與防治1.1臨時水準點的測量放樣與復核

通病：由于配套管線利用道路水準點或道路中心線交裝的特點，施工人員的測量工作敷衍了事，同時為了提高工作效率，降低工作量，沒有進行必要的二次復核工作，利用道路的臨時水準點或道路中心線（雨污水管位）與各已成型的基層基準面，進行施工高程與軸線放樣，且未定期對臨時水準點進行復核，致使高程與軸線控制存在偏差。防治：建設建設單位必須委托具有一定工作信譽和工作經(jīng)驗的專業(yè)勘測單位提供準確的臨時水準點。明確必須根據(jù)臨時水準點與道路中心線進行測量放樣，并定期進行復核，并對每次復核的基本數(shù)據(jù)進行及時準確的記錄。為避免出現(xiàn)多重累計偏差，在管道標高與軸線的測量放樣過程中，不得以雨污水管位與各基層的相對距離、高差進行測量放樣。為確保管道安裝時管頂標高的準確性，安管期間管頂標高必須采用水準儀進行高程測量與允許偏差的控

制。

1.2管道軸線、標高控制

通病：因現(xiàn)狀地下管線管位或其他障礙物與設計管位相沖突，需增設水平或上下彎頭或在一定距離內利用管道允許借轉角度。由于施工設計水平的制約，該管道位置的具體可調整范圍沒有相應的界定，同時在設計圖紙中也沒有對其位置進行準確的標記，影響了施工建設工作的管道安置。

防治：對于施工建設過程中涉及到的高度、寬度等基本數(shù)據(jù)進行準確的計算，并在施工的實際過程中進行強化，特殊情況需要適當變更的數(shù)據(jù)需要上報設計部門和管理部門，審批合格后進行相關的公示，并對建筑施工中隱蔽性的數(shù)據(jù)進行準確的標記，以保證所有施工建設活動具有足夠的數(shù)據(jù)依靠，確保施工建設的質量。1.3預留口與割接點位置的施工

通病：預留口與割接點位置未按設計圖紙施工到位，導致后續(xù)的管道鋪設不得不進行局部的調整，這一調整將改變原有的施工計劃安排，甚至是需要對城鎮(zhèn)的綠地、人行道路等進行一定程度的破壞，不僅影響城鎮(zhèn)的整體市容也影響了群眾的日常出行；割接點位置雖按設計圖施工到位，但是實際施工的位置和管道的性能屬性與設計要求的數(shù)值不相符合，并沒有進行及時的匯報，可能存在重大的安全隱患，威脅群眾的生命財產(chǎn)安全。

防治：預留口位置必須以道路中心線為基準，按設計圖紙施工到位，且保證在新建道路外側1m以上。若因征地拆遷不到位等其它

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