城市地下管道修復(fù)技術(shù)與工程實例

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上22 城市地下管道修復(fù)技術(shù)與工程實例 221 管道修復(fù)技術(shù)發(fā)展 1管道修復(fù)技術(shù) 隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市地下管道運行維護越來越受到人們的關(guān)注。城市地下管道中給水排水、燃?xì)?、供熱等市政公用管道系統(tǒng)隨著使用年限增多，管道使用功能因城市發(fā)展不能滿足實際需要。同時，受土層電化學(xué)等腐蝕作用，結(jié)構(gòu)損壞或老化程度不斷加大。管道結(jié)構(gòu)和強度安全度不能滿足運行要求。開槽敷設(shè)新管道會影響地面交通、破壞環(huán)境及擾民，而且在地下管道縱橫交錯的城區(qū)內(nèi)大范圍采用明挖換管法進行管線的改造和管道更新已不現(xiàn)實，迫切需要采用新工藝修復(fù)或更換這些在役管道的施工技術(shù)。 城市工程施工時，由于地下管道的具體位置和狀

2、況等因素不是充分確定，常會被施工破壞。破壞的結(jié)果是引起管道運行中斷，給社會公眾造成經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。管道的修復(fù)和更換不僅費用巨大，同時還會帶來環(huán)境及社會問題。 為了保證城市地下管道系統(tǒng)的安全運行，作為非開挖施工技術(shù)的組成部分，管道修復(fù) 技術(shù)在20世紀(jì)70年代末國外發(fā)達國家得到研究開發(fā)，且不斷發(fā)展。我國近年來城市地下管道不開槽修復(fù)技術(shù)發(fā)展十分迅速。 2管道修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 (1)管道局部修補技術(shù)。當(dāng)管道的結(jié)構(gòu)完好，僅有局部性缺陷(裂隙或接頭損壞)時應(yīng)考慮局部修補技術(shù)，附加管道的結(jié)構(gòu)性能，消除管道缺陷和降低管道的滲漏量。目前我國局部修補技術(shù)發(fā)展較快，密封法、補丁法、鉸接管法、局部軟襯法、灌漿法、

3、機器人法等均在工程中應(yīng)用。 (2)全斷面修復(fù)技術(shù)。在燃?xì)?、供水、供熱等管道修?fù)工程中得到了推廣應(yīng)用，其中內(nèi)襯(插管)法適用管徑范圍大，一次性修復(fù)管道長；纏繞法適用管徑范圍大，一次性修復(fù)管道短，但適用于各種斷面形式；噴涂法主要用于管道的防腐處理，管徑較大，且一次性修復(fù)管道不超過150m。 (3)作為非開挖鋪管技術(shù)中的靜壓裂管法是管道原位全斷面修復(fù)技術(shù)中一項新工藝。其基本方式為：以待更新的舊管道為導(dǎo)向，在將其破碎的同時，將新管節(jié)拉人或頂人舊管道內(nèi)，實施管道更新。靜壓裂管法不但解決了傳統(tǒng)施工開挖的難題，同時還可以對原有管道實施擴大管徑(在一定范圍內(nèi))，提高所修復(fù)管道的輸送能力，具有顯著的經(jīng)濟效益和社

4、會效益。 (4)近些年來，聚乙烯(PE)管材已被廣泛用于工業(yè)管道、城市給排水管道、燃?xì)夤艿赖鹊叵鹿艿老到y(tǒng)。聚乙烯管材料具有抵抗化學(xué)侵蝕和使用壽命長的特性，而且其優(yōu)異的可焊性能夠?qū)崿F(xiàn)理想的連接。 (5)在任何管網(wǎng)系統(tǒng)中管節(jié)的接頭數(shù)目都應(yīng)盡量減少，以達到減少潛在的泄漏點的目的。適當(dāng)?shù)剡x擇管道更新的長度是靜壓裂管修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的前提，修復(fù)管道的接頭數(shù)目降到最低是靜壓裂管修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，能做到管道修復(fù)在技術(shù)經(jīng)濟的最佳組合是靜壓裂管修復(fù)施工組織設(shè)計的出發(fā)點。 222 靜壓裂管法工藝 1施工工藝簡介 以待更換的既有管道為導(dǎo)向，用專用裂管器將既有管道切開、擠碎達到擴徑效果，拖人(或頂人)一根同等直徑或比原

