珠海市斗门区七宗水库FIPP 内衬管道修复技术研究

莫达明

（珠海汇炬项目管理有限公司,广东 珠海 519075）

1 引言

管道破损、渗漏将对水库工程的效益产生较大的影响,因此,需要采取针对性的修复技术对管道进行维修加固,提升水库工程效益。和传统的开挖修复管道技术相比,原位成型修复技术可以高度使用工厂预制,管道衬管的各项物理、力学参数稳定,现场施工作业仅对管道造成形状上的改变,管道的各项性能不会改变,有利于控制管道修复工程的实施效果。

2 工程概况

七宗水库位于珠海市斗门区,本次水库除险加固对大坝、溢洪建筑物、输水建筑物及金属结构等原有结构进行加固、修复,不改变原有规模。工程涉放水管涵FIPP 内衬管道修复的部位有4 处,见表1。

表1 FIPP 内衬管道修复部位

3 工程难点及重点

3.1 堵水调水

对于FIPP 内衬管道修复,必须在管道内没有水的情况下进行施工,因此施工前必须对现有管道进行围堰封堵、调水,调水工作量大,且难度较大,因此是本工程的重点。

施工流程：施工准备→坝上游第一道围堰截水→坝上游第二道围堰截水→迎水侧铺设防水土工布→抽水→管口、管道清理→内衬管道施工→围堰拆除。

3.2 管道预处理

FIPP 内衬管道修复施工对管道预处理要求比较高,其直接决定着管道修复后的效果,是本工程施工的重点,尤其对于变形塌陷管道必须制定专项措施。

非开挖修复更新施工前,应对原有管道进行预处理。管道宜采用高压水射流进行清洗。管道变形或破坏严重、接头错位严重的部位,应按经批准的施工计划组织设计进行预处理。漏水严重的原有管道,应对漏点进行止水或隔水处理。

原位成型非开挖修复工艺在待修管道的内部,以原管道为模子,通过热塑成型的工艺新建一条管道,从而达到修复的目的。图1 为现场施工的技术示意图。

图1 原位成型法管道修复现场工程示意图

4 施工工艺流程及操作要求

4.1 施工工艺流程

病害管道进行预处理修复施工完毕后,即可开始进行原位成型修复施工。现场施工步骤包括以下要点：

1）管道清洗；

2）衬管现场预热；

3）衬管拖入待修管道；

4）衬管加热加压,保证衬管紧贴于待修管道内壁；

5）快速冷却；

6）切去多余衬管,修复后做检测。

4.2 操作要点

4.2.1 通风

1）在清洗过程中,如需人员进入管道中作业,管道气体浓度应满足《城镇排水管道维护安全技术规程》（CJJ 6-2009）表5.3.3 中的规定。

2）管道作业前,应开启作业闸阀和其上下游闸阀进行自然通风,且通风不应小于30 min。

4.2.2 堵水、调水

1）管道避开雨天进行施工。

2）如待修复管道内过水量很小,修复期间可在上游采用堵水气囊或砂袋进行临时封堵,以防止上游来水流入待修复管道。

3）由于采用原位成型法修复管道速度快,一般一段修复需要时间在3 个小时之内,在水流量较小的时候（如夜间）,通常不需要导流。安装过程中并不需要完全断流,这样也大大降低了需要导流的概率。

4）当上游来水量相对较大时,则需要通过水泵进行导流。

4.2.3 清洗

根据现场勘察情况,在修复的4 处管道中,存在不同程度的锈蚀或破损,利用高压冲洗设备无法完成清洗管道锈迹及污垢,需要结合人员进入管道中作业进行人工清除。

1）待修管道主要是通过高压水进行冲洗,根据管道本身的结构情况和淤积情况来调节清洗压力。

2）清洗通常需要高压冲洗设备自动完成。

3）清洗后的管道要求保证衬管可以顺利通过。

4.2.4 衬管的运输,储藏,和现场预加热

原位成型法管道衬管在工厂生产后,缠绕在木质或钢质的轮盘之上,根据管径的不同,一段可为几十米,甚至上百米。其卷盘方式和通常电缆的卷盘方式类似。

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卷盘后的原位成型法衬管的一个优点是为运输提供了极大的便利,一辆卡车可以运送数公里的衬管到工程现场,在运输过程中,衬管不需要任何遮盖,或低温保存等特殊处理。

衬管的现场储存也可以在常温下储存,短时间可以露天储存,如需要长期储存,建议室内储存,或者用蓬布遮盖,以避免长期日光照射。

在单端管道的修复施工中,将与其相应的单个轮盘运到工程现场。

在对待修管道进行清洗的同时,开始实施对在轮盘上的管道衬管进行预加热,通常可以将衬管轮盘放入预制的蒸箱或是用塑料布覆盖。

根据所需预加热的衬管的长度和管径,预加热时间一般需1 小时到2 小时之间。当触摸衬管感觉柔软后即可准备拖入待修管道。

4.2.5 衬管的拖入

衬管在生产过程后的形状为扁形,C 型,或是工字形,其目的是减小衬管的横截面积,从而使拖入待修管道成为可能。

在拖入过程中,下游的卷扬机通过铁链和上游卷盘上的衬管连接,上下游的施工人员通过步话机联系相互配合,保证将衬管顺利拖入待修管道之中。

4.2.6 衬管的成型

当衬管完全拖入后,在上游用水蒸气继续对衬管加热（衬管在拖入的过程中会冷却硬化）,在衬管再次加热并软化后,用专用塞在上游和下游分别将衬管的两头塞住。

管塞的中部有可通过气体的通道。在管道的上游通过管塞中间的通道向管道内吹水蒸气,管道下游的管塞中接阀门,温度和压力仪表。下游的阀门根据温度和压力的情况逐渐关小,衬管内部的水蒸气压力将衬管吹起。衬管首先将恢复到生产时变型前的圆形。然后在水蒸汽的压力下继续膨胀,直至紧贴于待修管道的内壁。

在成型过程中,下游的温度一般不会超过95℃,而压力则由管道的长度和管道的直径而决定,一般不会超过0.15 MPa。

在管道的上游观察到衬管紧贴于待修管道后,则可以停止输入水蒸汽。图3 为原位成型法修复时下游的照片。

4.2.7 成型后的冷却和端口处理

图3 衬管末端伸出母管且呈喇叭状

在原位成型法管道被吹起紧贴于管道内壁之后,在保持压力的情况下,通过塞堵的气体通道向衬管内部输入冷空气冷却衬管。当下游的温度表显示出通流气体温度降到30℃之下时可以释放压力,将两端多余的衬管切掉,安装结束。

衬管在波纹管内部的加衬效果显示,衬管也呈现原管道的波纹形状,表明衬管和待修管道之间紧密贴合。衬管一般伸出待修管道大于10 cm,其伸出部分呈喇叭状,见图3。

如有必要,衬管末端可翻边至原管道的端口,这样的端口处理可以有助于压力管道的接口密封处理。

5 结论

珠海市斗门区七宗水库FIPP 内衬管道修复工程主要存在堵水调水、管道预处理两个方面的难题。在施工过程中需要做好通风工程,保障作业人员安全。在堵水、托管等关键工程节点需要加强监督管理工作,以提升工程整体施工效果。