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城鎮(zhèn)給水管道檢測評估和修復技術(shù)指南圖44匯總了消減風險的流程圖,幫助水務公司選擇并實施恰當?shù)娘L險管理措施:圖4SEQ圖\*ARABIC\s14風險管理全流程(風險確定、評估、選擇、實施以及監(jiān)控)風險管理過程中還需要考慮的一個重要因素是水務公司需要投入的費用。風險分析(包括狀態(tài)評估和后果評估)以及項目實施的程度與達到的效果與降低風險程度要成比例關(guān)系。因此,整個風險管理過程是為了方便水務公司通過不同的手段和方法,不斷修正與完善管理系統(tǒng),采取適合、適當?shù)娘L險管理理論及實踐方法。
給水管道日常及在線式檢測評估工作基于水聽器的漏水在線監(jiān)測供水管道上常用噪聲記錄儀作為在線聽漏的方式,通過將傳感器貼在裸露出地表的管壁或部件上,接收管壁傳播的聲音判斷是否有漏水,而沿管壁傳播的聲音易衰減,通常,能夠覆蓋的范圍在30-250m,口徑越大檢測距離越短,管道剛度越低,檢測距離越受限。水聽器是一種通過采集沿管道介質(zhì)傳播的漏水聲音信號,與將傳感器直接安裝在管道外壁不同,水聽器被固定安裝到管道內(nèi)部,與水接觸,直接采集水中的聲音,可最大程度避免背景噪聲的影響,檢測范圍更廣,對高、低頻漏水信號具有更高的靈敏度?;谒沧儔毫Ρ鼙O(jiān)測及定位負壓波檢漏技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一種新的檢測定位技術(shù)。當管道上某處發(fā)生泄漏時,在泄漏處將產(chǎn)生瞬態(tài)壓力突降,形成一個負壓波,該負壓波以一定的速度向管道上、下游傳播,利用管道首末端壓力傳感器檢測到泄漏點處傳來的壓力波突變拐點就可進行泄漏檢測,根據(jù)負壓波向上游和下游傳遞的速度和到達兩端壓力變送器的時間差,在負壓波波速已知的情況下,可以計算出泄漏點的位置。負壓波法是一種在線檢測方法,需要持續(xù)不間斷的測量和檢測壓力信號,這種方法在檢測突然發(fā)生的較大規(guī)模泄漏時十分有效;但對于持續(xù)性、小規(guī)模的泄漏,因負壓波形不明顯且易受環(huán)境噪聲的影響而不易被識別和檢測。準確地捕捉到泄漏引發(fā)的壓力突降特征點,是提高檢漏靈敏性、可靠度及定位精度的關(guān)鍵,往往需要管道壓力采集頻率和負壓波識別兩個方向提升,以保證爆管監(jiān)測效果。
給水管道修復技術(shù)概述修復技術(shù)分類概述管道的非開挖修復技術(shù)按修復范圍的大小可分為整體修復和局部修復兩大類。整體修復通常指對某一段管進行整體的加固和修復,采用整體修復可以達到防腐、防滲、增加結(jié)構(gòu)強度甚至整舊如新的目的。局部修復也稱點狀修復,通常指只對管道接口等損壞點進行防滲堵漏修理的一種做法。點狀修理針對性強,可以降低維修費用,但其無法提高管道的整體結(jié)構(gòu)強度。按照對結(jié)構(gòu)的修復程度,可分為結(jié)構(gòu)性修復、半結(jié)構(gòu)性修復和非結(jié)構(gòu)性修復。MOSER(2008)提出管道非開挖修復方法包括:原位固化(CIPP),滑移內(nèi)村(Sliplining),原位修復(In-placereplacement),內(nèi)村修復(Close-fitpipe),點狀修復(Pointsourcerepair)等。局部修復技術(shù)局部修補是在基本完好的管道上糾正缺陷和降低管道的滲漏量等。當管道的結(jié)構(gòu)完好,僅有局部缺陷時,考慮使用局部修補,局部修補主要用于管道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性破壞以及裂紋等的修復。此處主要介紹注漿法、補丁法、灌膠修補套管法及機器人法等局部修復技術(shù)。1、注漿法采用注漿的方法在管道外側(cè)形成隔水帷幕,或在裂縫或接口部位直接注漿來阻止管道滲漏的做法稱為注漿法。前者稱為土體注漿,后者稱為裂縫注漿。注漿材料主要可分為無機漿和化學漿。前者價格較低,后者價格較貴但效果較好,而且用量較少。注漿法由于其施工工期長,質(zhì)量穩(wěn)定性相對較差,需要定期回訪和復查。該方法一般不單獨使用,可作為一種輔助方法和其他修理技術(shù)如補丁法配合使用。2、灌膠修補套管法灌膠修補套管具有一個不銹鋼芯結(jié)構(gòu),其外周浸滿了環(huán)氧樹脂或聚氨酷樹脂,在一定的溫度和壓力條件下樹脂發(fā)生固化或發(fā)泡反應,同時伴隨一定的體積膨脹并與舊管道內(nèi)壁形成膠結(jié),固化過程中膠液體積的膨脹填滿了不銹鋼與舊管間的孔隙,同時膠液會滲入管道承插口縫隙和鄰近土壤,并最終形成管外介質(zhì)舊管道不銹鋼芯筒的膠結(jié)復合結(jié)構(gòu)。該方法比較適用于由于不均勻沉降引起的管口接頭松脫、漏水的情況。圖6-1PVC套環(huán)局部修復3、機器人修復技術(shù)機器人修復技術(shù)是一種使用遙控的修復裝置(機器人)來進行各種工作的方法,例如:切割管道的凸出物(包括樹根)、打開管道的支管口、向裂隙注漿等。遙控的修復裝置一般為輪式結(jié)構(gòu),并配有各種施工工具,有時還包括照明和閉路電視攝像系統(tǒng)等。機器人修復是非開挖管線修復技術(shù)中最新的方法之一,機器人修復系統(tǒng)在瑞士得到巨大發(fā)展,主要應用于重力流管道系統(tǒng)。機器人包括磨削機器人和充填機器人。磨削機器人用來清除管道內(nèi)侵入物,也能研磨裂縫,為修復材料填充提供良好表面。填充機器人能向磨削過的裂縫里填環(huán)氧砂漿,并能抹平填充材料表面,形成光滑內(nèi)壁。機器人修復技術(shù)適用管徑范圍是200~750mm,較小型號機器人的典型應用管徑范圍是200~400mm,而較大型號機器人應用于直徑大于的管道。機器人在管道內(nèi)的定位采用各種輪軸機構(gòu)。4、補丁法(污水管使用)補丁法是指使用鋼套環(huán)、PVC套環(huán)、軟襯管或粘貼FRP材料等來修復管道的小孔或裂隙。多用于污水管道的局部修復。采用在接口部位安裝止水套環(huán)來阻止?jié)B漏的做法稱為套環(huán)法。套環(huán)和母管之間的止水材料有兩種,一種是橡膠圈,另一種是密封膠。英國的管道修復承包商推出了一種適用于管道接頭及管道周邊裂紋的非開挖管道修復系統(tǒng)一,可用于重力流管道和壓力管道的修復。該系統(tǒng)含小斷面的橡膠密封,該密封在可膨脹的不銹鋼環(huán)的壓力作用下緊貼在被修復管道的內(nèi)表面。煤氣管道用橡膠做密封材料,飲用水管用橡膠作密封材料。與其類似的還有加拿大一公司的不銹鋼套環(huán)、套環(huán)技術(shù)、日本的甘技術(shù)以及多脹止水環(huán)等。整體修復技術(shù)管道非開挖修復技術(shù)的發(fā)展始于上世紀年代,目前已發(fā)展成為特有的專業(yè),管道修復技術(shù)的種類多達幾十種。針對非開挖整體修復技術(shù),主要有穿插法、折疊變形法、縮徑法、纏繞法、原位固化法、噴涂法、及FRP內(nèi)襯、爆碎管襯裝修復技術(shù)等。1、穿插法穿插內(nèi)襯法又稱傳統(tǒng)內(nèi)襯法,是指在舊管道中拖入新管,然后在新舊管中間注漿穩(wěn)固的方法。這種方法在國內(nèi)外使用都較早,且是目前仍在應用的一種既方便又經(jīng)濟的管道修復方法。穿插法所用管材通常是PE管,但有時也用PVC管、陶土管、混凝土管或玻璃鋼管等。穿插法的優(yōu)點是:(1)施工工藝簡單,易學易做,對工人的技能要求不高;(2)施工速度快,一次性修復距離長,分段施工時對交通和周邊環(huán)境的影響輕微。穿插HDPE管速度可達15~20m/min,一次穿插距離甚至可達1~2km;(3)成本低,壽命長。使用內(nèi)插管道的方法,與原位更換法相比,通??晒?jié)約成本50%;(4)可適應大曲率半徑的彎管。穿插法的缺點是:(1)過流斷面損失較大,穿插人新管后,流量有明顯損失;(2)新舊管間的環(huán)形間隙要求注漿,但由于環(huán)狀間隙較小,注漿較困難;(3)使用連續(xù)長管法修復舊管道時,需要在地面占一條狹長的導向槽;(4)分支管的連接點需要單獨處理,要么開挖進行,要么進人打通連接支管。穿插法適用于排水管道、供水管道、燃氣管道、化學管道及工業(yè)管道等,新插管的外徑不宜大于舊管內(nèi)徑的90%。2、折疊變形法該法使用可變形的PE或PVC作為管道材料,施工前將其加熱并折疊成U形、C形甚至工字形,這樣就極大地減少了新管的斷面面積。插人時從一個檢查井下人,從另一個檢查井用卷揚機等設(shè)備拉出,就位后利用加熱或加壓使其恢復原來的管道形狀,從而與舊管道構(gòu)成緊密配合的復合管道。折疊內(nèi)襯法的特點是:(1)施工時占用場地小,可利用現(xiàn)有人井施工;(2)新襯管與舊管可形成緊密配合,管道的過流斷面損失小,無需對環(huán)狀空間注漿;(3)管線連續(xù)無接縫;(4)對舊管道清洗要求低,只要達到內(nèi)壁光滑無毛刺即可,施工質(zhì)量容易得到保證,施工周期相應較短;(5)折疊后斷面收縮率高,斷面面積可減小40%,穿插順暢;(6)使用壽命長;(7)經(jīng)濟性好,修復成本約為新建管線成本的30~50%。該方法的缺點是施工時可能引起結(jié)構(gòu)性破壞破裂或走向偏離,不適用于非圓形管道或變形管道。折疊管被牽引進人舊管道后,應通人蒸汽使其恢復原來的管道形狀。折疊管恢復圓形后,穩(wěn)壓時間不應小于24。復原的溫度和壓力應嚴格遵守折疊管制造商所給定的工藝條件。必要時可將復原后的折疊管切下不少于150mm的管段進行抗拉強度和彎曲強度的測試。