5、有管徑大一到二級的管節(jié)，將數(shù)節(jié)管現(xiàn)場連接形成新的管道以達到修復(fù)舊管道或擴徑增容(增加管道輸送能力)的工程目的。靜壓裂管施工工藝過程包括破碎舊管道，擠壓碎片進入土體形成新管孔，同時安裝連接形成全新的管道，施工設(shè)備系統(tǒng)主要由液壓動力源、液壓拉桿機、支撐架、相應(yīng)數(shù)量的拉桿以及裂管器組成。靜壓裂管施工示意圖如圖221所示。 2施工工藝流程 (1)在計劃施工管段兩端適當(dāng)部位設(shè)置一個設(shè)備工作井和一個進管工作井，將裂管設(shè)備放置于設(shè)備工作井內(nèi)，首先將快裝桿從舊管道推向進管工作井，在進管工作井將導(dǎo)向桿卸下，更換相應(yīng)規(guī)格尺寸的脹破裝置(主要是膨脹器與擴刀)，與按照要求長度焊接好的管道連接后，裂管機開始回拉，在破碎

6、舊管道的同時，拉人新的管道，以完成管道的替換施工。 靜壓裂管施工工藝基本流程如圖222所示。 (2)施工準(zhǔn)備工作包括收集資料、現(xiàn)場勘察、沿線物探和編制施工組織設(shè)計、施工方案等技術(shù)準(zhǔn)備，現(xiàn)場圍擋、導(dǎo)行交通等現(xiàn)場準(zhǔn)備和技術(shù)安全交底、培訓(xùn)等組織準(zhǔn)備工作。 3工藝優(yōu)、缺點分析 與傳統(tǒng)開挖和其他非開挖工藝比較，靜壓裂管修復(fù)工藝有如下優(yōu)、缺點： (1)主要優(yōu)點 施工操作簡單易行，速度快，造價低；管道適用范圍廣，所更換的管道包括鋼管、鑄鐵管、水泥管等地下管道；修復(fù)管道清洗要求低，只要不堵塞能滿足施工要求即可；在一定范圍內(nèi)能達到擴大管道直徑，增加管道輸送的能力的工程目標(biāo)；除工作井施工范圍外對周邊社會環(huán)境影響小

7、。 (2)主要缺點 將原有管道破碎擠入土體過程中的擠壓和振動，會對影響范圍內(nèi)的地下和地上建(構(gòu))筑物產(chǎn)生危害，存在一定的風(fēng)險；需要安裝護套保護新管道不受損壞；與其他非開挖修復(fù)工藝相比，一次更換的長度不宜超過100m，距離短；舊管道中的彎頭處理較為困難。 223 實例工程簡介 近幾年，XX燃?xì)饧瘓F公司先后在老山小區(qū)技改工程、安德路北街中壓線、華潤中壓線、靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程中采用靜壓裂管法進行舊管道修復(fù)施工；取得了工程實踐經(jīng)驗。靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程就是應(yīng)用裂管施工技術(shù)改造燃?xì)夤芫€成功的工程實例。1 工程概況工程起點為XX市東北三環(huán)內(nèi)環(huán)輔路既有DN200中壓A天然氣閘井，終點為

8、靜安里中低壓調(diào)壓站，沿途沒有用戶支線；且靜安里中低壓站有連通線，具備停氣置換條件。待修復(fù)管道為DN200無縫鋼管，采用原位裂管法等徑置換管道，新管材為SDRll的直徑200PE管，置換管段長為477m；采用德國TT公司生產(chǎn)的800G型裂管設(shè)備。共設(shè)置工作井8座，工期26天(不含切接)。 2施工現(xiàn)場調(diào)查 (1)工程地質(zhì)情況調(diào)查 施工前，委托專業(yè)單位對工程范圍的巖土工程地質(zhì)情況進行勘探，確定各巖土層厚度、取樣深度、含水量、顆粒度、承載力標(biāo)準(zhǔn)值等數(shù)據(jù)，給出穿越地形和地質(zhì)鉆探剖面圖。 · (2)管道情況調(diào)查 考慮到在破碎舊管道的同時適當(dāng)擴徑，擠壓和振動會引發(fā)相鄰管線的損壞，以及分支管的連接點

