大口径给水管道非开挖修复方法

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Mr_Zhou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】:大口径给水管道的非开挖修复技术对于降低修复成本、避免影响城市交通具有非常重要的意义,本文以下内容将对几种大口径给水管道非开挖修复方法进行研究和探讨,以供参考。
  【关键词】:大口径;给水管道;非开挖修复
  中图分类号:TU991.36 文献标识码:A 文章编号:
  
  1、前言
  给水管道在长期使用中会受到腐蚀或机械外力作用而损坏,如果不及时处理,会带来严重的后果。如给水管道因腐蚀损坏,会使水质在输送过程中受到二次污染降低,腐蚀造成的管内壁结垢会缩小管径、减小输水量、增大能耗。受损严重的管道会在运行中突发性爆管,造成财产损失、和安全事故和负面影响。而一般给水管道是沿着道路布置的,在以往的给水管道修复中,一般是采用明开挖更换管道的方法施工,但是这不仅浪费了大量人力、财力,更重要的是影响了城市的交通,随着科技的发展及修复工艺的改进,多种非开挖修复方法被运用到了给水管道的修复中,大大提高了效率、降低了成本的同时,也尽最大努力降低了对城市交通的影响,故对其进行分析具有非常重要的意义,本文以下内容将对大口径给水管道非开挖修复方法进行研究和探讨,以供参考。
  2、非开挖修复技术概述
  非开挖技术是在不开挖(或少量开挖)在地表的情况下,进行地下管线的敷设、更换和修复的施工新技术,其具有如下几个方面的优势:针对老、旧管道设施的改造,能同时满足结构更新和扩容的需求;最大限度地避免了拆迁麻烦和对环境的破坏,减少了工程的额外投资;局部开挖工作坑,减少了掘路量及对公共交通环境的影响;采用液压设备,噪声低,符合环保要求,减少了扰民因素,社会效益明显提高;施工速度快、工期短,有效降低了工程成本;工程安全可靠,提高了服务性能,有益于设施的后期养护。综上所述,可知其具有较高的社会经济效果。目前管道修复技术总体上可分为整体修复和局部修复两大类。整体修复通常指对某一段管进行整体的加固和修复, 防腐、防渗、增加结构强度的目的;局部修复通常指对管道接口等损坏点进行防渗堵漏修理的一种做法,此法针对性强,可以降低维修费用,但不能提高管道整体结构强度。非开挖修复技术源于20世纪70年代,并于90年代传入我国,目前被广泛应用于给水、排水等领域的新管道建设和旧管道修复。
  非开挖技术与传统的开挖施工技术相比成本是比较低的。①直接成本。直接成本是指与管线施工直接有关的费用,主要有:规划、设计和监理费用;施工费用(支付给承包商和供应商的费用);现有管线的改线费用;交通路线的改线费用;地面的复原费用。②间接成本。间接成本主要是指由于工程施工影响地面的商业活动和损坏财产而给予的经济补偿,包括:路面损坏补偿、地下管线损坏补偿、影响商业活动补偿;对人员伤亡的补偿。③社会成本。社会成本是指由于工程施工而对地面的交通、环境、生活和商业活动的干扰和破坏,包括:对市民生活的干扰;对交通的干扰(交通堵塞、道路改线、交通事故);对商业和工业活动的干扰;增加事故的发生率;环境的污染(破坏绿化、地下水、噪音、废气、振动、粉尘和污泥等)。有研究表明,总的社会成本与直接成本约在同一个数量级,有时甚至更高,因此,在选择施工方法时,除了考虑技术因素(深度、地层和设备的能力等)外,还必须考虑上述各种成本因素。然而,在许多情况下难以对间接成本和社会成本作出定量的分析和计算,而只能作一大致的估算。④非开挖法与开挖法直接成本比较。在进行施工成本比较时,一般以道路开挖施工法的施工成本为基准为100,而非开挖法为34。当考虑间接成本和社会成本时,在特殊条件下非开挖施工的成本要比开挖施工的成本更低。
  3、非开挖方法在大口径给水管道修复中的应用
