淺議HDPE 內襯技術在管道修復工程中的應用

方亞林 張 瑋 于廣萍

（天津市管道工程集團有限公司 中國 天津 300111）

1 無縮徑內襯修復技術簡介

當今社會發展速度迅猛，城市建設日新月異，其中市政配套設施的負擔也不斷加大。 各種管道經過多年運行后，由于腐蝕、運行管理不善等原因，不可避免的會產生各種損傷和泄漏，帶來嚴重的經濟損失，但全線更換新管道，不僅工程量龐大，而且耗資大、工期長，且對周邊環境也帶來了不同程度的影響。 如何經濟高效、快捷地恢復管道安全運行受到了國內外的極大關注，因此無縮徑內襯修復技術的研究具有十分重要的意義。

“無縮徑內襯修復技術”又稱“HDPE 管道U 型內襯修復技術”， 其方式是指使用一種外徑與原管道內徑相等的PE管，經壓U 裝置將PE 管按設計要求擠壓變形，經牽引機將變形后的PE 管拉入清洗除瘤后的原管道內， 然后利用氣壓將變形的PE 管打開， 并穩壓一段時間使PE 管變形處充分打開，恢復原狀并與原管道內壁緊密貼合在一起，達到防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。

2 無縮徑內襯修復技術的優點

2.1 可以廣泛應用于各類規格、材質管道的修復

此種施工工藝， 可以應用于給水、 排水、 燃氣等適宜HDPE 管道輸送介質的各類管道。 對于待修復管道自身材質也限制較少，例如：鋼管、球墨鑄鐵管、PCCP 管、混凝土管、塑料管等。

2.2 減少工程施工對市政路面乃至周邊環境的影響

此種工藝的作業原則是： 盡可能的減少路面的破除面積。 結合原有管道的自身特質（根據施工前對原管道的了解管道走向、埋深情況，確定原有彎頭、三通、閥門等附屬設施的具體位置）、結合本工藝的施工能力，合理的進行工作坑的布置及開挖，有效地避免由于大面積動土對市政路面乃至周邊環境造成的影響。

2.3 減少工程施工對交通帶來的壓力

此種工藝原則是小面積開挖，且施工進度快、時間短，一段管道修復完畢后就可以進行回填并地貌恢復，因此會大大減少工程施工對交通帶來的壓力。

2.4 實現管道聯合承壓增強管線的復合強度

此種工藝在HDPE 管道穿越原管道后， 彼此之間的管壁會緊密貼合，達到雙重管道聯合承壓，實現工作管道的安全運行，乃至能夠有效地提高工作管道內介質的運行壓力。

3 無縮徑內襯修復技術說明

3.1 施工步驟

工作坑定位—工作坑開挖及支護—斷管—原管穿繩—內窺清洗—內壁涂層—PE 管道壓U 穿越—氣壓恢復—HAF防伸縮器安裝—工作坑內管道連接—地貌恢復

3.2 步驟說明

1）工作坑定位

施工前首先確認彎頭、三通、閥門等附屬設施的位置，以便確定開挖牽引坑和托管坑的具體位置。 若相鄰附屬設施距離較遠，則要考慮實際的穿越能力，其中氣溫、場地限制、對交通環境影響及原管道沉降程度都至關重要。

通常來說，在外界氣溫10℃以上的環境中均適宜此種工藝的施工。 場地限制：在確定牽引坑前，首先要考慮一次性牽引長度，地上長度盡可能滿足牽引長度，若不能滿足，則需要牽引作業與管道焊接作業交替進行。

2）工作坑開挖與支護

從安全角度出發，根據施工實際情況考慮是否需要打設鋼板樁，由于此技術是將原有管道作為母管，但是由于城市多年發展建設，造成管道定位不準，故只能在工作坑開挖后進行支護作業。

