珠海市斗門區七宗水庫FIPP 內襯管道修復技術研究

莫達明

（珠海匯炬項目管理有限公司,廣東 珠海 519075）

1 引言

管道破損、滲漏將對水庫工程的效益產生較大的影響,因此,需要采取針對性的修復技術對管道進行維修加固,提升水庫工程效益。和傳統的開挖修復管道技術相比,原位成型修復技術可以高度使用工廠預制,管道襯管的各項物理、力學參數穩定,現場施工作業僅對管道造成形狀上的改變,管道的各項性能不會改變,有利于控制管道修復工程的實施效果。

2 工程概況

七宗水庫位于珠海市斗門區,本次水庫除險加固對大壩、溢洪建筑物、輸水建筑物及金屬結構等原有結構進行加固、修復,不改變原有規模。工程涉放水管涵FIPP 內襯管道修復的部位有4 處,見表1。

表1 FIPP 內襯管道修復部位

3 工程難點及重點

3.1 堵水調水

對于FIPP 內襯管道修復,必須在管道內沒有水的情況下進行施工,因此施工前必須對現有管道進行圍堰封堵、調水,調水工作量大,且難度較大,因此是本工程的重點。

施工流程：施工準備→壩上游第一道圍堰截水→壩上游第二道圍堰截水→迎水側鋪設防水土工布→抽水→管口、管道清理→內襯管道施工→圍堰拆除。

3.2 管道預處理

FIPP 內襯管道修復施工對管道預處理要求比較高,其直接決定著管道修復后的效果,是本工程施工的重點,尤其對于變形塌陷管道必須制定專項措施。

非開挖修復更新施工前,應對原有管道進行預處理。管道宜采用高壓水射流進行清洗。管道變形或破壞嚴重、接頭錯位嚴重的部位,應按經批準的施工計劃組織設計進行預處理。漏水嚴重的原有管道,應對漏點進行止水或隔水處理。

原位成型非開挖修復工藝在待修管道的內部,以原管道為模子,通過熱塑成型的工藝新建一條管道,從而達到修復的目的。圖1 為現場施工的技術示意圖。

圖1 原位成型法管道修復現場工程示意圖

4 施工工藝流程及操作要求

4.1 施工工藝流程

病害管道進行預處理修復施工完畢后,即可開始進行原位成型修復施工。現場施工步驟包括以下要點：

1）管道清洗；

2）襯管現場預熱；

3）襯管拖入待修管道；

4）襯管加熱加壓,保證襯管緊貼于待修管道內壁；

5）快速冷卻；

6）切去多余襯管,修復后做檢測。

4.2 操作要點

4.2.1 通風

1）在清洗過程中,如需人員進入管道中作業,管道氣體濃度應滿足《城鎮排水管道維護安全技術規程》（CJJ 6-2009）表5.3.3 中的規定。

2）管道作業前,應開啟作業閘閥和其上下游閘閥進行自然通風,且通風不應小于30 min。

4.2.2 堵水、調水

1）管道避開雨天進行施工。

2）如待修復管道內過水量很小,修復期間可在上游采用堵水氣囊或砂袋進行臨時封堵,以防止上游來水流入待修復管道。

3）由于采用原位成型法修復管道速度快,一般一段修復需要時間在3 個小時之內,在水流量較小的時候（如夜間）,通常不需要導流。安裝過程中并不需要完全斷流,這樣也大大降低了需要導流的概率。

4）當上游來水量相對較大時,則需要通過水泵進行導流。

4.2.3 清洗

根據現場勘察情況,在修復的4 處管道中,存在不同程度的銹蝕或破損,利用高壓沖洗設備無法完成清洗管道銹跡及污垢,需要結合人員進入管道中作業進行人工清除。

1）待修管道主要是通過高壓水進行沖洗,根據管道本身的結構情況和淤積情況來調節清洗壓力。

2）清洗通常需要高壓沖洗設備自動完成。

3）清洗后的管道要求保證襯管可以順利通過。

4.2.4 襯管的運輸,儲藏,和現場預加熱

原位成型法管道襯管在工廠生產后,纏繞在木質或鋼質的輪盤之上,根據管徑的不同,一段可為幾十米,甚至上百米。其卷盤方式和通常電纜的卷盤方式類似。

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卷盤后的原位成型法襯管的一個優點是為運輸提供了極大的便利,一輛卡車可以運送數公里的襯管到工程現場,在運輸過程中,襯管不需要任何遮蓋,或低溫保存等特殊處理。

襯管的現場儲存也可以在常溫下儲存,短時間可以露天儲存,如需要長期儲存,建議室內儲存,或者用蓬布遮蓋,以避免長期日光照射。

在單端管道的修復施工中,將與其相應的單個輪盤運到工程現場。

在對待修管道進行清洗的同時,開始實施對在輪盤上的管道襯管進行預加熱,通常可以將襯管輪盤放入預制的蒸箱或是用塑料布覆蓋。

根據所需預加熱的襯管的長度和管徑,預加熱時間一般需1 小時到2 小時之間。當觸摸襯管感覺柔軟后即可準備拖入待修管道。

4.2.5 襯管的拖入

襯管在生產過程后的形狀為扁形,C 型,或是工字形,其目的是減小襯管的橫截面積,從而使拖入待修管道成為可能。

在拖入過程中,下游的卷揚機通過鐵鏈和上游卷盤上的襯管連接,上下游的施工人員通過步話機聯系相互配合,保證將襯管順利拖入待修管道之中。

4.2.6 襯管的成型

當襯管完全拖入后,在上游用水蒸氣繼續對襯管加熱（襯管在拖入的過程中會冷卻硬化）,在襯管再次加熱并軟化后,用專用塞在上游和下游分別將襯管的兩頭塞住。

管塞的中部有可通過氣體的通道。在管道的上游通過管塞中間的通道向管道內吹水蒸氣,管道下游的管塞中接閥門,溫度和壓力儀表。下游的閥門根據溫度和壓力的情況逐漸關小,襯管內部的水蒸氣壓力將襯管吹起。襯管首先將恢復到生產時變型前的圓形。然后在水蒸汽的壓力下繼續膨脹,直至緊貼于待修管道的內壁。

在成型過程中,下游的溫度一般不會超過95℃,而壓力則由管道的長度和管道的直徑而決定,一般不會超過0.15 MPa。

在管道的上游觀察到襯管緊貼于待修管道后,則可以停止輸入水蒸汽。圖3 為原位成型法修復時下游的照片。

4.2.7 成型后的冷卻和端口處理

圖3 襯管末端伸出母管且呈喇叭狀

在原位成型法管道被吹起緊貼于管道內壁之后,在保持壓力的情況下,通過塞堵的氣體通道向襯管內部輸入冷空氣冷卻襯管。當下游的溫度表顯示出通流氣體溫度降到30℃之下時可以釋放壓力,將兩端多余的襯管切掉,安裝結束。

襯管在波紋管內部的加襯效果顯示,襯管也呈現原管道的波紋形狀,表明襯管和待修管道之間緊密貼合。襯管一般伸出待修管道大于10 cm,其伸出部分呈喇叭狀,見圖3。

如有必要,襯管末端可翻邊至原管道的端口,這樣的端口處理可以有助于壓力管道的接口密封處理。

5 結論

珠海市斗門區七宗水庫FIPP 內襯管道修復工程主要存在堵水調水、管道預處理兩個方面的難題。在施工過程中需要做好通風工程,保障作業人員安全。在堵水、托管等關鍵工程節點需要加強監督管理工作,以提升工程整體施工效果。