  根据作者多年的实践经验,认为非开挖方法在大口径给水管道修复中的应用主要有如下几个方面:第一,软管内衬法修复技术。软管内衬法,也称原始固化法(CIPP),是在现有的旧管道内壁上衬一层浸渍液态热固性树脂的软衬层,通过加热(利用热水、热汽或紫外线等)或常温使其固化,形成与旧管道紧密配合的薄层管,管道断面几乎没有损失,但其流动性能大大改善了。软衬法的施工方式有2种,翻转浸渍树脂软管内衬法和CIPP拉入法树脂内衬法。①翻转浸渍树脂软管内衬法。该技术使用浸透热固性树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料,将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处,然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面,并与旧管的内壁粘结。当软衬管到达终点时,即刻向管内注入热水或蒸汽使树脂固化,形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化后,软衬管形成形状与原管一致、内径比原管稍小的新管。②CIPP拉入法树脂内衬法。CIPP拉入法树脂内衬法是采用有防渗薄膜的无纺毡软管,经树脂充分浸渍后,从检查井处拉入待修复管道中,用水压或气压将软管涨圆,固化后形成1条坚固光滑的新管,达到修复的目的。从国外旧管修复情况来看,由于这项技术适应性强、质量可靠,利用检查井作业,可以做到一锹土不动,是真正意义上的非开挖,已在排污管道修复上得到广泛的应用。通过软管内衬法修复技术修复的管道过流断面的损失基本可忽略,但其流动性能却大大改善。该类修复技术可修复铸铁管、钢管及混凝土等多种材质的地下管道,既可用于供水、污水及燃气管道的修复,也可用于化工等工业管道的修复,尤其适用于城市中交通拥挤、地面设施集中或占压严重、采用常规开挖地面的方法无法修复和更新的管道。该修复技术具有全天候施工、无接头且流动性好、可适应非圆形断面和弯曲的管段等优点,可适用管径范围为50~2000mm的各类管线的修复;其局限性是对管道清洗的要求高、成本大、树脂固化时间长(一般在5h以上)以及每段施工编织管均需单独定制。第二,U型内衬HDPE管修复技术。U型内衬HDPE管修复技术通常也称为紧密结合内衬法,其原理是采用外径比旧管道内径略小的HDPE管,通过变形设备将HDPE管压成U型并暂时捆绑以使其直径减小,通过牵引机将HDPE管穿入旧管道,然后利用水压或气(汽)压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径,使HDPE管涨贴到旧管道的内壁上,与旧管道紧密的配合,形成HDPE管的防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构。采用先进的生产工艺和技术,通过热挤塑而成型的HDPE管,具有良好的耐热性和耐寒性、化学稳定性好、耐腐蚀、内壁光滑、流动阻力小、强度高、韧性好、重量轻等特点。成品HDPE管的内壁光滑,不易结垢,表面粗糙度仅有0.01mm,摩擦阻力系数极小,故在相同水流量下,其内径只需新不锈钢管的96%、球墨铸铁管的93.6%,服役10~20年的球墨铸铁管的87.8%、水泥管的90.7%。用在灰铸铁管修复场合,尽管管道流通截面积缩小了许多,但流体输送能力可以提高约20%左右。这也是使用HDPE管道可做为“管中管”修复其它材质管道的优点之一。HDPE管的另一个特点是,成型的HDPE管具有形状记忆功能,当其受到一定外力发生形变后,在去除外力数小时后,HDPE管会恢复到原来的直径。因此,选择外径比待修复管道内经略大一些的适合HDPE管,经过等径压缩或变形压缩(如压为“U”形)的特殊处理,使其外径远小于待修复管道内经,然后通过牵引设备将其插入待修管道之后,HDPE管的形状记忆功能会使其外壁与被修复管道的内壁紧密结合。