是否進行工作坑支護需要綜合考慮以下幾點因素：

（1）原管道埋深，通常在原管道埋深大于2 米時就要考慮相應的支護措施。

（2）工作坑周邊交通情況，若工作坑周邊經常有重型車輛通過，則要考慮相應支護措施，避免由于車輛碾壓對工作坑造成損壞。

（3）工作坑開挖后的土質情況，工作坑開挖后分析其土質結構、整體穩定性等，根據現場的具體情況考慮相應的支護措施。

在施工間歇期間，需要做好工作坑四周的安全圍閉和警示，避免路人及車輛出現危險。

3）開挖斷管

工作坑開挖成型后，將原有管道切斷，斷管時不要將管道與坑壁齊根切斷，保證原有管道兩端與兩側坑壁距離1 米左右，以便于后續端頭處理作業。

斷管時避免硬力，保證切斷后的原管頭平齊。

4）原管穿繩

作業前， 首先將牽引機安放在其中一個工作坑的一端，采用風斗和牽引繩從另一個工作坑進入，利用軸流風機將牽引繩吹至牽引機處并與牽引機固定，待后續施工。

若原管道沉降現象嚴重，管內積水未能排出，則會阻礙牽引繩通過。 這樣就要采用人工進入管道放置水泵將積水排出或在沉降位置增加工作坑。

5）內窺清洗

采用管道內窺器對舊管道內部進行窺視，根據舊管道內實際情況，選用不同的清管方法。 如果管道內清潔度較高，則可使用機械清理。 如果管道內清潔度較差，則采用高壓水清理。

（1）機械清理

采用適宜材質的清管球（聚氨酯泡沫、鋼絲刷）多次清理，清管球的半徑應逐步加大。

清管球清理后應用鋼爪、刮板及拉膛的方法將管內雜物全部清理干凈。

（2）高壓水清理

根據舊管道壁厚和受損情況選擇壓力，其最小壓力不小于50MPa。 每段待清洗的舊管道長度與高壓水的軟管長度應該相匹配。

6）內壁涂層

根據不同工程的設計規范，可能還需要對舊管道內壁進行必要的內壁防腐， 其目的在于一方面延長管道使用壽命，另一方面提高PE 管道穿越時的順滑度。

內壁涂層一般采用素水泥漿，涂襯同樣是采用牽引繩及涂襯裝置進行。 待內壁泥漿干后再進行穿越施工。 水泥漿的固化程度及所需時間，按照相關規范要求執行。

7）壓U 穿越

穿越前先將準備穿越的管道熱融連接，在工作坑一端放置壓U 機。將牽引繩與PE 管道一端固定。啟動牽引機將管道拉入并通過壓U 機。 壓U 機的原理是把管道隨壓U 隨綁纏纏繞帶固定。

壓U 穿越環節對外界條件要求比較重要：

理想溫度大于10℃，當氣溫不能滿足要求時，要采用加溫設備對管道進行加溫，比如：利用鼓風機加熱、在管道表面加蓋保溫層。

纏繞帶的施工原則：根據管道規格、材質及施工時外界溫度，考慮纏繞帶的纏繞層數及密度，為了保證PE 管道在穿越時不會出現由于纏繞帶崩裂造成的管道穿越壓力增大，可適當增加纏繞層數。 纏繞帶材質為PET 膜含玻璃纖維，一般厚度為0.28mm，其厚度在此忽略不計。

8）氣壓恢復

管道穿越完畢后，進行打壓復原作業，打壓選用氣壓，壓力0.1MPa。

采用熱熔焊在PE 管道兩端焊上盲板， 一端盲板連接空氣壓縮機。當管道內壓力達到設計值時，會清楚的聽到PE 管道上纏繞帶清脆的崩裂聲，恒壓10 分鐘，待崩裂聲消失即停止。

對打壓后的PE 管道再次利用管道內窺器進行檢查，以PE 管道內壁沒有凸面為合格。

9）HAF 防伸縮器安裝

在PE 管道穿越完畢后安裝HAF 防伸縮器，其作用在于為了避免PE 管道通水后遇冷收縮， 對閥門等附屬設施造成損壞。

HAF 采用內徑稍大于PE 管外徑的鋼管， 切割兩半覆蓋在PE 管外，用螺栓組合成型。

鋼管兩端分別固定于原管道端頭以及PE 管鋼制法蘭上。

10）工作坑內管道連接

工作坑內PE 管道之間的連接方式根據不同工程的要求執行，一般情況下采用鋼管法蘭與PE 管法蘭連接。

11）地貌恢復

一般情況下，為了保證工作坑內PE 管道接口的抗壓穩定， 采用石硝回填并均勻夯實。 根據業主要求恢復路面結構。

4 結束語

隨著管道修復技術的發展，國內的管道修復市場正在日趨成熟，并顯示了巨大的經濟與社會效益。 應積極發展與完善國內技術， 并做好管道修復技術的相應標準配套工作，以推進管道修復技術的研究與進一步推廣應用。