1 引言
在給排水工程中,對于1990年以前被埋設(shè)的金屬管道,大部分管道并沒有做內(nèi)防腐的措施,所以管道內(nèi)部非常容易出現(xiàn)積 累污垢 、受到腐蝕 、管道穿孔等問題,這會嚴(yán) 重影 響到供水的水質(zhì) 。 目前 ,全國范 圍內(nèi)各個大中城市 ,如北京 、天津 、大連等,紛紛開始 對給排水工程的管道 進行維修、改造 乃至更換,各城市 的做法 可總結(jié)為以下幾種 :如果經(jīng)濟條件較好 ,有足夠資金 ,一般選擇廢除舊管道、鋪設(shè) 新管道 ,此做法需求很 大的資金投入 ;反之,沒有相應(yīng)經(jīng)濟條件的地 區(qū),則會選擇不 需開挖管道的 內(nèi)襯修復(fù)技 術(shù)。
除了在給排水工程 中有這個 問題,在管道行業(yè)的起源——石 油行業(yè)中,也對不 開挖管道 內(nèi)襯 修復(fù)技 術(shù)有更急迫的需求。因此,如何使維修地下管道簡單化 、經(jīng)濟化,已經(jīng)成為管道工程界的重要研究課題 。
2 技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
不開挖 舊管道修復(fù)指 的是 ,當(dāng)管道 所在的實際環(huán)境 中不 允許 其進行開挖換新 、修 理,或選擇開挖管道非 常不經(jīng)濟劃算 ,或管道經(jīng) 綜合分析屬于不 應(yīng)該廢棄 的情 況,或為提 高管道輸送 能力 、延長其使 用壽命 等情況下 ,對管道進行 的一種在線維修方式 。經(jīng)過幾十年 的研究開發(fā)與實踐,現(xiàn)
在形成的工藝技術(shù)有十多種,大概可以分為三類:①插入套管法(其中包括原形套管法和折疊式套管法);②涂層法;③軟管翻襯法。接下來對三種方法進行簡要介紹 。
(1)插入套管法 。此方 法的原理是將準(zhǔn)備好 的塑料原形管或 者折疊式套管通過焊接 、牽引就位等步驟固定在舊管線上 。
(2)內(nèi)涂層法。 目前 ,經(jīng)過多年 的實踐總 結(jié)改進與原材 料工業(yè) 的發(fā)展 ,目前 ,已經(jīng)形成 了幾種 工藝,比如:水泥砂漿襯里 、樹脂涂層等 ,但是,此方法的有些工序還有待改進,比如表面處理技術(shù) 、質(zhì)量檢測技術(shù)等 。
(3)軟管翻襯法 。從 1980年以來 ,美 國、英 國、日本等國家的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)興起 ,且發(fā)展速度較快 ,隨著其高分子化學(xué)工業(yè) 的快速發(fā) 展,軟管翻襯法應(yīng)運而生。此方法的工作原理是:在水壓或氣壓的助力下,將復(fù)合增強聚酯纖維和熱 固型樹脂 等材料 進行翻襯,使用熱水或 自然冷卻 方法進行固化 ,在此方法中 ,襯里厚度范圍是 4~20mm ,施工管徑是 2O~3000m m ,單次施工長度是 900m ,最大施工壓力是 1.72M Pa,內(nèi)襯層的最高使用溫度達 可達 95℃,繼續(xù)使 用壽命是 30 年 以上 ,目前 ,由于此方法使用范圍廣、施工要 求簡單 ,所 以是 當(dāng)前使用較 為廣泛的方法 。
我國技術(shù)人員在借鑒 國外工藝 的基礎(chǔ) 上,從我 國實際 國情 出發(fā) ,結(jié)合我國地 下管道中存在 的特殊 實際問題 ,比如:管壁厚度不均 、管道 內(nèi)焊瘤、管道沉 降導(dǎo)致接 口錯 位等諸 多問題 ,創(chuàng)造 出了不開挖翻襯 法管道 內(nèi)襯修復(fù)技術(shù),該技術(shù)可謂十分具有 中國特 色,其具有我 國獨立知識 產(chǎn)權(quán) ,而且處于國際先進水平。