按折疊方式可分為工廠預制成型和現(xiàn)場成型兩種。目前國內(nèi)較多的采用現(xiàn)場成型的方法,原因是現(xiàn)場成型設(shè)備已趨成熟,施工工藝簡單,相對施工成本也低?,F(xiàn)場成型折疊管應采用PE100級別、SDR26的聚乙烯管,其直徑應不大400mm。該方法適用于壓力管道、重力管道及石油、天然氣、煤氣、化工管道等。修復管道直徑范圍:1000~1200mm;單次修復長度修復直徑為400mm的管道時最大施工長度達800m,這取決于滾筒容量、回拖機構(gòu)的回拖力及材料的強度。3、縮徑法縮徑法是指通過機械作用使塑料管道的斷面產(chǎn)生變形,如縮小直徑或改變形狀,然后將新管送人舊管內(nèi),最后通過加熱、加壓或靠自然作用使其恢復到原來的形狀和尺寸,從而與舊管形成緊密配合的方法。該方法是由英國煤氣公司于20世紀80年代開發(fā)的,可用于結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性的修復。圖6-2冷軋縮徑法原理圖6-3拉拔縮徑法原理縮徑法使用的新管管材應能變形,且能承受高溫拉拔或冷拉時的應力,施工前后材料的機械性能變化不大;材料應具有記憶特性,施工中經(jīng)變形處理后的管材在到位后能順利恢復到原來的形狀和大小。目前國內(nèi)外使用的都是中密度或高密度聚乙烯的聚合鏈結(jié)構(gòu)管材。其實,HDPE并不是理想的形狀記憶材料,它在回拖到位后卸載時即開始恢復,但形變回復率較低,達不到100%。試驗表明,48h內(nèi)形變回復率僅為81%左右??s徑法的主要優(yōu)點是:(1)新舊管之間配合緊密,不需注漿,施工速度快;(2)管道修復后的過流斷面的損失很??;(3)可適應大曲率半徑的彎管;(4)可長距離修復;(5)可用于舊管道結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性損壞的修復??s徑法的缺點有:(1)主管與支管間的連接需開挖進行;(2)舊管的結(jié)構(gòu)性破壞會導致施工困難;(3)不適用于非圓形管道或變形管道。另外,這種施工方法的設(shè)備昂貴,縮徑尺寸有限,施工成本較高,在壓力管線修復中有一定優(yōu)勢,對于多處腐蝕破壞的低壓管道,可用薄壁式折疊法代替。根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)水平,縮徑法適用的管徑范圍是75~1200mm,單次修復管線長度可達達1000m。適用修復的管道類型為重力管道和壓力管道。適用管材包括HDPE、MDPE、PE等。根據(jù)內(nèi)襯管變形時的能量來源,可將縮徑法分為兩類:冷軋法和模具拉拔法。工作中兩種方法的縮徑幅度都控制在10%~20%左右。冷軋法使用一組滾軋機靠徑向約束擠壓變形。如下圖所示。拉拔法使用一個縮徑模具,牽拉新管強行通過,使塑料管的長分子鏈重新組合,靠軸向拉伸變形使管徑減小。小直徑的管道可在常溫下拉拔,大直徑的管道通常在加溫的條件下拉拔。模具拉拔法是一個連續(xù)的施工過程,一旦開始施工便不能中途停止,因為絞車停止牽拉時變形管就會開始恢復形狀,暫停后難以再置人舊管道內(nèi)。但該工藝修復的管道的承壓性好,壽命長,被英國燃氣行業(yè)通過嚴格的試驗后認可。4、原位固化法原位固化法(CIPP)又稱軟襯法,是在現(xiàn)有的舊管道內(nèi)壁上襯一層熱固性樹脂,通過循環(huán)熱水、熱蒸汽或紫外線等方式使其固化,形成與舊管緊密配合薄襯管。該技術(shù)是由英國于1971年研制成功,當時主要用于修復英國的排水管道。在發(fā)展初期,原位固化法僅是一種管線施工的普通工法,用于在不擾動土層的情況下更新老化或失效的地下管線。隨著該技術(shù)不斷的發(fā)展,逐漸成為國外維護城市地下管線設(shè)施的首選方案。原位固化法可以修復不同大小、不同形狀以及不同過渡區(qū)的地下管線。其施工工藝一般采用翻轉(zhuǎn)式,也有少數(shù)采用牽引式。原位固化法的優(yōu)點:(1)開挖量極小,施工速度快;(2)管道的過流斷面損失很小,且沒有接頭、表面光滑,流動性好;(3)幾乎適用于任何斷面形狀的管道,沒有接頭;(4)修復費用低,占重建費用的60~70%;(5)使用壽命長,可達30~60年。原位固化法的缺點:(1)需要特殊的施工設(shè)備,對工人的技術(shù)要求較高;(2)需要詳細的CCTV(管道閉路電視檢測系統(tǒng))檢查以及仔細的清理和干燥;(3)內(nèi)襯管的翻轉(zhuǎn)可能引起凹陷的形成;(4)若內(nèi)襯管的部分不能與舊管道完全貼合,可能形成氣泡。根據(jù)國內(nèi)的使用經(jīng)驗,原位固化法的適用范圍是:管徑50~2700mm;一次施工長度可達400~120m;適用于重力管道和壓力管道,且對舊管道的材質(zhì)無要求。但對于舊管道存在結(jié)構(gòu)性損壞、管道變形嚴重或有缺失、地下管道在公路下敷設(shè)較淺及活荷載長期作用的情況、位于省際高速路下的管道不適合原位固化法修復技術(shù)。翻轉(zhuǎn)式原位固化法技術(shù)關(guān)鍵點:(1)軟襯材料的選擇和環(huán)氧樹脂的配比;(2)翻轉(zhuǎn)過程中的壓力控制;(3)加熱固化的時間和溫度控制。這幾點是緊密相關(guān)的,這些因素直接影響到成品管的強度和工程造價。5、噴涂法噴涂法是指通過在管道內(nèi)部噴涂一層膜而對舊管道內(nèi)部進行修復的方法。由于噴涂層較薄,通常只用于防腐處理。根據(jù)噴涂材料的不同??煞譃樗嗌皾{噴涂和有機化學噴涂。用化學類漿液噴涂修復的方法是非結(jié)構(gòu)性的,而噴涂水泥砂漿的修復方法,依據(jù)噴層厚度的不同,可以認為是半結(jié)構(gòu)性的。噴涂材料主要有水泥砂漿、環(huán)氧樹脂及聚酯樹脂,可應用在自來水及排水管道的修復。環(huán)氧樹脂噴涂適用于管徑75~600mm,水泥砂漿噴涂適用于管徑100~4500mm,聚酯樹脂噴涂適用于管徑75~1600mm。在小口徑管道上應用較多的有日本東京煤氣公司開發(fā)的SHOT技術(shù),主要用于修復管道支線,其優(yōu)點是可以通過彎頭、三通管件。噴涂法的優(yōu)點:(1)不存在支管的連接問題;(2)施工速度快;(3)過流斷面的損失??;(4)可適應管徑、斷面形狀、彎曲度的變化;(5)經(jīng)濟性好。與內(nèi)襯、爆管法、軟襯法等相比,水泥砂漿噴涂是其中最為經(jīng)濟的一種修復方式。噴涂法的缺點:噴涂法要求原管道有一定的結(jié)構(gòu)完整性。6、碎管法爆管法工藝采用氣壓、液壓或是靜拉力來破碎現(xiàn)存的舊管道,并將舊管道碎屑擠入周圍的土層中,同時拉入新管道。該方法適用于原有管道為易脆管材如灰口鑄鐵管,且管道老化嚴重的情況。新管道可以是HDPE管、PVC管、PP管和GRP管等,新管管徑可以比原有管道管徑大。當被換舊管的分支較少或是舊管道在結(jié)構(gòu)上已經(jīng)損壞或是需要提高其承載力時,采用爆管法工藝將獲得較高的性價比。爆管法具體施工方法是:將碎管設(shè)備放人舊管中,由卷揚機拉動沿舊管前進,沿途由碎管設(shè)備將舊管破碎,在碎管設(shè)備后連接擴管頭,擴管頭的管徑比原有舊管大,負責將破碎的舊管壓人到周圍的土壤中,緊跟著是內(nèi)襯管線,一般為HDPE管材,管徑小于擴管頭,在卷揚機的拉動下拖人原有管道的管位。爆管設(shè)備有多種,大致可分為三類:氣動破碎設(shè)備、液壓碎管設(shè)備和刀具切割碎管設(shè)備。其中以美國生產(chǎn)的刀具切割碎管設(shè)備較為常用,其結(jié)構(gòu)由半徑大于原有管道切割圓周向的切割刀具構(gòu)成,在切割刀具后面緊接襯裝新管。在爆管法施工中,由于舊管道的碎屑是被擠人到新管道周圍土層中,所以該工藝只適用于可壓密的土層。爆管法完全避免了諸如穿插法減小管道過水斷面的缺點,其施工工期較短,適用于管徑為40~500mm的管道,一次安裝的長度可達幾百米,在支管、檢查井等處需要局部開挖。該方法存在以下技術(shù)局限:(1)碎管設(shè)備的震動可能會影響周邊其他的市政管道或結(jié)構(gòu)設(shè)施;(2)需要在支管連接處開挖水力擴管碎管設(shè)備;(3)會使舊管不定向破碎,碎片會對襯管的長期性能造成影響;(4)遇到一些無法預見的情況如舊管周圍包有混凝土,無記錄的管道接頭以及不利的土壤環(huán)境時,開挖在所難免;(5)襯管無法通過舊管段上的彎頭。圖6-4爆(碎)管法示意7、FRP內(nèi)襯法FRP內(nèi)襯法是一種對輸水管道非開挖,用手工粘貼FRP材料加固管道兼內(nèi)襯的方法。能夠有效提升管道的運輸能力及承壓能力。本方法被水利部科技推廣中心認定為2020年度重點推廣的水利先進實用技術(shù)(證書編號:TZJS19037)。工藝原理概述:由特制復合纖維布和專用樹脂在管道外現(xiàn)場浸漬,送入待修復加固的管道中,按設(shè)計要求粘貼在管道內(nèi)壁,在自然條件固化下形成高強度內(nèi)襯板狀復合材料。固化后的特制復合纖維板具有較高的抗拉強度,其應力-應變關(guān)系為線性,根據(jù)計算需要,可以粘貼一層至多層,以提供抵抗拉力,或形成約束力;能在潮濕環(huán)境,甚至水中固化的專用樹脂具有較強的滲透粘結(jié)能力,可以與原管壁形成一個新的復合結(jié)構(gòu)整體,共同承受管道內(nèi)的水壓力、管道外的土壓力及可能的管道變形,從而增加了管道的承載能力,同時也作為內(nèi)襯防腐防滲。FRP內(nèi)襯法的主要特點包括:(1)特制復合纖維布施工時柔韌,可隨意裁剪、彎曲粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面,固化后變?yōu)橛舶鍫畈?;用于管道的三通、彎頭、變徑處,無任何難度。(2)專用樹脂可在潮濕環(huán)境中固化,與原管道內(nèi)表面具有很強的滲透結(jié)合能力,使內(nèi)襯FRP材料與原管道成為一體,共同工作,變形協(xié)調(diào),尤其在真空負壓環(huán)境下不會脫落。(3)單層特制FRP復合材料厚度只有1.3mm,修復后的管道過流面積輕微減少,對管道輸送流量幾乎沒有影響。(4)全管內(nèi)壁粘結(jié)FRP固化后耐腐蝕性強,表面光滑系數(shù)達0.009,無毒無害,不會生銹,不宜結(jié)垢。(5)FRP內(nèi)襯法幾乎不需要開挖工作坑,利用現(xiàn)有的閥門井、檢查井、檢修井就可以實現(xiàn),施工占地面積小。(6)在供水管道正常環(huán)境下,工作壽命50年以上。
