非開挖穿插內(nèi)襯PE管技術(shù)在百年電力供水管道修復(fù)中的應(yīng)用

耿延舉

摘要：以百年電力DN500一期供水管道修復(fù)工程為例，介紹了利用PE管穿插內(nèi)襯技術(shù)對供水管道的修復(fù)。該管道的成功修復(fù)，為埋于地下的電廠供水管道以及其他供水、供氣等管道修復(fù)提供了一條新途徑，拓展了非開挖管道修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，并積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：供水管道非開挖修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0029-01

1工程概況

山東百年電力股份有限公司一期供水管道是公司該公司二條供水管道之一，擔(dān)負(fù)著百年電力的發(fā)電和生活用水。該管線從中村河邊沿原206國道南側(cè)地下鋪設(shè)，途經(jīng)龍港開發(fā)區(qū)城區(qū)，通往百年電力生產(chǎn)廠區(qū)。由于該管道運(yùn)行時(shí)間較長，管道內(nèi)腐蝕特別嚴(yán)重，近年來爆管事件頻發(fā)。特別是近期在梁家煤礦附近出現(xiàn)多次泄漏，且出現(xiàn)泄漏點(diǎn)處地主開出無理要求等。根據(jù)當(dāng)前供水管道腐蝕情況來看，主要是內(nèi)腐蝕。管內(nèi)壁均會出現(xiàn)不同程度的銹蝕，在DN500的管中銹蝕瘤厚達(dá)60mm，使實(shí)際的過水?dāng)嗝娲蟠鬁p少，同時(shí)摩阻增大，極大地削弱了輸水能力?，F(xiàn)管道內(nèi)壁腐蝕為點(diǎn)狀，個(gè)別地方管內(nèi)壁較薄，大部分管壁由δ6下降為δ4.5～5mm。為避免此類事件的發(fā)生和提高水源地供水管道的安全性，經(jīng)研究決定采用不開挖管道修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，以恢復(fù)該管道的使用效能。

2修復(fù)方案的選擇

傳統(tǒng)的管道修復(fù)技術(shù)通常對舊的供水管道進(jìn)行開挖維修或報(bào)廢后取出原有舊管道，重新鋪設(shè)新的管道。這種傳統(tǒng)的開挖方法不但工期長、費(fèi)用高（尤其市政賠償費(fèi)用較高），而且隨著城鎮(zhèn)市區(qū)的發(fā)展，部分管線或在其上方占壓樓房等建筑物，或在其上方或周邊鋪設(shè)污水管、電纜等，該方法越來越不經(jīng)濟(jì)，甚至因無法開挖而不能進(jìn)行。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，地下供水管網(wǎng)非開挖PE管道穿插修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用已十分成熟。該技術(shù)將一條新的管徑略小于或等于舊管道的PE管，通過專用設(shè)備將橫截面變?yōu)椤癠”形拉入管道，然后利用水壓或氣壓的作用將變形的管道復(fù)原并與原有管道內(nèi)壁緊貼在一起。該方法操作簡單易行，修復(fù)后的管道運(yùn)行可靠性高。因此，通過對比傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)與PE管道穿插修復(fù)技術(shù)，選用了非開挖管道實(shí)施PE管道穿插修復(fù)的方案，對公司一期供水管道進(jìn)行修復(fù)。

3非開挖穿插PE管道修復(fù)技術(shù)

3.1 技術(shù)原理

“U”型內(nèi)襯PE管修復(fù)舊管道技術(shù)是利用外徑比舊管道內(nèi)徑略小的PE管，通過變形設(shè)備將PE管壓成“U”型并暫時(shí)捆綁以使直徑減小，通過牽引機(jī)將PE管穿入舊管道，然后用水或氣（汽）壓與通軟體球?qū)⑵浯蜷_并恢復(fù)到原來的直徑，使PE管漲貼到舊管道的內(nèi)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(jī)械性能合二為一的一種“管中管”復(fù)合結(jié)構(gòu)。

3.2 技術(shù)特點(diǎn)

3.2.1 內(nèi)襯用PE管優(yōu)異性能

（1）連接可靠。

PE管系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強(qiáng)度高于管道本體強(qiáng)度，PE管與其它管道之間采用法蘭連接，方便快捷。