這項技術(shù)的原理是 :在 不開挖 地面的原則下 ,利用現(xiàn)存 的地面 開 口,比如 :管道 三通 、閥門等,選擇 復(fù)合纖維增強軟 管作為載體 (此材料 是具有防滲透、耐蝕功能 的保護膜)浸漬 環(huán)氧聚合物 ,依靠水 、氣 體作 為動力,使軟管 緊緊貼于 舊管道 的 內(nèi)層 ,等待軟管 固化 后,就會在 舊管道 內(nèi)形成光滑的、與原管道成 為一個整體 的“管中管 ”,從而修 復(fù)被腐蝕 的管道、延長管道的壽命 。這種技術(shù) ,不僅能夠有效解決管道 的損壞 問題 ,提高管道各類性能 ,延長管道壽命 ,其 資金消耗少,也能夠?qū)Νh(huán)境保護起 到很大的積極作用 ,還不需要對地 面進行 大面積開挖 ,所 以也不會 影響交通、對人們 的日常生活造成不便 ,有很強的實用性。
3 不開挖翻襯法管道 內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要工序 、指標(biāo)與特點
3.1 主要工序
對不開挖翻襯法管道 內(nèi)襯修 復(fù)技術(shù) 的主要工序介紹如下 :
(1)清管:使用水性清洗液 ,采 用機 械工藝 ,清除 舊管道 內(nèi)的污 垢、銹跡 ,使 管道內(nèi)壁 的金屬可見度達到 60%以上;
(2)CCTV 檢查:利用 CCTV 管內(nèi)攝 錄器,對管道 內(nèi)的清潔質(zhì)量 、內(nèi)襯層 的質(zhì)量進 行詳 細檢查;
(3)固化 :對軟管進行加熱 或常溫 固化等操作 ,使其表面變 得光滑而且堅 硬,并且能夠緊密貼在舊管道 的內(nèi)壁 上,成 為“管中管 ”;
(4)軟管制作、基料配制 、合成 作業(yè):采用機 電一體化翻襯機 組 (具有知識產(chǎn)權(quán)),實現(xiàn)高分子材料的配比和軟管輸送這兩個步驟的自動化,確保 軟管的厚度非常均勻,保證其各項性能、指標(biāo)達 到技術(shù)設(shè)計要求 ;
(5)端 口處理 ,選用“套 袖式 ”連管 ,確保端 口可 靠,同時確保端 口不會 對內(nèi)襯材料造成傷害;
(6)試壓連 管:等到 內(nèi)管 完全固化后 ,根 據(jù)管道 施工相 關(guān)規(guī)范 ,分段進 對管道進行 試壓 ,等待業(yè)主驗 收合 格后 ,就可 以進行最后 的連管 工序和投 產(chǎn)。
3.2 不開挖翻襯 法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)
此技 術(shù)可修復(fù)的管道直徑 范圍為:50~1200mm ,可承 受壓力范 圍為:0. 6~10.5M Pa,粗 糙度低 于 5t~,m ,內(nèi)襯 的厚度范 圍為 :2-10mm ,工作最 高溫 度可達 95%,作業(yè)坑面積大概為 2m x1.5m ,與原管道相 比,其 輸送 壓力可提高 3-5%,輸量可提 高 1O%左 右,抗彎強度 大于等于 90M Pa,抗 拉強度大于等于 65M Pa,抗壓強度 大于等于 1IOM Pa,擊 穿電壓約為 3.5kV/m m , 抗沖擊 能力強,單次翻襯長度可達 lO00m ,使用壽命 可達 30~5O 年,介質(zhì) 包括 油氣 水或 者酸堿 性腐 蝕介 質(zhì) ,投 資 消耗 不 到新 建鋼質(zhì) 管 的60%,在 進行 內(nèi)襯材料選擇 時,可以根據(jù)管道輸送物質(zhì)類 型 ,選用滿 足食品級衛(wèi)生要求的無毒材料。
4 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點
與其他管道修復(fù)技術(shù)相比,不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點很明顯,列舉如下:①施工要求較少,即使在管道錯口處、彎頭處等復(fù)雜結(jié)構(gòu)處,也可以施工;②作業(yè)坑較小,造價較低,施工周期較短,對周邊影響較小 ,對環(huán)境的污染較少 ;③ 內(nèi)襯層很薄 ;④ 施工設(shè)備要 求簡單 ,周期較短;⑤施工時間較為自由,不會受到季節(jié)影響:⑥適用范圍廣,被修復(fù)管道類型 (材質(zhì)、形狀)適用類 型局限較少 ,對管道清理程度的要求不高 ;⑦其線膨脹系數(shù)與鋼質(zhì)管道的線膨脹系數(shù)非常接近;⑧能夠使管道的輸量 和輸送 壓力提 高。