給水管道修復工程計算修復設(shè)計原則和目標1、修復更新工程設(shè)計前應詳細調(diào)查原有管道的基本概況、管道沿線的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況。(1)原管道基本情況調(diào)查管道口徑、材質(zhì)、壁厚、連接方式、走向、埋深、沿線高程,彎頭(折點、拐點)、三通(支管)、閥門、變徑、排污閥、排氣閥、消防栓等各種管件、檢查井等節(jié)點的種類、規(guī)格型號、數(shù)量、位置;應復測原管道內(nèi)徑、外徑、截面尺寸、周長、橢圓度、管道長度等參數(shù),復核彎頭、三通、閥門等各種管件、節(jié)點位置;管道輸送介質(zhì)種類、介質(zhì)溫度、輸送流量、設(shè)計壓力、運行壓力、允許停產(chǎn)時間,管道現(xiàn)存主要問題、管道修復的目的和要求、以往出現(xiàn)的問題和維修情況、管壁腐蝕、結(jié)垢及缺陷情況;盡可能多的搜集管道建設(shè)圖紙資料、運行維修資料、探測檢查評估資料等相關(guān)資料。(2)管道周圍環(huán)境情況調(diào)查主要包括管道沿線地形、地貌、氣候、道路交通狀況、路面種類等沿線周圍地上環(huán)境情況和管道周圍土壤種類和性質(zhì)、地下水位等地下水文地質(zhì)情況。2.修復更新工程的設(shè)計應符合下列原則:(1)原有管道地基不滿足要求時,應進行處理;(2)修復后管道的結(jié)構(gòu)應滿足受力和變形要求;(3)修復后管道應滿足過流能力要求;(4)修復后管道應滿足水質(zhì)衛(wèi)生要求。3.修復更新工程的施工工藝選擇應根據(jù)原有管道的基本概況、管道檢測與評估結(jié)果、修復后管道的運行要求及周邊的環(huán)境條件等因素,通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。給水管道非開挖內(nèi)襯修復設(shè)計需考慮的因素可參考表6-1。表6-1給水管道內(nèi)襯修復設(shè)計需考慮的因素內(nèi)襯種類設(shè)計考慮的因素可使用內(nèi)襯修復方法非結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯內(nèi)襯修復要求;原有管道內(nèi)表面情況以及表面預處理要求水泥砂漿噴涂法;環(huán)氧樹脂噴涂法半結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯內(nèi)襯修復要求;原有管道剩余結(jié)構(gòu)強度;內(nèi)襯管道需承受的外部地下水壓力,真空壓力原位固化法;折疊內(nèi)襯法;縮徑內(nèi)襯法;不銹鋼內(nèi)襯法FRP內(nèi)襯法結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯內(nèi)襯修復要求;內(nèi)部水壓、外部地下水壓、土壤靜載荷及車輛等活載荷原位固化法;縮徑內(nèi)襯法;穿插法;碎(裂)管法FRP內(nèi)襯法管道修復水力計算壓力管道內(nèi)部平均流速V和水頭損失H應按海森-威廉公式進行計算:(6-2-1)式中:V——平均流速(m/s);Ch——海森-威廉系數(shù),取值按表10-3;S——管道坡度;Rh——水力半徑(m)。管道流量Q應按下列公式計算:(6-2-2)式中:Q——壓力管道流量(m3/s);A——過流面積(m2)。水頭損失應按下列公式計算:(6-2-3)式中:di——管道內(nèi)徑(m);H——水頭損失(m);l——管道長度(m)。表6-2海森-威廉系數(shù)管道種類Ch(海森-威廉系數(shù))鋼管、鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯120~130涂料內(nèi)襯130~140舊鋼管、舊鑄鐵管(未做內(nèi)襯)根據(jù)管道破損情況不同,酌情取30~100混凝土管預應力砼管(PCP)110~130預應力鋼筒砼管(PCCP)120~140化學管材(聚乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃鋼夾砂管等),內(nèi)襯涂塑管140~150CIPP管道、FRP內(nèi)襯管道140內(nèi)襯管計算(1)當管道進行半結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯修復時,內(nèi)襯管道應能承受管道外部地下水壓力和真空壓力以及原有管道破損部位內(nèi)部水壓的作用;內(nèi)襯管的壁厚設(shè)計應按式(6-2-1)、式(6-2-6)和式(6-2-7)進行計算,最終設(shè)計值t取此三式計算得到的最大值。(2)進行管道結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯修復時,內(nèi)襯管應能同時承受內(nèi)部水壓和總的外部壓力(包括外部地下水靜液壓力、土壤靜載荷、活載荷及真空壓力)的作用。內(nèi)襯管的壁厚設(shè)計應按式(6-2-1)、式(6-2-6)、式(6-2-7)及式(6-2-10)進行計算,同時按式(6-2-14)進行檢驗,最終設(shè)計值t取此五式計算得到的最大值。(3)當管道位于地下水位以上時,PE內(nèi)襯管道標準尺寸比(SDR)不得大于42。(4)內(nèi)襯管道承受外部地下水壓力和真空壓力的壁厚應按下列公式計算:(6-2-1)(6-2-2)(6-2-3)或(6-2-4)式中:t——內(nèi)襯管壁厚(mm);Do——內(nèi)襯管外徑(mm);K——原管道對內(nèi)襯管的支撐系數(shù),取值宜為7.0;EL——內(nèi)襯管的長期彈性模量(MPa),PE管宜取短期彈性模量的50%;C——橢圓度折減因子;Pw——管頂位置地下水壓力(MPa);Pv——真空壓力(MPa),取值宜為0.05MPa;N——安全系數(shù),取值宜為2.0;μ——泊松比,PE內(nèi)襯管取0.45;Hw——管頂處地下水位深度(m);q——原管道的橢圓度(%);DE——原管道的平均內(nèi)徑(mm);Dmin——原管道的最小內(nèi)徑(mm);Dmax——原管道的最大內(nèi)徑(mm)。(5)原有管道存在大面積腐蝕或破損孔洞時,應進行校核。當缺口或孔洞尺寸較小且滿足式(6-2-5)時,應按式(6-2-6)對內(nèi)襯管壁厚設(shè)計值進行校核;當缺口或孔洞尺寸較大且超出式(6-2-5)的范圍時,應按式(6-2-7)對內(nèi)襯管壁厚設(shè)計值進行校核。(6-2-5)(6-2-6)(6-2-7)Dn=DO-t(6-2-8)式中:dh——原管道中缺口或孔洞的最大直徑(mm);σL——內(nèi)襯管道的長期彎曲強度(MPa),宜取短期彎曲強度的50%;Pd——管道設(shè)計壓力(MPa),應按管道工作壓力的1.5倍計算;Dn——內(nèi)襯管計算內(nèi)徑(mm);ΥQ——設(shè)計內(nèi)水壓力的分項系數(shù),ΥQ=1.4;σTL——內(nèi)襯管的長期抗拉強度(MPa):對于PE100材料,取σTL=10.0MPa;對于PE80材料,取σTL=8.0MPa;ft——抗力折減系數(shù),PE材料,可按表6-3取值。表6-3PE材料的抗力折減系數(shù)溫度,℃203040折減系數(shù)ft1.00.870.74注:本表所指的PE材料的抗力折減系數(shù)是按50年壽命要求的規(guī)定取值。(6)管道內(nèi)襯層獨立承受內(nèi)部水壓的內(nèi)襯層壁厚設(shè)計公式為式(6-2-9)。(6-2-9)式中,N0為安全系數(shù),取值宜為1.25。(7)內(nèi)襯管獨立承受外部總的外部壓力(地下水靜液壓力、土壤靜載荷、活載荷及真空壓力)的內(nèi)襯層壁厚設(shè)計公式為式(6-2-10),同時還應滿足式(6-2-14)的要求。(6-2-10)(6-2-11)(6-2-12)(6-2-13)(6-2-14)式中:qt——管道總的外部壓力(MPa);Rw——水浮力因子(最小取0.67);Hs ——管頂覆土厚度(m);γ——土體重度(kN/m3);Ws——活荷載(MPa),地面車輛荷載應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50332的有關(guān)規(guī)定;B′ ——彈性支撐系數(shù);ES′——管側(cè)土綜合變形模量(MPa),應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50332的有關(guān)規(guī)定;E——內(nèi)襯管初始彈性模量(MPa)。