9、處需進行開挖施工等情況，在施工前對施工現(xiàn)場沿線進行勘察、物探。調(diào)查主要內(nèi)容：待修復(fù)管道的埋深、拐點、三通、閥門、凝水缸及其他管道附件的位置；附近埋地管道的位置、材質(zhì)、規(guī)格、輸送介質(zhì)；其他地上(下)主要構(gòu)筑物等。 3施工組織與設(shè)計 ， (1)考慮因素 每一段裂管施工需要開挖設(shè)備工作井和進管工作井，且分設(shè)在待修復(fù)管道的兩端。確定施工段的劃分需要考慮以下因素的影響： 1)對存在三通、閥門等附件的管線連接處必須暴露開挖。 2)管道走向發(fā)生變化處(一般大于10度)必須暴露開挖。 3)根據(jù)設(shè)備能力及現(xiàn)場施工條件，確定一次施工長度(一次性裂管的長度一般應(yīng)控制在100m之內(nèi))，然后進行分段開挖。 4)工作井的

10、位置不應(yīng)影響交通。 (2)工作井布置 靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工程共設(shè)置了9個工作井(包括6號、7號、8號等3個設(shè)備井；1號、3號、4號、5號等4個進管井；11號、2號等2個復(fù)合井，既用作進管井又用作設(shè)備井)。 (3)劃分8個施工段 1)第一段改造管線全長546m，1號工作井至1一l號工作井之間，l號工作井作為進管井，11號井作為設(shè)備井。 2)第二段改造管線全長197m，11號工作井至2號工作井之間，11號工作井作為進管井，2號井西南向作為設(shè)備井。 3)第三段改造管線全長97m，2號工作井至6號工作井之間，2號工作井東北向作為進管井，6號井西南向作為設(shè)備井。 4)第四段改造管線全長45m，3

11、號工作井至6號工作井之間，3號工作井東北向作為進管井，6號井作為設(shè)備井。5)第五段改造管線全長50m，3號工作井至7號工作井之間，3號工作井東北向作為進管井，7號井作為設(shè)備井。 6)第六段改造管線全長787m，4號工作井至7號工作井之間，4號工作井東北向作為進管井，7號井作為設(shè)備井。7)第七段改造管線全長102m，4號工作井至8號工作井之間，4號工作井東北向作為進管井，8號井作為設(shè)備井。8)第八段改造管線全長19gm，5號工作井至8號工作井之間，5號工作井東北向作為進管井，8號井作為設(shè)備井。(4)工作井?dāng)嗝娲_定工作井的長度，要能滿足安放牽引機架、裝拆拉桿和裝卸裂管器的要求。進管工作井的長度L可

12、以根據(jù)聚乙烯管的彎曲半徑R、敷設(shè)深度H、管徑DN進行計算。 LH*(4R-H)0.5DN 式中 L工作井長度(m)； H敷設(shè)(管中距地面)深度(m)； R聚乙烯管許用彎曲半徑(m)R25DN。 DN公稱管徑(m)，考慮到舊管必須伸出工作井壁和熔接套筒安裝操作等因素，井長應(yīng)適當(dāng)放長。根據(jù)實際情況，為了滿足施工需要，工程工作井的規(guī)格見表221。 4舊管道清洗 管道內(nèi)部污垢較多時，需先進行管道清洗；管內(nèi)沉積物較為疏松時(粒徑小于10mm)，可選用機械清理；管內(nèi)沉積物較多(粒徑大于10mm)并結(jié)垢特別堅硬時，可選用高壓水清洗；管內(nèi)沉積物為黏稠油狀物時，應(yīng)用化學(xué)清洗劑清理。 靜安里中壓線天然氣管網(wǎng)改造工

