非开挖管路修复技术在铁路供水管理中的应用探索

2011-01-29苏长胜

铁路节能环保与安全卫生 2011年6期

苏长胜

(济南铁路局济南供电段，山东济南 250001)

供水管道作为铁路供水系统重要设备，随着运行时间的延续，管道不可避免地出现老化现象，利用更新、修复等手段对管路老化问题进行处理，对于提高铁路供水系统可靠性、保障运输生产具有重要作用。

1 铁路供水管道老化产生原因及对运输生产的危害

铁路给水管道所用管材一般为钢管、铸铁管等金属材质。截至2010年12月底，我段所辖范围内供水管道长度总计552.814 km，部分供水管道使用年限较长(如:济南站地区还存在上世纪50年代前的 DN300 mm铸铁管道)，存在超大修期使用问题。金属管材使用一定时期后，水中矿物质会在管道内壁逐渐形成一些不规则的附着物，造成管道过水面积减小，输水能力不断降低;同时由于电化学等作用，管材会锈蚀穿孔，出现漏水。一旦发生管路老化漏水现象，对线路路基将产生损害，严重的会影响行车安全。据统计，2010年3月－2011年4月间，因处理管路老化等漏水故障，我段在济南、兖州、菏泽、诸城等站先后13次封锁线路，封锁时间合计258 h 20 min，对运输生产造成干扰。

2 铁路供水管道老化处理方法及分析

2.1 传统开挖修复方法

使用人工或机械开挖沟渠，在管道安装、修复或置换完成后再回填沟槽。在铁路站区，开挖施工对行车运输及环境造成多方面的不利影响:①影响行车运输，如临近线路施工时需采取限制行车速度或封线等措施。②部分管道附近埋有电力、通讯电缆、排水管道等各种管线，开挖管沟需协调部门较多;由于施工空间小，各管线设备相互影响，难以确定管沟路径。③在站台、货场等处施工需占据大幅路面甚至阻断道路。④影响附近单位正常生产。因此，在铁路站区及沿线管路施工时开挖修复方法会受到一定条件的限制。

2.2 采用非开挖管路修复技术处理管道老化问题

非开挖技术［1］是利用微开挖或不开挖的相关技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学。住房和城乡建设部在2010年倡导大力推广应用的“建筑业10项新技术”中，非开挖埋管技术被列为地下空间施工技术中的一种。

铁路供水管道采用非开挖施工技术有较多优点:①对行车运输干扰小，临近或穿越线路不需封线，对环境和现有设施破坏程度小，需要工作场地和空间较小，适应站区应用。②大大降低了土方开挖量，甚至可以完全不开挖，不需要对路面或地表进行复原。③在非开挖管道修复和更换施工中，利用原有管道路径，解决了导向和控制难题，还可以同时进行管道扩容。④修复工程的工期短，施工安全，工程质量高，施工经济效果好。⑤采用现代非开挖工程技术可以高精度地控制地下管道/线的铺设方向、埋深，并可以绕过未曾发现的地下障碍物。

3 非开挖施工技术在铁路供水管道施工中应用

结合铁路站区现场环境，适宜铁路供水管道应用的非开挖施工技术主要有:①管道修复翻新工艺(内衬管滑(拉)入衬装、无缝衬装等);②非在线敷管工艺(定(导)钻技术、顶管等工艺)［2］。

3.1 内衬管滑(拉)入衬装方法

该方法是利用牵引绳将一条新的PE内衬管拉入到旧的管道中。一般内衬PE管的管径小于原有管道的管径，衬入PE管后，虽然管道的摩擦系数减小，但其横截面积也变小，管道的过水能力下降较多。

3.2 无缝衬装管道修复工艺

该工艺指将直径等于原管道管径的PE管或其他软管内衬材料衬入管道，衬装前将内衬管的截面积减小，将管道横截面变形(PE管在生产时被挤压)，再通过专用的设备将横截面变为“U”或“C”形，衬装后PE管或内衬材料变形复原并与原有管道内壁紧紧贴在一起［2］。这种方法施工场地面积小，仅需开挖工作坑，修复后管道承压可达1MPa以上，内壁较原管路摩擦系数小，过水能力与原管路相比变化不大(无缝衬装管道修复工艺示意图见图1)。此方法对于直径DN50 mm以上的长直管路修复较为适用。

图1 无缝衬装管道修复工艺示意图

3.3 定(导)钻施工

按设计的钻孔轨迹，采用定向钻进技术先开一个导向孔，随后在钻杆端部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管线进行扩孔和管道回拖。在扩孔回拖的同时，将待敷设的管线拉入导向孔，完成敷管作业。定向钻的优点为:对地表的干扰较小;施工速度快;可控制铺管方向，施工精度高。

3.4 非开挖管道施工技术应用实例

2007年6月，济南站区直径DN300 mm给水管路因老化更新改造，需南北向穿越济南机务段机车检修库处4条入库线。如采用传统开挖法施工，需逐条封锁线路，对机车入库检修、调配产生较大影响;同时管路需逐段施工，施工时间长，管路接口多，施工质量难以保证。根据现场情况决定不封锁线路，采用先铺设新管路，后废除既有管路施工方式，由定向钻设备敷设过轨的DN315 mm PE管，从线路北侧钻进，在南侧开挖工作坑进行穿管及新旧管路对口工作，做到既不影响行车，又减少因停水对有关单位生产的干扰。经紧张施工，在规定工期内圆满完成穿管及新旧管路对口工作(见图2)，这是对非开挖管道施工技术的有益尝试。