工作坑設(shè)計工作坑分作進管工作坑、出管工作坑和中間工作坑。1、工作坑位置設(shè)置原則(1)工作坑的坑位應避開地上建筑物、架空線、粗大綠化樹木、地下管線、線纜或其他構(gòu)筑物;(2)工作坑不宜設(shè)置在道路交匯口、醫(yī)院出入口、消防出入口、隧道出入口及軌道交通出入口等人流車輛密集處,應避開醫(yī)院、學校等環(huán)境敏感區(qū)域;(3)工作坑宜設(shè)置在管道變徑、轉(zhuǎn)角、消防栓、閥門井或分支處;(4)長直管道兩個相鄰工作坑間距控制在施工能力范圍內(nèi)。(5)工作坑坑位應滿足材料堆放、預制加工、焊接、變形、設(shè)備就位等場地和車輛設(shè)備進出場道路需要。2、工作坑的尺寸設(shè)計原則應根據(jù)舊管道的埋深、管徑的大小、內(nèi)襯管牽引通道、工作坑類型和內(nèi)襯管材所允許的最小彎曲曲率半徑等進行設(shè)計,工作坑的大小應滿足施工空間的要求,同時工作坑設(shè)計應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268的有關(guān)規(guī)定。3、工作坑尺寸設(shè)計(1)開挖深度:管底標高+0.5m;(2)工作坑寬度:管道外徑+1.5m;(3)工作坑長度1)進管工作坑長度①穿插法、折疊內(nèi)襯法、縮徑內(nèi)襯法、碎裂管法的連續(xù)管道牽引作業(yè)時,應預留足夠大的場地放置連續(xù)管道,連續(xù)管道牽引進管工作坑的布置如圖6-2-2;內(nèi)襯管連續(xù)管道穿插進管工作坑的最小長度應按式(6-2-18)計算,其長度應足夠長以便內(nèi)襯管進入管道時彎曲程度盡可能小,其最小長度應按下式計算:(6-2-18)式中:L——工作坑長度(m);H——管道敷設(shè)深度(m);R——管材許用彎曲半徑(m),PE內(nèi)襯管,R≥25DO;鋼質(zhì)內(nèi)襯管,R≥1000DO;DO——內(nèi)襯管外徑(m)。圖6-5連續(xù)管道進管工作坑的布置示意圖1—內(nèi)襯管;2—地面滾輪架;3—防磨墊;4—喇叭形到導入口;5—原有管道進管工作坑進管一側(cè)坑壁開挖坡道時,坡道坡度不大于20度,坡道寬度應大于內(nèi)襯管外徑0.5m~1.0m,坡道坡底和兩側(cè)坡壁應平整;進管一側(cè)坑壁前應有用于內(nèi)襯管堆放、焊接、拉入的施工場地。②其他修復方法進管工作坑長度根據(jù)施工設(shè)備工作長度和單根管長度確定作業(yè)要求長度而確定;2)出管工作坑長度出管工作坑是放置牽引設(shè)備,將PE內(nèi)襯管拉出管道的出口坑,坑長度宜為3.0m~6.0m坑,坑前有擺放和固定牽引設(shè)備的場地。3)中間工作坑用于原管道預處理或連續(xù)穿插管段間的處理點,坑長宜3.0~6.0m。(4)工作坑開挖尺寸可根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境情況和作業(yè)要求適當調(diào)整。
常用給水管道修復技術(shù)簡介管外注漿加固因管道泄漏沖刷等原因造成管道外部周圍土壤流失形成的空洞應采用注漿方式填充管外周空洞。注漿目的是為了填充管外周空洞,防止管道沉降、地面塌陷,提高管道基礎(chǔ)承載力和止漏。注漿方法有管內(nèi)向外注漿和地面向下注漿。管內(nèi)向外注漿是通過管道裂縫、管道接口部位或使用鉆孔設(shè)備在管道本體上鉆孔處從管道內(nèi)向管道泄漏部位或管外空洞等需注漿部位注漿,注漿點沿管道裂縫、接口圓周或在管壁上沿一定方向和間距分布,人員可以進入的大口徑管道通常采用該方法注漿;從地面鉆孔注漿是使用鉆孔設(shè)備在空洞上方地面鉆孔至空洞,使用注漿向管外空洞注入漿液。所注漿液一定時間后固化成為固體充滿空洞。常用注漿漿液有水泥漿、水泥砂漿、化學漿等。(a)接口注漿止漏(b)裂縫注漿止漏圖7.1-1注漿止漏示意圖(a)管內(nèi)向外注漿(b)地面向下注漿圖7.1-2注漿示意圖原管道預處理要求及質(zhì)量檢查驗收:(1)管道預處理時不得損傷原管道管壁結(jié)構(gòu)和管壁表面。(2)穿插內(nèi)襯法對原管道預處理要求:1)主控項目:無影響內(nèi)襯管襯入的沉積、結(jié)垢、障礙物及及尖銳凸起物。2)一般項目:管道線性和順,接口平順,特殊部位過渡平緩。(3)原管道預處理后,應進行CCTV檢測、人工可進入的管道也可采取管內(nèi)人工檢測。(4)原管道預處理作業(yè)應做好詳細的施工記錄。(5)原管道預處理經(jīng)驗收合格后,方可進行下一步施工。
管道清洗技術(shù)工藝特點管道清洗,是維持和提高管網(wǎng)水質(zhì)的最有效手段之一。幾乎所有的管網(wǎng)設(shè)施在其定期維護日程表中,都會安排某種形式的清洗。管道清洗的作用主要有:去除沉積物,甚至是粘結(jié)的或生成的水垢;恢復管道水力性能;恢復配水的質(zhì)量標準;清理管網(wǎng)以優(yōu)化生產(chǎn)線。圖7.2-1管道清洗前后圖工藝原理1、水/空氣/水沖洗法利用管道原有分支或采用消火栓將氣體注入運行中的管道,在管道內(nèi)產(chǎn)生氣水混流,從而顯著提高流速達到清除管道內(nèi)部非粘著性沉積物的作用建議用于以下情況:非粘著性沉積物;內(nèi)部有涂層的金屬管道或PVC管道或PE管道。2、柔軟刮削器清洗在不傷害管道的情況下刮削管道內(nèi)表面,一般可清理易粉刷的結(jié)垢氧化物。圖7.2-2柔軟刮削器清洗工具與現(xiàn)場作業(yè)圖3、機械刮削器清洗機械刮削器能夠處理管道內(nèi)所有的結(jié)垢,建議用于以下情況:硬型及極硬型結(jié)垢氧化物;無涂層的金屬管道。圖7.2-3機械刮削器及清洗原理圖施工工藝流程及操作要求水-氣-水沖洗法(1)該技術(shù)包括以下步驟:依次注入空氣,同時保持持續(xù)的水流(使用現(xiàn)有管道分支或消火栓、也可以在需要的位置增設(shè)管道分支用于空氣注入);乳狀液形成后,把在管道中水流速度緩慢位置處聚積的沉積物取出;在相關(guān)管道的末端,收集含有顆粒物質(zhì)的乳狀液;清理管道,并進行消毒劑的預防性注入。(2)操作注意事項:根據(jù)管道的長度和口徑,對空氣注入的序列進行編程;空氣在注入前,經(jīng)過了冷卻;空氣在注入前,經(jīng)過了除油化;在養(yǎng)護作業(yè)前、后,進行渾濁度和殘留氯的測量;用氣旋系統(tǒng)手機沉淀物。柔軟刮削器清洗法(1)該技術(shù)包括以下步驟:在管網(wǎng)的兩點之間,放入一串軟質(zhì)的清管球,清管球的直徑和硬度從前到后依次遞增;清管球由受調(diào)節(jié)的水流推動前行;殘留物的過濾;清理管道,并進行消毒劑的預防性注入。(2)操作注意事項:開始清潔前,關(guān)閉被清洗管線沿途分支。機械刮削管器清洗法(1)該技術(shù)包括以下步驟:采用CCTV管道內(nèi)窺鏡或穿線器將鋼纜穿過被清洗管道;將校準后的清管器與鋼纜牢固連接后置入管道;采用牽引設(shè)備將刮削器穿過管道的同時對管道內(nèi)壁進行刮削(該工作需反復多次進行);回收清洗產(chǎn)生的污水和污物。(2)操作注意事項:機械清洗可采用敲除、刮除和磨除等工藝類型,根據(jù)不同的管道材質(zhì)、不同的結(jié)垢情況,可合理選擇單一或多種清洗工藝;當使用敲除管壁銹垢工藝時,機械設(shè)備不得損壞原有管道;清洗產(chǎn)生的污水和污物應收集處理,不得隨意排放。施工質(zhì)量驗收與標準管道清洗工法檢查項目檢查方法水-氣-水清洗管道末端產(chǎn)生乳狀沉積物管道水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生生活飲用水標準》(GB5749-2006)目測檢查水質(zhì)檢測儀檢測柔性刮削器清洗管內(nèi)無明顯沉積物、結(jié)垢和障礙物管道內(nèi)窺鏡影像記錄機械刮削器清洗管道內(nèi)無沉積、結(jié)垢和障礙物,管內(nèi)表面質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定第1部分:未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級》GB/T8923.1的有關(guān)規(guī)定,管內(nèi)保持干燥管道內(nèi)窺鏡影像記錄取樣檢測