（2）適用溫度廣。

高密度聚乙烯的脆化溫度約為-70℃，管道可在-60～60℃溫度范圍安全使用，不會發(fā)生脆裂。

（3）抗應(yīng)力開裂性好。

PE具有低的缺口敏感性、高的剪切強(qiáng)度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能非常突出。

（4）耐化學(xué)腐蝕性好。

PE管道可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會對管道造成任何降解作用，不會發(fā)生腐爛、生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。此外，它也不會促進(jìn)藻類、細(xì)菌或真菌生長。

（5）耐老化、使用壽命長。

在額定的溫度、壓力狀況下，PE管可安全使用50年以上。

（6）可撓性好。

PE管道的柔性使得它容易彎曲，特別是對于老管線修復(fù)，可以吸收管線地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的微小變形。

（7）水流阻力小。

PE管具有光滑的內(nèi)表面和粘附特性，具有比傳統(tǒng)管材更高的輸送能力，降低了管路的壓力損失和輸水能耗。PE管在加工過程中不添加重金屬鹽穩(wěn)定劑，無毒性，具有良好的衛(wèi)生性能。

3.2.2 “U”型穿插內(nèi)襯PE管技術(shù)特點(diǎn)

（1）對舊管道清洗質(zhì)量要求低，開挖工作量小，施工周期短。

（2）變形量大，達(dá)到30%～40%，穿插阻力小，管體損傷小。

（3）一次穿插距離長，并且可穿過不大于15°的彎頭。對于直管段，只需要在兩端各開挖一個(gè)操作坑，即可實(shí)現(xiàn)穿插PE管道修復(fù)，最長可一次穿插1000m，因而施工速度快。

（4）PE管是生產(chǎn)廠家預(yù)制，除焊接工藝外，人為因素影響較小。

（5）適用范圍廣，適用于Φ75～Φ1200mm的各種材質(zhì)舊管道的修復(fù)。

4內(nèi)襯PE管的規(guī)格設(shè)計(jì)

4.1 PE管材材質(zhì)選擇

該工程采用強(qiáng)度更大、耐受長期應(yīng)力開裂能力更高的PE100級管材進(jìn)行內(nèi)襯修復(fù)施工。

4.2 內(nèi)襯用PE管的主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括PE管外徑、壁厚

PE管外徑根據(jù)實(shí)際測量的原管道內(nèi)徑確定。依據(jù)對PE管材料性能的研究和以往施工經(jīng)驗(yàn)，所選PE管外徑比原管道實(shí)際內(nèi)徑略小。這樣有利于穿插后恢復(fù)圓形，并且在長期使用過程中，由于管內(nèi)存在介質(zhì)壓力，內(nèi)襯管最終會緊貼于原管內(nèi)壁。

根據(jù)工程力學(xué)和材料力學(xué)中相關(guān)理論，PE管裸管承壓能力高于一般飲用水供水管道工作壓力（0.2～0.5MPa），可防止原管道由于局部破損而引起的爆管泄漏的發(fā)生。原供水管道管材質(zhì)為碳鋼，內(nèi)襯修復(fù)后即使原管道存在腐蝕穿孔內(nèi)襯管也可承受很高的工作壓力。

5非開挖管道內(nèi)襯PE管修復(fù)技術(shù)的施工過程

在原管道直管段兩端（或彎頭處）開挖工作坑—將原管道斷開一小段—對原管道直管段穿插鋼絲繩后進(jìn)行內(nèi)壁清洗—將焊接合格的PE管進(jìn)行“U”型處理后，用卷揚(yáng)機(jī)將PE管穿插入原管道直管段中—對原管道直管段內(nèi)PE管兩端進(jìn)行翻邊處理—做腐蝕處理的管道彎頭或直管連接。

6管道內(nèi)襯修復(fù)運(yùn)行后開T

采用內(nèi)襯PE管修復(fù)后的管道，已經(jīng)具有內(nèi)襯層，在后期運(yùn)行后如需開支管線時(shí)，需要注意的是：必須在采用內(nèi)襯PE管修復(fù)后的管道上斷下一節(jié)管段，兩端面按內(nèi)襯PE管穿插法之端口處理的要求加工，最后連接一個(gè)三通管件。

7結(jié)語

此頂技術(shù)的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)施工工藝的觀念，使過去許多無法進(jìn)行改造的舊管網(wǎng)工程得以順利實(shí)施，隨著電廠供水管道以及其他供水、供氣等管道的運(yùn)行年限增加，其應(yīng)用前景廣闊。