珠海市斗門區(qū)七宗水庫FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)研究

莫達(dá)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(chǎn)生較大的影響,因此,需要采取針對性的修復(fù)技術(shù)對管道進(jìn)行維修加固,提升水庫工程效益。和傳統(tǒng)的開挖修復(fù)管道技術(shù)相比,原位成型修復(fù)技術(shù)可以高度使用工廠預(yù)制,管道襯管的各項物理、力學(xué)參數(shù)穩(wěn)定,現(xiàn)場施工作業(yè)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(fù)工程的實施效果。

2 工程概況

七宗水庫位于珠海市斗門區(qū),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(jié)構(gòu)等原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固、修復(fù),不改變原有規(guī)模。工程涉放水管涵FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù)的部位有4 處,見表1。

表1 FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù)部位

3 工程難點及重點

3.1 堵水調(diào)水

對于FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù),必須在管道內(nèi)沒有水的情況下進(jìn)行施工,因此施工前必須對現(xiàn)有管道進(jìn)行圍堰封堵、調(diào)水,調(diào)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(zhǔn)備→壩上游第一道圍堰截水→壩上游第二道圍堰截水→迎水側(cè)鋪設(shè)防水土工布→抽水→管口、管道清理→內(nèi)襯管道施工→圍堰拆除。

3.2 管道預(yù)處理

FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù)施工對管道預(yù)處理要求比較高,其直接決定著管道修復(fù)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(fù)更新施工前,應(yīng)對原有管道進(jìn)行預(yù)處理。管道宜采用高壓水射流進(jìn)行清洗。管道變形或破壞嚴(yán)重、接頭錯位嚴(yán)重的部位,應(yīng)按經(jīng)批準(zhǔn)的施工計劃組織設(shè)計進(jìn)行預(yù)處理。漏水嚴(yán)重的原有管道,應(yīng)對漏點進(jìn)行止水或隔水處理。

原位成型非開挖修復(fù)工藝在待修管道的內(nèi)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(dá)到修復(fù)的目的。圖1 為現(xiàn)場施工的技術(shù)示意圖。

圖1 原位成型法管道修復(fù)現(xiàn)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(jìn)行預(yù)處理修復(fù)施工完畢后,即可開始進(jìn)行原位成型修復(fù)施工。現(xiàn)場施工步驟包括以下要點：

1）管道清洗；

2）襯管現(xiàn)場預(yù)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(nèi)壁；

5）快速冷卻；

6）切去多余襯管,修復(fù)后做檢測。

4.2 操作要點

4.2.1 通風(fēng)

1）在清洗過程中,如需人員進(jìn)入管道中作業(yè),管道氣體濃度應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)排水管道維護(hù)安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ 6-2009）表5.3.3 中的規(guī)定。

2）管道作業(yè)前,應(yīng)開啟作業(yè)閘閥和其上下游閘閥進(jìn)行自然通風(fēng),且通風(fēng)不應(yīng)小于30 min。

4.2.2 堵水、調(diào)水

1）管道避開雨天進(jìn)行施工。

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

3）由于采用原位成型法修復(fù)管道速度快,一般一段修復(fù)需要時間在3 個小時之內(nèi),在水流量較小的時候（如夜間）,通常不需要導(dǎo)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(dǎo)流的概率。

4）當(dāng)上游來水量相對較大時,則需要通過水泵進(jìn)行導(dǎo)流。

4.2.3 清洗

根據(jù)現(xiàn)場勘察情況,在修復(fù)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(shè)備無法完成清洗管道銹跡及污垢,需要結(jié)合人員進(jìn)入管道中作業(yè)進(jìn)行人工清除。

1）待修管道主要是通過高壓水進(jìn)行沖洗,根據(jù)管道本身的結(jié)構(gòu)情況和淤積情況來調(diào)節(jié)清洗壓力。

2）清洗通常需要高壓沖洗設(shè)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(xiàn)場預(yù)加熱

原位成型法管道襯管在工廠生產(chǎn)后,纏繞在木質(zhì)或鋼質(zhì)的輪盤之上,根據(jù)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(yōu)點是為運輸提供了極大的便利,一輛卡車可以運送數(shù)公里的襯管到工程現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)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(fù)施工中,將與其相應(yīng)的單個輪盤運到工程現(xiàn)場。

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

根據(jù)所需預(yù)加熱的襯管的長度和管徑,預(yù)加熱時間一般需1 小時到2 小時之間。當(dāng)觸摸襯管感覺柔軟后即可準(zhǔn)備拖入待修管道。

4.2.5 襯管的拖入

襯管在生產(chǎn)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(jī)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(jī)聯(lián)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(dāng)襯管完全拖入后,在上游用水蒸氣繼續(xù)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(nèi)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(jù)溫度和壓力的情況逐漸關(guān)小,襯管內(nèi)部的水蒸氣壓力將襯管吹起。襯管首先將恢復(fù)到生產(chǎn)時變型前的圓形。然后在水蒸汽的壓力下繼續(xù)膨脹,直至緊貼于待修管道的內(nèi)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(fù)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(nèi)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(nèi)部輸入冷空氣冷卻襯管。當(dāng)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(jié)束。

襯管在波紋管內(nèi)部的加襯效果顯示,襯管也呈現(xiàn)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(jié)論

珠海市斗門區(qū)七宗水庫FIPP 內(nèi)襯管道修復(fù)工程主要存在堵水調(diào)水、管道預(yù)處理兩個方面的難題。在施工過程中需要做好通風(fēng)工程,保障作業(yè)人員安全。在堵水、托管等關(guān)鍵工程節(jié)點需要加強(qiáng)監(jiān)督管理工作,以提升工程整體施工效果。