穿插法穿插內(nèi)襯法(SlipLining),又稱滑入內(nèi)襯法、“大套小”、“管中管”法,是管道非開挖內(nèi)襯修復技術(shù)之一;是采用牽拉或頂推的方式將新管直接置入原管道,并對新的內(nèi)襯管和原管道之間的間隙進行處理的管道修復方法。按照內(nèi)襯管穿插入原管道之前是否連續(xù),穿插內(nèi)襯法分為連續(xù)穿插法和不連續(xù)穿插法兩種工藝;按照內(nèi)襯管置入方式,穿插內(nèi)襯法分為牽拉穿插法、頂推穿插法和牽拉與頂推結(jié)合穿插法。工藝特點穿插內(nèi)襯法屬于整體性內(nèi)襯修復,且多為結(jié)構(gòu)性內(nèi)襯,內(nèi)襯層密封性好,可徹底解決管道腐蝕和泄漏問題;可選內(nèi)襯管材種類多、穿插方式多、連接方式多,工藝方法可選擇性強;選用承壓能力高的內(nèi)襯管,修復后可以提供管道運行壓力;選用有機材料做內(nèi)襯管時,修復后管道壽命長達50年。穿插內(nèi)襯法對原管道預處理要求低,一次性內(nèi)襯修復1000m以上,施工速度快,可減少工作坑的開挖數(shù)量和管道斷管與連接數(shù)量,減少修復后管道運行隱患。內(nèi)襯管穿插襯入后,通常需要在原管道內(nèi)壁與內(nèi)襯管外壁間隙注漿;因內(nèi)襯管外有原管道和間隙注漿層保護,內(nèi)襯修復后管道不易遭到破壞。穿插內(nèi)襯法屬于非開挖內(nèi)襯修復技術(shù),可通過完全不開挖或少量開挖即可完成管道修復更新,對道路交通和居民生活、單位經(jīng)營生產(chǎn)及周圍環(huán)境影響小,綠色環(huán)保,大量節(jié)約資源和能源,經(jīng)濟和社會效益好。因內(nèi)襯管內(nèi)徑比原管道內(nèi)徑減小較多,穿插修復后管道過流面積損失大。內(nèi)襯修復管段上不存在三通、閥門等影響內(nèi)襯管穿插內(nèi)襯的管件和障礙物,小曲率半徑彎頭、三通、閥門等特殊節(jié)點需要斷管分段修復。適用范圍(1)適用于圓形、方形和其他異形管渠修復;(2)適用于DN100mm以上多種口徑、各種材質(zhì)的管道內(nèi)襯修復,適用于埋地、地面新舊管道內(nèi)襯修復;(3)可用于有變徑、嚴重錯口、部分塌陷、障礙物、裂縫、泄漏等嚴重缺陷管道而無法采用其他方法進行內(nèi)襯修復管道的修復。(4)可用于管內(nèi)有水的管道的修復。(5)不適合曲率半徑小的大角度彎頭內(nèi)襯,內(nèi)襯修復管段上最大允許彎頭角度為11.25°,或彎管最小曲率半徑大于內(nèi)襯管最小允許彎曲曲率半徑。工藝原理工藝原理概述穿插內(nèi)襯法分為連續(xù)穿插法和不連續(xù)穿插法兩種工藝:連續(xù)穿插法內(nèi)襯管是連續(xù)的,通常采用牽引方式將內(nèi)襯管穿插入原管道內(nèi),其在進入原管道過程中受到的是拉力。連續(xù)穿插法施工一般需要在內(nèi)襯管進入端開挖進管工作坑及坡道,便于內(nèi)襯管的插入;DN200mm以下口徑管道所用PE連續(xù)內(nèi)襯管可盤卷在卷軸上,利用原有閥門井、檢查井等井室將其插入原管道。連續(xù)穿插法所用內(nèi)襯管通常是可焊接連接起來的PE管或鋼管,或者是盤卷起來的PE連續(xù)管。不連續(xù)穿插法又稱為短管內(nèi)襯法,內(nèi)襯管是不連續(xù)的穿入原管道內(nèi),其是被逐根放入工作坑內(nèi),逐根連接、逐根向前穿插推進,當內(nèi)襯管到達另一端工作坑后成整根內(nèi)襯管。不連續(xù)穿插法可采用頂推方式也可采用牽拉方式進行不連續(xù)穿插施工;在內(nèi)襯管進入原管道過程中受到的是壓力。不連續(xù)穿插法所用內(nèi)襯管種類較多,給水管道穿插修復內(nèi)襯管材主要有PE管、鋼管等;短管連接方式主要有焊接連接。內(nèi)襯管外壁與原管道內(nèi)壁之間的間隙通常采用注漿填充方式處理,注漿是在該段管道穿插完成后進行的。間隙注漿方法分為管內(nèi)向外注漿和間隙內(nèi)插管注漿兩種方式。施工設(shè)計主要內(nèi)容(1)穿插工藝選擇現(xiàn)場具備管材堆放、焊接場地,允許開挖符合施工要求的工作坑時,通常選用連續(xù)穿插法修復。不連續(xù)穿插法適用于場地狹窄,無法在現(xiàn)場地面進行內(nèi)襯管焊接、無法開挖連續(xù)穿插進管工作坑的管道修復。(2)內(nèi)襯管材種類選擇給水管道穿插法修復管材主要有PE管和鋼管。由于PE管具有衛(wèi)生、耐腐蝕、重量輕、可彎曲性強、施工方便、成本經(jīng)濟等優(yōu)勢,通常選用PE管材作為穿插內(nèi)襯管。(3)內(nèi)襯管外徑設(shè)計穿插內(nèi)襯法所用內(nèi)襯管的外徑應小于原管道的最小內(nèi)徑,應根據(jù)修復后輸送量、注漿施工需求、施工成本等因素綜合確定,其宜為原管道內(nèi)徑的90%~95%。(4)內(nèi)襯管壁厚設(shè)計穿插內(nèi)襯法通常進行結(jié)構(gòu)性修復,內(nèi)襯管為PE管材時,通常選用符合設(shè)計要求的國標PE管作為內(nèi)襯管。按照第6章內(nèi)襯管設(shè)計方法進行內(nèi)襯管壁厚設(shè)計計算。(5)水力計算由于穿插法內(nèi)襯修復后管道過流面積減小較多,需按式(6-3-15)、式(6-3-16)、式(6-3-17)分別計算內(nèi)襯修復后平均流速、管道流量和水頭損失,確定是否滿足管道輸送流量和輸送壓力要求。(6)穿插分段與工作坑設(shè)計1)內(nèi)襯分段設(shè)計原管道應改造成無大于11.25°彎頭、變徑、三通、閥門的內(nèi)襯分段,內(nèi)襯分段長度宜為500m~1000m;內(nèi)襯分段還應結(jié)合工作坑的位置確定。2)工作坑尺寸設(shè)計根據(jù)第六章工作坑設(shè)計方法確定工作坑位置和尺寸。(7)間隙注漿計算內(nèi)襯管外壁與原管道內(nèi)壁間間隙注漿可以起到固定、支撐和保護內(nèi)襯管的作用。注漿設(shè)計主要包括如下內(nèi)容:注漿量注漿材料用量根據(jù)內(nèi)襯管外壁與原管道內(nèi)壁間間隙體積和注漿材料凝固后的膨脹收縮系數(shù)確定。(7-4-1)式中:V——內(nèi)襯管外壁與原管道外壁間間隙注漿量(m3);DO——內(nèi)襯管外徑(m);D——原管道內(nèi)徑(m)。最大注漿壓力注漿過程中要注意注漿壓力不能超過管道所能承受的壓力范圍,另外還應考慮注漿時浮力對內(nèi)襯管造成的影響。內(nèi)襯管屈曲壓力可按長圓筒臨界壓力公式計算得到:(7-4-2)式中,Pcr為內(nèi)襯管屈曲壓力(MPa)。施工工藝流程及操作要求1、施工工藝流程見圖7.4-1連續(xù)穿插內(nèi)襯法施工流程圖和圖7.4-2不連續(xù)穿插內(nèi)襯法施工流程圖。施工情況調(diào)查與施工方案編制工作坑開挖、斷管改造施工情況調(diào)查與施工方案編制工作坑開挖、斷管改造原管道預處理內(nèi)襯管焊接內(nèi)襯管穿插管道端口處理與連接操作坑回填、現(xiàn)場清理原管道預處理后檢查不合格合格內(nèi)襯管焊接后檢查合格不合格不合格合格間隙注漿(如有必要)內(nèi)襯后檢查交工驗收內(nèi)襯后檢查不合格合格施工情況調(diào)查與施工方案編制施工情況調(diào)查與施工方案編制工作坑開挖、斷管改造原管道預處理內(nèi)襯管穿插管道端口處理與連接操作坑回填、現(xiàn)場清理原管道預處理后檢查不合格合格內(nèi)襯后檢查不合格合格間隙注漿(如有必要)交工驗收修復后試壓、沖洗、消毒合格不合格圖7.4-2不連續(xù)穿插內(nèi)襯法施工工藝流程圖2、工作坑開挖與斷管改造操作要求(1)工作坑開挖1)工作坑尺寸工作坑尺寸按照第六章要求執(zhí)行。連續(xù)穿插內(nèi)襯法工作坑長度按照式(6-2-18)計算。2)工作坑開挖操作要求工作坑開挖前應辦理道路臨時占用、道路挖掘等相關(guān)手續(xù);工作坑開挖前應先采用密閉圍擋將開挖施工作業(yè)區(qū)域圍護起來,市區(qū)內(nèi)圍擋高度不得小于2.5m;市內(nèi)道路路面上開挖還應設(shè)置安全警示和交通導行設(shè)施。工作坑開挖應有噴霧、灑水等防塵措施,滿足當?shù)匚拿魇┕?、綠色環(huán)保、文物保護、交通管理等要求;開挖位置有地下設(shè)施或地下設(shè)施情況不明時,應首先由人工開挖探坑,探明地下情況后方可采用機械開挖;深基坑和土質(zhì)情況不良的工作坑開挖時應采取防塌方措施,按照設(shè)計要求進行支護;地下水位高于開挖深度的工作坑應采取降排水措施,確保工作坑開挖中和開挖后工作坑內(nèi)水面位于管道底部以下。(2)原管道斷管改造1)斷管長度現(xiàn)場焊接PE管連續(xù)穿插法進管工作坑處斷管長度宜為管道口徑的7~10倍,不得小于管道口徑5倍;鋼質(zhì)管道穿插內(nèi)襯時,斷管長度應不影響鋼管進入管道;出管工作坑和中間工作坑處斷管長度宜為管道口徑的2~5倍。PE盤管連續(xù)穿插法和不連續(xù)穿插法工作坑處斷管長度根據(jù)施工作業(yè)需求確定。2)斷管操作要求應經(jīng)業(yè)主確認擬斷管道正確、斷管位置正確、管道已停產(chǎn)并泄壓后方可開始斷管;第一次斷管時,業(yè)主現(xiàn)場代表應在場監(jiān)督。斷管前應盡可能排出管道內(nèi)積水,降低管道內(nèi)水位。應先按設(shè)定的長度在合適的位置劃線,再使用專用斷管機具切割劃線處管道,最后將切割完成的管段取出。不得使用大錘敲擊斷管,以免損傷相鄰管道。(3)工序質(zhì)量控制1)城鎮(zhèn)埋地管道周圍環(huán)境復雜,管道周圍往往有其他地下設(shè)施,工作坑開挖過程必須經(jīng)業(yè)主代表和其他設(shè)施方確認方可開挖,工作坑開挖時,業(yè)主代表應在場監(jiān)督;管道斷管前應經(jīng)業(yè)主代表確認所斷管道正確、斷管位置正確、管道已停產(chǎn)泄壓后方可開始斷管,斷管作業(yè)時,業(yè)主代表應在場監(jiān)督。2)工序質(zhì)量要求工作坑開挖質(zhì)量要求工作坑開挖尺寸應符合設(shè)計要求,無設(shè)計要求時,應滿足現(xiàn)場內(nèi)襯施工作業(yè)要求。有支護要求的深工作坑應按支護方案進行支護。臨近有其他建筑物和設(shè)施時,工作坑開挖引起的基礎(chǔ)擾動沉降應符合設(shè)計或相關(guān)標準要求。開挖后裸露的其他管道、線纜應采取支撐、包裹等保護措施。工作坑內(nèi)積水不得沒過管道底部。工作坑應有方便施工人員進出的階梯或梯子。開挖土方應運至指定地點;開挖土方堆放在坑四周時,應距坑邊至少0.5m整齊堆放,覆蓋防塵網(wǎng)。工作坑開挖完成后應及時清掃周圍灑落泥土。工作坑四周圍擋應嚴密牢固,設(shè)置交通指示牌、警示墩、警示燈等安全警示標識,安全警示標識應清楚醒目、齊全有效。斷管質(zhì)量要求斷管后管道端口應平齊。斷開處兩側(cè)原管道不得有裂縫、破損。