管道封堵氣囊在管道檢修中的應用

曾 強

(遼寧潤中供水有限責任公司， 遼寧 遼陽 110179)

管道封堵氣囊在管道檢修中的應用

曾 強

(遼寧潤中供水有限責任公司， 遼寧 遼陽 110179)

本文針對大伙房水庫輸水工程管道維修、搶修等工作中遇到的實際問題，詳細闡述了管道封堵氣囊技術的作用、施工方法及難點，這一應用實例可為同類型的工作提供參考。

封堵氣囊；管道檢修；應用

大伙房水庫輸水二期工程，是由大伙房水庫經(jīng)2根DN2400埋地敷設的PCCP管道，向下游撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口和盤錦六城市供水的大型輸水工程，在正常情況下利用重力流向下游輸水。兩根管道同時運行，互為備用。在輸水管線上利用雙向穩(wěn)壓塔及閥門將整條輸水管線分成若干個相對獨立的水利單元。

1 應用管道封堵氣囊的前提及背景

為保證供水安全及檢修工作正常進行，在PCCP輸水管道上安裝了空氣閥、蝶閥、伸縮節(jié)、泄水球閥等大量的水利設備，在傳統(tǒng)的輸水管線的檢修和搶修作業(yè)中，如要對管線上的設備進行檢修和更換，需要將設備所處管道上、下游的截止閥門關閉，并使用排水設備將管道內部的水排空后，才能夠對設備進行檢修作業(yè)，待工作完成后還要對排空的管道進行充水，勢必造成停水時間延長，甚至排、充水等準備時間會是正常更換設備時間的8～10倍。這勢必影響下游受水城市的正常供水。在工程實踐中利用管道封堵氣囊可以在不將管道排空的情況下，對設備進行檢修和更換，避免了反復充水對管線造成的危害，大大縮短了檢修工作時間。

2 管道封堵氣囊技術特點

管道封堵氣囊堵水的工作原理，是利用高級芳香族聚酰胺纖維增強橡膠制成的氣囊，通過充氣方法使其膨脹，當堵水氣囊內的氣體壓力達到規(guī)定要求時，氣囊填滿整個管道斷面，利用管道封堵氣囊壁與管道產(chǎn)生的摩擦力堵住漏水，從而達到目標管段內無滲水的目的。氣囊封堵過程中，氣囊與管壁之間產(chǎn)生的摩擦阻力，有助于抵抗介質水系統(tǒng)的壓力對氣囊造成的沖擊，其囊內壓力越大，接觸面越粗糙，產(chǎn)生的摩擦力就越大，對氣囊的封堵就越有利。氣囊封堵的難點在于如何將氣囊在管道內有水的情況下送到指定位置，達到封堵的目的。

3 管道封堵氣囊在工程實踐中的應用

3.1 應用背景

在穿越河道處輸水管線的最低點設有泄水系統(tǒng)，是為保證輸水管線發(fā)生故障需要排空輸水管道內的水而設置的，從管道底部水平引出的DN800鋼管上安裝有偏心半球閥。在長期的輸水運行過程中，泄水球閥出現(xiàn)了封閉不嚴等情況，為了盡量減少水量損失，在保障輸水管線安全的情況下更換閥門，所以采用在線封堵技術。

3.2 設備及材料準備

a.管道堵水氣囊組成：包括氣囊、穿過氣囊軸線位置的導流管(下游側安裝有氣動閥門)、壓力表、特制氣壓膠管，打氣筒等。

b.導向支架：安裝在管道口，起防止氣囊被水沖出管道及引導導向鋼管的作用。

c.滑輪及導向繩：通過滑輪組及導向繩，在地面上控制氣囊的運動方向。

d.氣泵：為氣囊充氣使用。

e.水泵：排空排水井內積水。

3.3 帶壓封堵實施及流程

a.配件組合：開始工作前，應先將封堵氣囊充氣裝置的配件進行組合，進行工具漏氣檢查。用氣泵向氣囊充氣，氣壓不得超過0.15MPa，檢查氣囊是否漏氣；計算好氣囊的推進量(0.5+閥門軸線寬度+氣囊的軸線長度+0.5)，準備相應長度的導向管；計算當排水井水位到井口時氣囊在泄水管懸浮所需要的相應充水量和充氣壓力。