13、程因管道內(nèi)沉積物較少，只局部采用了高壓水進行清洗。5裂管設(shè)備安裝800G型裂管設(shè)備吊放在設(shè)備井內(nèi)，以舊管道中心和所在井壁面為基準(zhǔn)，安放平整，液壓動力站放置在設(shè)備井外。進行工作前，需檢查液壓油、柴油及機油油位；啟動液壓站后，預(yù)熱液壓系統(tǒng)530min。設(shè)備支撐的穩(wěn)固是順利拉管的前提。施工時裂管設(shè)備主要承受拉力，回拉PE管時機頭前需要設(shè)置穩(wěn)固支撐。在井壁土質(zhì)松軟的情況下，放置鋼質(zhì)抵籠，并將抵籠打人地錨；在槽壁土質(zhì)堅硬的情況下，可直接將機頭抵于井壁。 6設(shè)置切割刀具的角度 在施工過程中，割刀角度的設(shè)置應(yīng)考慮保護周圍的構(gòu)筑物、管道，不破壞管道與管道上的回填土之間的平衡力為原則。角度宜設(shè)定為“5點”或“7

14、點”位置。如圖22-3所示。 224 施工注意事項 1裂管設(shè)備操作要點 (1)裂管作業(yè) 1)當(dāng)導(dǎo)向桿已經(jīng)到達進管井口時，應(yīng)停止連接快裝桿。 2)拆卸導(dǎo)向桿，連接鉸接桿、穿人定位檔套和脹破刀，將鉸接桿與快裝桿連接好。將磁性擋塊放人鉸接桿兩端的凹窩內(nèi)。放人定位擋塊后用鋼絲圈固定，再用膠帶纏繞密封住，以防水和雜物進入。 3)滾刀在進入舊管道管口時，應(yīng)保證刀刃在“5點”或“7點”位置上。 (2)管道就位 1)在拉管的過程中，在起點，新管道被牽引進舊管的初期，由于受進管工作井的長度限制，會出現(xiàn)新管道上部外壁與舊管端口相互摩擦的情況，這會給PE管材造成很嚴(yán)重的劃傷，因此在牽引前，使用氧氣乙炔將進管井內(nèi)的舊

15、管端口煨成弧狀，并且在舊管內(nèi)壁與新管外壁之間填人膠皮等柔性材料，減少摩擦損害。 2)施工時，記錄推拉桿連接的數(shù)量，通過連接數(shù)量掌握推拉桿進入施工段的位置。 3)PE管在拉人拖動過程中，設(shè)備井操作人員應(yīng)隨時注意回拉壓力表顯示值，記錄最大壓力值的變化。兩端工作井人員隨時保持聯(lián)系，如遇異常情況應(yīng)暫停施工。 (3)準(zhǔn)備工作充分，施工安排合理有序，現(xiàn)場操作過程要嚴(yán)格填寫施工記錄。 2回拉管注意事項與解決措施 (1)在回拉管的過程中，拉管突然停止前進，通過升高液壓仍無法前進，可能是管道被重物壓住所引起的。解決措施：在被卡住的地點開挖，將重壓物移除，再繼續(xù)回拉管。 (2)回拉管的過程中，如在起點時裂管頭就被卡住，可能是舊管道的周圍土體密實度大所引起的。解決措施：可先將裂管頭取下，只用割刀將舊管道從頭到尾割裂，在工作井和進管工作井內(nèi)圍繞舊管的管頭各壘土壩，壩的上沿高過舊管道的管頂高度，向舊管道內(nèi)注水至舊管道管頂淹沒為止。蓄水后保持一天，由于水的浸潤軟化了舊管道周圍的土層，使得土體對舊管道的壓力大為減少，裂管所需的拉力會相應(yīng)降低。最后將舊管道內(nèi)的蓄水抽走，再繼續(xù)回拉管。 225 工程結(jié)果與建議 1工程結(jié)果 采用原位裂管法將DN200無縫鋼管的原管道成功置換為DN