管道斷開后若不立即進行后序施工,應及時將管道端口包裹封堵。3、原管道預處理操作要求(1)工序作業(yè)內(nèi)容原管道預處理主要內(nèi)容包括內(nèi)部檢測、管內(nèi)殘余水排出、管內(nèi)除障、管內(nèi)修補、管道清洗、局部開挖換管等。(2)操作要求管內(nèi)預處理可采用機械方式或人工方式進行作業(yè),DN500mm以上口徑管道可采用人工進入管內(nèi)作業(yè)。管道預處理操作按照本章第二節(jié)操作要求執(zhí)行。4、PE管焊接操作要求穿插內(nèi)襯法所用內(nèi)襯管通常是PE管,PE管是通過熱熔對接焊接而連接起來的。熱熔焊接是將塑料管材的末端利用加熱板加熱熔融后,相互對接融合,經(jīng)冷卻固定而連接在一起的方法。(1)焊接過程準備階段——預熱階段——加熱階段——切換階段——對接階段——冷卻階段。(2)管材要求不同級別和溶體質(zhì)量流動速率差值大于0.5g/10min(190℃,5kg)的PE管材、管件和管道附件,以及外徑、壁厚不同的PE管道系統(tǒng)不應采用熱熔對接連接方式。焊接前應檢查PE管,確認規(guī)格型號和生產(chǎn)批次正確、管材無允許范圍外的機械損傷、無氧化和熱降解等超期存放而老化現(xiàn)象,應有PE管材出廠檢測報告,如有必要應取樣檢測。所焊接的PE管應為相同等級和牌號原材料制作的管材,不同牌號管材焊接時,應進行熱熔焊接評估,評估合格后才能進行熱熔焊接。壁厚差大于2mm的PE管材不得對接焊接。(3)焊接環(huán)境條件要求PE熱熔焊接環(huán)境溫度宜為-5℃~45℃,5級以上大風、雨雪、揚塵霧霾、氣溫在-5℃以下、高溫暴曬等不良天氣時應采取搭設(shè)帳篷等防風保溫措施,炎熱夏季焊接操作時,應采取這樣措施;雨雪天氣和揚塵霧霾天氣應采取遮擋保護措施。(4)焊接操作要求準備階段PE管材切割應采用專用割刀或切管工具,切割端面應平整并垂直于管軸線;應根據(jù)管材或管件的規(guī)格選用夾具,將連接件的連接端伸出夾具,自由長度不應小于公稱直徑的10%,移動夾具使連接件端面接觸,并校直對應的待連接件,使其在同一軸線上,錯邊不應大于壁厚的10%;應將管材或管件的連接部位擦拭干凈,并應銑削連接件端面,使其與軸線垂直;連續(xù)切削平均厚度不宜大于0.2mm,切削后的熔接面不得污染;PE管焊接端面及加熱板要保持干凈,做到無油、無水、無灰,如有以上污垢或潮濕,須用專用擦拭布或擦拭紙醮無水乙醇檫洗,禁止用手直接接觸焊接端面。預熱階段即電加熱板預熱卷邊階段,兩管材端口施加一定壓力使其熔熔卷邊。PE管材對接焊的最佳焊接溫度為200℃~230℃,一般廠家確定為210℃±10℃;觀察溫度顯示儀,當溫度達到210℃±10℃時,即可加熱焊接端面。將兩管端合攏,并調(diào)整壓力至焊接壓力,PE管端熔環(huán)卷邊凸起高度達到規(guī)定值時,降壓至拖動壓力或在確保加熱板與焊接端面緊密貼合的條件下,開始吸熱計時。焊接壓力為拖動壓力與焊接規(guī)定壓力之和。焊接規(guī)定壓力為焊接端面壓力為0.15N/mm2時相對應的操作壓力值。加熱階段施加一個較小的壓力和一定的時間使熱量在所要連接的管材內(nèi)擴散,達到均勻吸熱;吸熱時間為端面10倍PE管材壁厚(mm)秒。切換階段加熱板抽出階段。加熱時間達到工藝要求后,應迅速撤出加熱板,檢查連接件加熱面熔化的均勻性,不得有損傷;切換時間10秒內(nèi)盡可能地縮短,其端面冷卻非??欤瑢铀俣嚷苯佑绊懞附淤|(zhì)量;加熱板抽出時不得碰撞損傷已熔融的焊接端面。對接階段加熱板取出后迅速合攏兩個焊接端面,逐漸加壓至與預熱階段相同的焊接壓力,直至形成均勻一致的對稱翻邊。冷卻階段熔合接頭的自然冷卻,冷卻時間約為1.1倍~1.3倍壁厚(mm)分鐘,冷卻至熔合接頭溫度降至50℃;不得采用噴水或吹風等加速冷卻方式冷卻;冷卻期間保持焊接壓力,不得移動連接件或在連接件上施加任何外力。(5)熱熔對接主要設(shè)備表7.4-1主要施工設(shè)備序號機械設(shè)備名稱主要用途備注1發(fā)電機用于施工現(xiàn)場電源供應2熱熔對接焊機用于PE管熱熔對接焊接3托輥用于放置PE管防止管道磨損4吊車用于移位熱熔對接焊機熱熔對接焊機是一種應用熱熔對接技術(shù),對PE、PP等熱塑性管材管件進行焊接的專用焊接設(shè)備。一般由機架、異徑夾具、銑刀、加熱板、操作臺組成,大型熱熔焊機還配備吊桿。根據(jù)使用方法不同,可以分為手動、手搖、手推、液壓半自動、全自動五個類型。圖7.4-3PE熱熔對接焊機5、內(nèi)襯管穿插襯入操作要求內(nèi)襯管可通過牽拉、頂推、或兩者結(jié)合的方法置入原管道中,當使用一種方法難以實現(xiàn)穿插作業(yè)時,使用牽拉和頂推組合工藝。內(nèi)襯管正式穿插進入原管道前應完成試穿插作業(yè),試穿插合格后才能正式穿插作業(yè)。(1)內(nèi)襯管試穿插1)即采用一個與待穿插內(nèi)襯管直徑相同、材質(zhì)相同、斷面形態(tài)相同、長度不小于3米的內(nèi)襯管進行試穿插;2)檢測試拉后管段表面損傷情況,PE內(nèi)襯管劃痕深度不應大于內(nèi)襯管道壁厚的10%;帶防腐層鋼管防腐層劃痕深度不應大于1mm或滿足設(shè)計要求。(2)連續(xù)管道穿插1)操作要求應在原管道進管端口設(shè)置導滑口,防止內(nèi)襯管被管口劃傷;在原管道出管端口安裝導向輪,防止鋼絲繩直接接觸管口;內(nèi)襯管牽拉端應具有圓滑過渡的曲面,防止牽拉端頭卡阻在管道進管端口或管道內(nèi)錯臺等位置;應對內(nèi)襯管牽拉端采取保護措施,防止劃傷、扭傷、彎折或拉斷;內(nèi)襯管穿插拉入過程中應放置在滾托架上,滾托架按照一定距離放置,保證PE管不與地面接觸摩擦;內(nèi)襯管自地面通過坡道進入管道時,內(nèi)襯管不得與坡道、坑壁、管道端口摩擦而被劃傷,PE內(nèi)襯管不得出現(xiàn)皺褶、彎折;PE內(nèi)襯管的拉伸率不得大于1.5%,管道牽拉速度不宜大于0.3m/s,在管道彎曲段或變形較大的管道中施工應減慢速度;牽拉過程中牽拉力不應大于內(nèi)襯管道軸向最大允許拉力的50%,內(nèi)襯管允許牽拉力應按下式計算:(7-4-3)式中:F——允許牽拉力,N;σ——PE管的拉伸屈服強度,MPa或N/mm2,PE100宜取22MPa;t——PE管壁厚,mm;Do——PE管外徑,mm。牽拉操作不宜中途停止;但是,現(xiàn)場沒有足夠的場地實現(xiàn)整段內(nèi)襯管焊接成整根連續(xù)管后一次完成時,可分多次完成內(nèi)襯管焊接連接和牽拉穿插作業(yè);牽拉過程中應密切觀察牽拉設(shè)備固定情況和牽拉力變化情況,如遇牽拉力超過最大允許牽拉力或被卡阻而不能繼續(xù)牽拉前進時,現(xiàn)場指揮人員應及時應對;內(nèi)襯管伸出原管道端口的長度應滿足內(nèi)襯管應力恢復、熱脹冷縮以及端口處理要求;內(nèi)襯管宜經(jīng)過24h的應力恢復后進行后續(xù)操作;當原管道內(nèi)沒有影響穿插施工作業(yè)和內(nèi)襯修復質(zhì)量的缺陷時,可帶水作業(yè)。2)施工安全環(huán)保要求采用牽拉式連續(xù)穿插作業(yè)時,固定式牽拉設(shè)備必須固定牢靠;牽拉鋼絲繩兩側(cè)應使用圍擋封閉起來;牽引頭進入管道時,派專人密切觀察,防止牽引頭被卡阻在管道進管端口處;內(nèi)襯管牽拉穿插作業(yè)時,人員不得站立在牽拉設(shè)備前和牽拉鋼絲繩兩側(cè),防止牽拉設(shè)備移動、傾翻砸傷人員,鋼絲繩崩斷時崩彈傷人。(3)不連續(xù)管道穿插1)操作要求當采用機械承插式接頭連接的斷管時,可帶水作業(yè),水位宜控制在管道起拱線之下;當采用熱熔連接的PE管和電焊焊接的鋼管時,工作井內(nèi)應無水;短管的長度宜能夠進入工作坑;短管進入工作坑時不應造成損傷;第一根短管前端應安裝有圓弧曲面的端頭,防止管道前端被損傷以及被管道內(nèi)接口、錯臺等卡阻。2)施工安全環(huán)保要求人員在工作坑內(nèi)作業(yè)時,應按照受限空間作業(yè)要求,采取足夠必要安全措施,采取強制通風措施確保工作坑內(nèi)氣體濃度合格或人員佩戴長管呼吸器;清理坑周圍地面雜物,防止地面物體墜落;派專人在坑口地面監(jiān)護;設(shè)備或短管從工作坑吊下時,工作坑內(nèi)不得有人員停留。管道間隙注漿注漿方式包括間隙內(nèi)插入注漿管方式注漿和內(nèi)襯管打孔注漿,DN800mm以上大口徑內(nèi)襯管可由人員進入管內(nèi)在內(nèi)襯管壁上打孔方式注漿。(1)操作要求1)宜采用分段注漿工藝;2)當內(nèi)襯管不足以承受注漿壓力時,注漿前應對內(nèi)襯管進行支護,或提升內(nèi)襯管內(nèi)部壓力至一定數(shù)值;3)帶有支管的管道,注漿前,應打通內(nèi)襯管的支管連接,并應采取保護措施;注漿時,漿液不得進入支管;4)注漿孔或通氣孔應設(shè)置在兩端密封處或支管處,也可在內(nèi)襯管上開孔;5)漿液應具有流動性較強、固化過程收縮小、放熱量低的特性;6)注漿完成后應封堵內(nèi)襯管道上的注漿孔。7)注漿完成后應采用具有彈性和防水性能的材料將所有管道端口部位原管道和內(nèi)襯管之間的間隙進行密封處理。(2)工序質(zhì)量控制1)管道間隙注漿操作不當可能會出現(xiàn)壓力過大導致內(nèi)襯管變形凹陷、管內(nèi)向外注漿時封堵孔強度不足和嚴密性不足、間隙注漿不完全等后果,注漿過程應控制注漿壓力和注漿量,注漿后應嚴格把握注漿孔封堵,并應經(jīng)業(yè)主代表驗收。2)工序質(zhì)量要求實際注漿量應與理論注漿量相符。注漿后內(nèi)襯管不得出現(xiàn)鼓包、凸起、塌陷等情況。