压缩成“U”型的HDPE管插入待修管道后,首先将“U”型端头恢复为圆型,并焊接特制的PE法兰转换接头,向管道内充入压力约为0.15MPa的压缩空气,在此压力下缠绕带会被胀断,HDPE管恢复原状。充气压力维持时间不宜少于2小时,一是保证HDPE管外壁与待修管内壁达到紧密结合的要求,二是通过压力表观察HDPE管的密闭情况,检查HDPE管在牵引插入母管的过程中是否受到损坏。管道修复后在使用过程中,由于管内存在介质压力,内衬管最终会紧贴于原管内壁。此类修复技术一般适用于结构性破坏不严重的直圆形管道,可适用管径范围为75~2000mm,管线长度1000m左右的各类管道。该技术因其具备卫生性能良好、过流断面损失小、变形适用范围大以及可长距离修复等优点,已广泛应用于给水等相关管网修复工作。第三,薄壁不锈钢内衬修复技术。其是在管道内部内衬钢板,钢板采用卷板形式,在管道内部进行焊接,整体成形。在管道内部内衬钢板能增加管道的整体抗压性,还具有防渗的效果。由于不锈钢内衬可以阻止管道内壁腐蚀,减少管道内壁粗糙度,增加了水的过流量,使内衬后的管道更安全、更轻便,更经济、使用寿命更长,达到修复的目的。从该技术问世以来,由于这项技术适应性强,质量可靠,已在供水管道上得到了應用。不锈钢薄板内衬与原有管道内壁之间的间隙,采用注浆法灌注水泥灰浆,水泥灰浆为无溶剂、低收缩、粘合力强的高分子材料,注浆液固化后,形成一内外固定的坚实夹层,保证管道的修复质量和效果。不锈钢薄板作为给水管内衬修复材料,比其他种类的材料具有更多的优越性。它耐腐蚀、不结垢、摩阻小、无毒无污染,埋地使用寿命长于钢管及铸铁管,在国际及国内给水行业中得到广泛的认可。第四,管道喷涂衬装。该方法将水泥砂浆作为喷涂材料,通过在卷扬机拉力作用下的旋转喷头或者人工方法将材料直接喷涂在原管道内壁以进行翻新。施工时需沿管线在合适的地方设置工作坑(间距为100m)。喷涂衬装前必须将原管道清拭干净并用专用的探察设备(CCTV)进行探视以保证管内壁没有残留物和附着水,一般水泥砂浆的喷涂厚度为4mm。需要注意的是,喷涂材料有时会对水质产生影响,所以在对给水管道进行喷涂衬装时,材料的选择就尤为重要。第五,内胀圈法。内胀圈工艺是专用于大口径管道接口错位、渗漏严重的非开挖修复工艺技术。其原理是采用特种橡胶制成的密封圈带,从管道内部盖住待修复的接口处,橡胶止水带每边具有五条制水线,用两条不锈钢钢带对胶皮两侧进行密封,通过专用液压钳对不锈钢带施压,不锈钢圈在外力的作用下外张,实现了对橡胶密封带施加压力,当压力达到一定值时,选择长度适当的楔片,将钢带固定,两侧使用相同的方法,达到密封止水的效果,使管道恢复设计承压能力,能够保证管道的正常运行。内胀圈法修复工艺适用于管径为DN600-DN3000的球墨铸铁管、钢管、预应力混凝土管、PVC管和其他合成材料的管道修复和维护工程。此修复工艺土方开挖量小,对管道外部施工环境和铺设环境要求不高,工期短,不受温度限制,投资少,修复后管道提高了安全可靠性。但此修复技术只适用于管线接口的修复和管身有环向裂纹的情况,不适用于大面积的损坏或纵向裂纹的管道。
  4、非开挖施工修复技术的前景
  非开挖修复的方法整体优势在于修复的负面影响小,修复所占用场地比较少,对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响很微弱。因此推广非开挖修复技术在给水管道修复领域的运用势在必行。
  非开挖修复推广的难度在于技术较为复杂,使得很多中小城市望而止步,其实综合考虑交通,周围管线开挖的危险、市民的生活质量等等因素,特别是近年来科技的发展,非开挖修复的应用正在不断普及,相信在不久的将来,其必将被广泛的应用到大口径给水管道修复工程中。
  5、结尾