b.安裝導向裝置：將未充氣、只充入計算所得水量的氣囊，通過排水井內的泄水管道口送入管道，放在距離泄水球閥0.50m處，將導氣管一端連接在氣囊的進氣管上，另一端引到地面與氣泵相連；將導向管一端固定在氣囊上，一端引出到排水井內。在管口處將導向支架固定在墻壁上，使導線管通過支架中心的導向環(huán)，導向管和管道同心，在末節(jié)導向管上固定安裝一個水平滑輪2，在導向支架左右大約1m處的墻壁上各安裝一個水平定滑輪1和3，在井口位置墻壁上固定安裝一個豎直定滑輪4。在泄水管對面墻壁上安裝固定錨栓和水平定向滑輪5。將導向繩一端固定在定滑輪1上，接著穿過滑輪2、3、4通過井口引到地面上，并做好位置的記號。

c.封閉排水：關閉位于準備更換的泄水球閥上、下游側主管線上的蝶閥，使泄水球閥所處的管道為一封閉區(qū)間，將排水泵放入排水井內，緩慢開啟泄水球閥，泄掉管道內的壓力，根據(jù)排水井內的水位情況，適時調整泄水球閥的開度和開啟排水泵進行排水，以保證水不漫出井口為宜。詳見圖1。通過反復調整閥門，開啟水泵抽水，當水位在水泵不工作情況下，第一排水井頂板處于停止抽水作業(yè)狀態(tài)。

圖1 泄水系統(tǒng)

d.送氣囊到指定位置：在管道內外的水壓達到平衡的狀態(tài)下，將泄水球閥全部開啟，然后通過氣泵向管道封堵氣囊充氣，充氣至計算所需懸浮壓力時即停止。拉動導向繩，氣囊緩慢的向前移動并通過閥門到達閥門的上游側，按照事先計算的移動長度和繩子上的記號，在氣囊進氣端距離閥門法蘭大約0.50m處時停止拖動，此時，氣囊已經(jīng)進入到指定位置。詳見圖2。接通氣泵，使氣囊受壓膨脹，密切關注壓力表的示數(shù)，了解氣囊內充壓情況。使氣囊側壁與管道內壁緊密壓合，到規(guī)定壓力后停止充氣。

圖2 送入、拖出氣囊示意圖e.排除積水：開啟排水泵將排水井內的積水排除，如通過氣囊仍然有水流出說明氣囊封堵效果不佳，應繼續(xù)向氣囊內打氣，提高封堵壓力；反之沒有水流出說明氣囊達到了封堵效果。

f.更換泄水球閥：施工人員進入泄水閥井內，更換泄水球閥。

g.取出氣囊：更換完泄水球閥后，將閥門開到全開位置，施工人員入排水井內，進入下游側管道，將氣壓膠管安裝在氣囊泄氣閥上，導向管安裝在氣囊上。導向繩通過固定錨栓、滑輪2、滑輪5、滑輪4后引出到井口。

施工人員撤出地面后，打開導流管上閥門，上游側水通過導流管進入到下游側管道及排水井內，待達到內、外壓力平衡時，通過氣壓膠管將氣囊內氣體緩慢放出，氣囊內氣壓達到懸浮壓力時停止放氣。拉動導向繩將縮小的氣囊從閥門的上游側緩慢拖動到下游側安全位置后關閉泄水球閥。啟動排水泵排除排水井內水，施工人員進入排水井拆除導向支架及導向管，取出氣囊，整個氣囊封堵工程完成。

4 結 語

在輸水管線泄水球閥進行檢修更換過程中采用的管道氣囊封堵技術，從實際應用的效果分析達到了預期效果，豐富了現(xiàn)場經(jīng)驗，提高了工作效率，縮短了檢修工作的持續(xù)時間。同時，大大減少了管道內水量的流失，避免了反復充水對輸水管道的沖擊和影響，為保障輸水安全起到了重要的作用。

Application of pipeline plugging airbag in pipeline maintenance

ZENG Qiang

(LiaoningRunzhongWaterSupplyCo.,Ltd.,Liaoyang110179,China)

In the paper,functions,construction methods and difficulties of pipeline plugging airbag technology are described in detail aiming at actual problems encountered in water conveyance project pipeline repair,emergency repair and similar work in Dahuofang Reservoir.

sealing airbag;pipeline repair;application

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.09.024

TV67

B

1005-4774(2015)09-0076-02