管內(nèi)注漿后,注漿孔注漿嘴切除,注漿孔封堵,封堵部位強度和嚴密性應不低于內(nèi)襯管其他部位相應參數(shù),封堵面經(jīng)打磨平滑。內(nèi)襯管與原管道間隙不應有漿液流出,兩端間隙應封堵。管道端口處理與連接PE管內(nèi)襯修復后管道連接方式有法蘭連接、電熔套箍連接、鋼塑過渡連接等方式。鋼質(zhì)內(nèi)襯管內(nèi)襯修復后管道常用的連接方式有法蘭連接、焊接連接。其他不能焊接的材質(zhì)的管道連接采用承插連接、套箍連接等方式連接。(1)法蘭連接端口處理——法蘭連接1)端口處理操作要求PE管內(nèi)襯修復后管道端口處理是形成金屬法蘭或玻璃鋼法蘭與PE法蘭緊貼的復合法蘭,端口與處理方法有PE翻邊復合法蘭和焊接PE法蘭復合法蘭。端口處理流程:鋼法蘭焊接或法蘭轉(zhuǎn)換件安裝——PE法蘭翻邊或PE法蘭焊接PE管翻邊復合法蘭端口處理法是先在原管道端口上焊接鋼法蘭或安裝鋼制法蘭轉(zhuǎn)換件,待PE管拉入并恢復后,通過加熱PE管伸出原管道管口部分使之變軟后再利用專用定型模具將變軟的PE管擠壓,使之外翻并最終緊貼在鋼法蘭密封斷面上,冷卻后形成PE翻邊法蘭,與鋼法蘭一起組成復合法蘭。原管道是鋼管道時,鋼法蘭直接焊接在管道端口上;原管道是其他材質(zhì)管道時,在管道端口安裝帶鋼法蘭的預制轉(zhuǎn)換件。圖7.4-4PE翻邊法蘭復合法蘭焊接PE法蘭復合法蘭端口處理法焊接PE法蘭復合法蘭端口處理法是先在原管道端口上預套鋼法蘭或安裝鋼質(zhì)法蘭轉(zhuǎn)換件,待PE管拉入恢復后,利用熱熔焊接方法將成品帶頸PE法蘭焊接在已拉入原管道內(nèi)的PE管端口上,并通過一定方法使新焊接的PE法蘭與已預套的鋼法蘭貼合在一起形成復合法蘭。圖7.4-5焊接PE法蘭2)端口處理質(zhì)量技術(shù)要求所用鋼法蘭規(guī)格型號應滿足設(shè)計要求或相關(guān)標準規(guī)范要求;鋼法蘭在PE管襯入前焊接在管道上或鋼質(zhì)轉(zhuǎn)換件上;PE管內(nèi)襯后不應進行焊接作業(yè);鋼法蘭套在管道端口上,管道端口插入法蘭深度超過法蘭厚度1/2且不伸出法蘭密封端面;法蘭密封端面應與管道軸線垂直;鋼法蘭焊接在管道上時應內(nèi)外雙面焊接,滿焊,外部焊縫焊接兩遍;內(nèi)部焊縫不應有焊瘤,內(nèi)部焊縫焊接完畢后應使用角磨機打磨去除毛刺、棱角;PE法蘭應與鋼法蘭緊貼在一起;成品PE法蘭或翻邊PE法蘭外徑應大于鋼法蘭密封面直徑,且不影響緊固螺栓穿入;成品PE法蘭密封端面應有水紋線,水紋線數(shù)量、直徑和深度應與鋼法蘭上水紋線的參數(shù)相同;PE法蘭端面應平整、無燒傷和劃傷等損傷。3)法蘭連接操作要求法蘭連接方式有中間加短管連接和無短管之間連接。中間加裝短節(jié)的法蘭連接法中間加裝短節(jié)的法蘭連接法是在原管道斷開部位兩端端口處理完畢后,在兩端口中間安裝帶法蘭的管管短節(jié),然后使用螺栓進行緊固將斷開的管道連接起來的方法,是管道內(nèi)襯修復工程中最常用的連接方法,適用于多種口徑、輸送壓力和現(xiàn)場情況下管道修復后管道連接。帶法蘭的管道短節(jié)連接件應在現(xiàn)場預制,在坑下組對點焊固定后,坑上焊接并防腐后再就位安裝,管道短節(jié)安裝后不得再進行電焊、火焊作業(yè)。圖7.4-6帶短節(jié)法蘭連接中間無短節(jié)法蘭連接法精確丈量斷管處兩側(cè)管道端口處理時法蘭的位置,嚴格按照劃定的位置進行端口處理,斷管處兩端完成端口處理工作后,斷管處兩側(cè)管道通過管道端口上的法蘭直接連接起來;該方法不需在斷開部位增加連接短節(jié),減少了連接口數(shù)量;適合于現(xiàn)場開闊便于開挖長度大的工作坑的小口徑管道PE管內(nèi)襯修復后的連接。圖7.4-7不帶短節(jié)法蘭連接(2)管道連接質(zhì)量技術(shù)要求管道連接前應按設(shè)計要求核對管材、管件及管道附件,并應在施工現(xiàn)場進行外觀質(zhì)量檢查。連接部位金屬管材管件都應按照設(shè)計要求或相關(guān)規(guī)定進行內(nèi)外防腐處理;連接管件及管道上設(shè)置的閥門、消火栓、排氣閥等管道附件,其重量不得由管道支承,應設(shè)置固定墩;固定墩應有足夠的體積和穩(wěn)定性,并應有錨固裝置固定附配件;固定支墩砌筑并凝固后方可向管道內(nèi)注水。1)法蘭連接質(zhì)量技術(shù)要求兩法蘭盤上螺孔應對中,法蘭面相互平行,螺栓孔與螺栓直徑應配套,螺栓規(guī)格應一致,螺母應在同一側(cè)。緊固法蘭盤上的螺栓應按對稱順序分次均勻緊固,螺栓擰緊后宜伸出螺母1~3絲扣。金屬端與金屬管連接應符合金屬管連接要求。法蘭面應相互平行,其允許偏差不應大于法蘭盤外徑的1.5%,且不應大于2mm;螺孔中心允許偏差不應大于孔徑的5%。2)鋼塑轉(zhuǎn)換連接法質(zhì)量技術(shù)要求鋼塑轉(zhuǎn)換接頭鋼管端與金屬管道連接應符合設(shè)計要求。鋼塑轉(zhuǎn)換接頭鋼管端與鋼管焊接時,在鋼塑過渡段應采取降溫措施。鋼塑轉(zhuǎn)換接頭連接后應對接頭進行防腐處理,并應達到原設(shè)計防腐要求。3)電熔套箍連接法質(zhì)量技術(shù)要求在斷管處毎側(cè)PE管端口上各熱熔對接焊接一個PE過渡管件,兩側(cè)管道上的PE過渡管件應軸心對正,端口平整、相互平行且與管道軸心垂直,端口間隙不大于5mm;當管材不圓度影響安裝時,應采用整圓工具進行整圓;應將連接部位擦拭干凈,將兩側(cè)PE過渡管件外壁氧化層刮除,并應在PE過渡管件上劃出插入深度標線,插入深度為PE電熔套箍寬度的一半;將預埋電阻絲的PE套箍套在一端PE過渡管件上;將兩側(cè)PE過渡管件對正,檢查無錯口后移動PE電熔套箍至劃定標線處,PE電熔管件軸向長度中點應與兩個PE過渡管件端口接縫對正;按照設(shè)定參數(shù)通電將PE電熔管件和兩個HPDE管電熔焊接成一整體,通電電壓、加熱及冷卻時間應符合設(shè)計要求或電熔管件供應商的要求;電熔連接冷卻期間,不得移動連接件或在連接件上施加任何外力。原管道斷管處的裸露PE材料外面安裝鋼質(zhì)套管,在套管與PE材料之間的夾層注漿。圖7.4-8電熔套箍連接修復后管道水壓試驗、沖洗與消毒修復后管道壓力試驗應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268、《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗收規(guī)范》GB50141的有關(guān)規(guī)定和設(shè)計文件的要求。工作坑回填、現(xiàn)場清理工作坑回填應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268、《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗收規(guī)范》GB50141的有關(guān)規(guī)定和設(shè)計文件的要求?,F(xiàn)場施工完畢后應做到工完料盡場地清。恢復原有設(shè)施和地貌。材料與設(shè)備1、主要材料用于穿插法修復的材料種類和規(guī)格較多,根據(jù)設(shè)計要求或項目具體要求進行調(diào)整材。表7.4-2主要施工材料序號材料名稱主要用途備注1PE內(nèi)襯管用于PE管內(nèi)襯飲用水專用材料2PE法蘭用于管道連接3鋼法蘭用于管道連接與PE法蘭組成復合法蘭4鋼管用于管道連接管道斷開部位連接5注漿料用于間隙注漿根據(jù)設(shè)計選擇材料種類聚乙烯(PE)管(1)給水管道縮徑內(nèi)襯修復用材料主要是聚乙烯(PE)管。PE管應符合下列規(guī)定:1)PE管材的原材料應選用PE80或PE100級的應用水管道專用顆粒料。2)PE管材規(guī)格尺寸應按設(shè)計的要求確定。3)PE管材為標準管時,其物理力學性能應符合現(xiàn)行國家標準《給水用聚乙烯(PE)管材》GB/T13663的有關(guān)規(guī)定;內(nèi)襯PE管材為非標準管時,其物理力學性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《采用聚乙烯內(nèi)襯修復管道施工技術(shù)規(guī)范》SY/T4110的有關(guān)規(guī)定。①PE管材的耐開裂性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ101的有關(guān)規(guī)定。②PE管材物理力學性能應滿足表7.4-5要求。7.4-3PE管材靜液壓強度序號項目環(huán)向應力(MPa)要求PE80PE100120℃靜液壓強度(100h)9.012.4不破裂,不滲漏280℃靜液壓強度(165h)4.65.5不破裂,不滲漏380℃靜液壓強度(1000h)4.05.0不破裂,不滲漏表7.4-4PE管材物理性能要求序號項目要求1斷裂伸長率(%)≥3502縱向回縮率(110℃)(%)≤33氧化誘導時間(200℃)(min)≥104耐候性(管材累計接受E≥3.5GJ/m3老化能量后)80℃靜液壓強度(165h)不破裂,不滲漏斷裂伸長率(%)≥350氧化誘導時間(200℃)(min)≥10PE管材的拉伸屈服強度應滿足現(xiàn)行行業(yè)標準《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復更新工程技術(shù)規(guī)程》CJJ/T210中的規(guī)定。表7.4-5PE管材拉伸屈服強度序號項目PEPE80PEPE1001拉伸屈服強度(MPa)>20>205)PE管件應符合現(xiàn)行國家標準《給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管件》GB/T13663.2的有關(guān)規(guī)定。