根按美 國 NA CE 機構(gòu) 的相關(guān)質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求 ,在管道修復(fù)的施工過程中,對內(nèi)襯材料造成的劃痕深度應(yīng)當(dāng)小于10%,對于不開挖翻襯法管道 內(nèi)襯修 復(fù)技術(shù)來說 ,其 內(nèi)襯管 是沒有 固化前翻 襯進管道 內(nèi)的 ,襯 管與原管道之間并沒有相對滑移 的現(xiàn) 象,所 以根本不會存在 以上 問題 ;而且,此技術(shù)中,由于精心選用 了較 為特殊 的材料,所 以施工工 藝也 比較簡便,所以該技術(shù)能夠滿足 使用領(lǐng)域 內(nèi)的技 術(shù)要 求。
5 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)工程的技術(shù)創(chuàng)新點及造價
該技術(shù)具有 以下創(chuàng)新 點:① 內(nèi)襯 的軟管與外部 舊管道貼合得 非常緊密;②內(nèi)襯管道具有很強的適應(yīng)性,施工難度不高,但是其耐用度很高;③其施工與加工 已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化。該技術(shù)已經(jīng)申請了以下專利技術(shù):①翻襯法復(fù)合軟管成形裝置;②修復(fù)地下管道的復(fù)合軟管:③組裝式翻襯法管道修復(fù)裝置。
6 問題探討
給排水工程 中的不開挖翻 襯法管道 內(nèi)襯修 復(fù)工程的技 術(shù)的應(yīng) 用前景十分 良好,但其現(xiàn)在還存在一些問題 需要注 意,對 其探討如下 :
(1)目前,該技術(shù)在我 國已經(jīng)有 了一個較為 良好 的發(fā)展 ,而且 已經(jīng)在管道工程界和業(yè)主的積極認可 ,越來越 多的工程單位開始消 防,因此,此技術(shù)需要盡快規(guī)范化 ,才能得到更加有序的發(fā)展。
(2)該技術(shù)原理雖簡單,但是每個環(huán)節(jié)都需要深厚的專業(yè)知識積累。因此 ,其 技術(shù)應(yīng) 當(dāng)強化 專業(yè)分工 并分專業(yè)開發(fā) ,還應(yīng)該提 高機 電一 體化水平 ,減少人為失誤。
(3)應(yīng) 當(dāng)加 大該技術(shù) 的宣 傳力度 ,讓 用戶充 分了解該技 術(shù)的 國際先進性與 良好 經(jīng)濟型 ,擴 大該技術(shù) 的市場 ,并且通 過提高管 理水平 降低工程的成本,使該技術(shù)更具有普及性。
7 結(jié)束語
目前 ,不 開挖 翻襯法管 道內(nèi)襯修復(fù) 技術(shù)是世 界上工人 的最 為簡單化 、經(jīng)濟 化的方法 ,其在我 國已進 入了進一步 開拓階段 。該技術(shù)在 應(yīng)用中,適用管道類型多、作業(yè)難度低 、對 環(huán)境的污染較小 、負面影 響小,優(yōu)點諸多,因此發(fā)展前景非常 良好 ,為了給其積極發(fā)展創(chuàng)造 良好環(huán)境 ,國家相關(guān)部 門應(yīng)當(dāng)盡快制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ,各個建筑單位也應(yīng)該重視人 才篩選、技術(shù)開發(fā)與宣傳等,從而更好地使該技術(shù)發(fā)揮效用 。