6)管道內(nèi)襯修復所用PE管材、管件、附配件及相關(guān)材料衛(wèi)生性能應符合現(xiàn)行國家標準《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料的安全性評價標準》GB/T17219的有關(guān)規(guī)定。(2)設(shè)計計算參數(shù)1)聚乙烯(PE)管的材料彈性模量可按表7.4-6的規(guī)定取值。表7.4-6PE管的材料彈性模量序號聚乙烯(PE)管材料等級PEPE80PEPE1001彈性模量80010002)PE管溫度對壓力折減系數(shù)(ft)可按表7.4-7的規(guī)定取值。表7.4-7聚乙烯(PE)管溫度對壓力的折減系數(shù)溫度T(℃)0<T≤2020<T≤2525<T≤3030<T≤3535<T≤40壓力折減系數(shù)ft1.000.930.870.800.743)管道的材料密度、當量粗糙度、泊桑比、線膨脹系數(shù)可按表7.4-8的規(guī)定取值。表7.4-8聚乙烯(PE)管密度、當量粗糙度、泊桑比、線膨脹系數(shù)管道名稱材料等級密度(kg/m3)當量粗糙度(mm)泊桑比線膨脹系數(shù)(m/(m·℃)聚乙烯(PE)管PE80/PE1009500.010.4518×10-54)管道的材料拉伸強度設(shè)計值應按表7.4-9的規(guī)定取值。表7.4-9聚乙烯(PE)管的材料拉伸強度設(shè)計值管道名稱拉伸強度設(shè)計值(MPa)聚乙烯(PE)管PE806.3PE1008.05)管道材料的彎曲強度設(shè)計值應按表7.4-10的規(guī)定取值。表7.4-10聚乙烯(PE)管的材料彎曲強度設(shè)計值管道名稱彎曲強度設(shè)計值(MPa)聚乙烯(PE)管PE8016.0PE10020.3(3)運輸與貯存1)PE管材、管件運輸應符合下列規(guī)定:管材搬運時應小心輕放,不得拋、摔、滾、拖。當采用機械設(shè)備吊裝時,應采用非金屬繩或帶吊裝。管材運輸時應水平放置,采用非金屬繩或帶捆扎和固定,并應采取防止管口變形的保護措施。堆放處不得有損傷管材的尖凸物,并應有防曬、防高溫措施。管件運輸時,應逐層疊放整齊、固定牢靠,并應有防雨淋措施。2)聚乙烯(PE)管材、管件的貯存應符合下列規(guī)定:管材、管件宜存放在通風良好的庫房或棚內(nèi),并遠離熱源;管材露天存放應有防曬措施。管材、管件不得與油類或化學品混合存放,庫區(qū)應有防火措施。管材應水平堆放在平整的支撐物或地面上,并應采取防止管口變形的保護措施。當直管采用梯形堆放或兩側(cè)加支撐保護的矩形堆放時,堆放高度不宜大于1.5m;當直管采用分層貨架存放時,每層貨架高度不宜大于1m,堆放總高度不宜大于3m。管件應成箱貯存存放在貨架上或疊放在平整地面上;當成箱疊放時,堆放高度不宜超過1.5m。管材、管件存放時,應按不同規(guī)格尺寸和不同類型分別存放,并應遵守先進先出原則。3)聚乙烯(PE)管材、管件不宜長期存放。管材從生產(chǎn)到使用的存放時間不宜超過18個月,管件從生產(chǎn)使用的存放時間不宜超過24個月。超過上述期限,宜對管材、管件的物理力學性能重新進行抽樣檢驗,合格后方可使用。2、主要設(shè)備施工用機械設(shè)備分常規(guī)設(shè)備和專業(yè)設(shè)備,根據(jù)施工現(xiàn)場需求進行調(diào)整。表7.4-11主要施工設(shè)備序號機械設(shè)備名稱主要用途備注1發(fā)電機用于施工現(xiàn)場電源供應2熱熔對接焊機用于PE管熱熔對接焊接3卷揚機用于管道清洗和內(nèi)襯管穿插襯入4電焊機用于現(xiàn)場碳鋼材料焊接5托輥用于放置PE管防止管道磨損6注漿泵用于間隙注漿7電鋸用于塑料管斷管8火焊工具用于碳鋼管斷管9等離子切割機用于鑄鐵管斷管10斷管機用于金屬管道斷管11潛水泵用于工作坑和管內(nèi)抽水12注水泵用于管道注水13試壓泵用于管道試壓14軸流風機用于管道內(nèi)通風換氣15氣體檢測儀用于受限空間氣體濃度檢測16吊車用于管道和設(shè)備吊裝、移位施工質(zhì)量驗收標準1、施工質(zhì)量驗收標準(1)原有管道預處理原有管道清洗預處理完成后,內(nèi)襯修復前應進行檢查。內(nèi)部檢測常用管道CCTV電視檢測,DN500mm以上口徑的管道可采用人工檢測;管道預處理作為隱蔽工程,原管道預處理施工質(zhì)量對襯入作業(yè)和修復質(zhì)量有重要影響,須經(jīng)業(yè)主代表驗收合格后方可進入下道工序。穿插內(nèi)襯法對原管道預處理質(zhì)量標準應符合表7.4-12管道預處理質(zhì)量等級表中要求。(2)工序質(zhì)量驗收標準內(nèi)部檢測常用管道CCTV電視檢測,DN500mm以上口徑的管道可采用人工檢測;管道預處理作為隱蔽工程,原管道預處理施工質(zhì)量對襯入作業(yè)和修復質(zhì)量有重要影響,須經(jīng)業(yè)主代表驗收合格后方可進入下道工序。穿插內(nèi)襯法對原管道預處理要求低,管道預處理質(zhì)量標準應符合管道預處理質(zhì)量等級表中要求。表7.4-12管道預處理質(zhì)量等級分類表清洗質(zhì)量等級適用修復方法類型適用修復方法清洗質(zhì)量要求1粘貼式修復CIPP翻轉(zhuǎn)法、噴涂法等管道污垢、障礙等缺陷被完全清除,管內(nèi)無泄漏、無積水;無影響襯入作業(yè)和內(nèi)襯修復質(zhì)量的沉積、結(jié)垢、障礙物及尖銳凸起物和其他管體結(jié)構(gòu)缺陷;管道內(nèi)表面露出原有材質(zhì),無明顯凸起、無液珠,管道內(nèi)表面保持干凈、干燥,內(nèi)表面處理質(zhì)量應滿足相應內(nèi)襯修復作業(yè)要求2緊貼式修復CIPP拉入法、折疊內(nèi)襯法、縮徑內(nèi)襯法、不銹鋼內(nèi)襯法等管道內(nèi)障礙物和沉積物基本被清除,管道內(nèi)無尖銳凸起,管壁結(jié)垢已基本清除,其殘留物應是牢固附著的,且殘留物表面平滑,厚度不大于2mm;無影響襯入作業(yè)和內(nèi)襯修復質(zhì)量的沉積、結(jié)垢、障礙物及尖銳凸起物和其他管體結(jié)構(gòu)缺陷;CIPP拉入法、不銹鋼內(nèi)襯法修復時,管內(nèi)應無積水3間隙式修復穿插法無影響襯入作業(yè)和內(nèi)襯修復質(zhì)量的沉積、結(jié)垢、障礙物及尖銳凸起物(3)修復更新管道表7.4-13管道修復更新檢查驗收表修復更新工法檢查項目檢查方法穿插內(nèi)襯法材料檢查驗收產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量證明書、出廠檢驗報告、產(chǎn)品使用說明書、衛(wèi)生批件,進口材料應有商檢證明;裝箱單、提貨單或材料接收單;原材料、半成品、成品見證取樣抽樣檢測報告。檢查材料質(zhì)量證明文件主控項目檢查驗收(1)內(nèi)襯管道不應出現(xiàn)局部凹陷、隆起、劃傷、裂縫、磨損、孔洞、褶皺、起泡、干斑、分層和軟弱帶等影響管道使用功能的缺陷;(2)連續(xù)穿插內(nèi)襯管道焊接質(zhì)量滿足相關(guān)標準規(guī)范和設(shè)計要求。(1)檢查施工記錄、電視檢測(CCTV)記錄(或管內(nèi)目測記錄)(2)檢查焊接記錄、焊縫檢測報告一般項目檢查驗收管道線形和順,接口平順,特殊部位過渡平緩。檢查現(xiàn)場記錄、電視檢測(CCTV)記錄等(或管內(nèi)目測記錄)(4)管道試壓、沖洗、消毒①修復后的管道應進行管道水壓試驗,管道水壓試驗應符合現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268的有關(guān)規(guī)定和設(shè)計文件的要求。②管道水壓試驗合格后,應按現(xiàn)行國家標準《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268的有關(guān)規(guī)定對管道進行沖洗消毒和水質(zhì)檢驗。3、交工驗收文件和記錄表7.4-14驗收文件和記錄序號項目文件1設(shè)計設(shè)計圖及會審記錄,設(shè)計變更通知單和材料規(guī)格要求2施工方案施工組織設(shè)計(方案)、施工組織設(shè)計(方案)審批單3技術(shù)交底技術(shù)交底記錄4材料質(zhì)量證明文件出廠合格證、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗報告、取樣檢測報告5中間檢查驗收記錄管道預處理質(zhì)量檢查驗收記錄,管道內(nèi)襯檢查驗收記錄,管道試壓記錄,管道沖洗消毒記錄6施工日志7施工記錄管道清洗記錄、管道焊接記錄、間隙注漿記錄8工程檢驗記錄管道檢測記錄和資料、抽樣質(zhì)量檢驗記錄、試驗記錄9施工單位資質(zhì)證明資質(zhì)復印件10施工人員資格證明資格證書復印件11施工機械設(shè)備資料產(chǎn)品合格證、操作使用說明書、儀器儀表校驗、鑒定證書12竣工圖紙13開、竣工報告14交工驗收證書15其他技術(shù)資料技術(shù)聯(lián)絡單、質(zhì)量整改單、監(jiān)理通知單、技術(shù)總結(jié)等
折疊內(nèi)襯法折疊內(nèi)襯法(Fold-and-FormLining),又稱U型內(nèi)襯法、心形內(nèi)襯法,分為現(xiàn)場折疊內(nèi)襯法和工廠折疊
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