  以上内容首先非开挖技术进行了介绍,随后对非开挖方法在大口径给水管道中的应用进行了研究和探讨,表达了自己的观点,提出了自己的见解。但是作者深知,作为一名技术人员,必须要时刻站在科学技术的前沿,多学习、多总结,在实践中不断提高自己,只有这样才能为我国的给水事业做出更大的贡献。
  【参考文献】
  [1]《地下管道非开挖修复技术》马晓春等,地质出版社
  [2] 《非开挖铺设地下管线工程技术》颜纯文等,上海科学技术出版社
  [3]《非开挖铺设地下管线施工技术与实践》叶建良等,中国地质大学出版社
其他文献
摘要:国内某钢厂高炉喷煤一直以来采用无烟煤喷吹,后采用无烟煤加烟煤混合喷吹的方式。为提高烟煤配比,该厂通过工艺操作、设备、制度管理及混喷前期改造等方面采取一系列措施,从而达到了全厂平均烟煤配比60%,挥发分最高25%的好成绩。  关键词:喷煤 混合喷吹 烟煤配比  中图分类号:S884.9+4文献标识码: A 文章编号:  前言  喷吹辅助燃料技术是现代高炉炼铁生产广泛采用的技术,也是现代高炉炉况
期刊
摘要:混凝土后浇带的设计和施工合理与否,都将直接影响到结构的安全性、持久性与经济性。建筑工程中的后浇带的施工必须严格根据设计的方案、规范及工程具体情况,合理设置后浇带位置和大小及内部的分布。本文探讨了建筑工程中后浇带施工技术。  关键词:建筑工程;后浇带;施工;技术  中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:     高层建筑施工的时候,由于主楼和低层楼两者存在差异沉降、温度应力以及钢筋混
期刊
摘要:目前大部分建筑内采用的消防应急疏散标志灯都是以单体形式存在,这种形式的应急标志灯本身具有很大的缺陷,其使用一年后大多会有自身故障出现,若是发生火灾,会由于设备故障形成逃生疏散盲区。这很容易造成火灾中人群混乱,严重影响人群疏散。鉴于此状况,本文就智能消防应急照明疏散指示逃生系统展开研究,提出集中控制性消防应急照明疏散系统的设计。  关键词:设计;  中图分类号:TU998.1 文献标识码: A
期刊
摘要:随着社会的发展与进步,重视钢结构设计中的振动问题对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍钢结构设计中的振动问题的有关内容。  关键词 : 振动;钢结构;设计;原因分析;问题;  中图分类号:TU391文献标识码: A 文章编号:  引言  钢结构的动力计算是结构设计中应重视的问题, 特别是当设备转速较低时( 转速f < 100 r/min) , 如果忽视或仍按静力方法加大安全系数来考虑设计中
期刊
摘要:目的 通过调试使所用工艺发挥更好的处理效果。 方法:通过按时巡检查看,发现故障及时排除,随时投加微生物所需营养。结果:在苏北农村生活污水处理过程中发挥了很好的作用。 结论:活性污泥法处理生活污水是比较成熟工艺,但是抓住调试过程中的要点可以让它发挥更好的作用。  关键词: 活性污泥法,调试方法,A2/O工艺。  中图分类号: G812.42文献标识码:文章编号:  活性污泥法是比较成熟的工艺,
期刊
摘要:设计的好坏很大程度上决定了竣工后的建筑产品的寿命极其价值,因此要将工程造价的控制重心转移到设计阶段上来,把握住造价控制的主动权,就能取得事半功倍的效果。本文探讨了设计阶段降低建筑工程造价的途径和措施。  关键词:设计阶段;降低;建筑;工程造价;措施  中图分类号:TU723.3 文献标识码:A 文章编号:     建筑工程造价的管理工作是一个系统的管理过程,科学确定,系统控制是建筑工程造价预
期刊
摘要:加强工程测绘在土地开发整理中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验,对工程测绘在土地开发整理中的应用进行了研究,具有重要的参考意义。  关键词: 土地开发整理; 测绘技术; 应用分析; 应用程序; 效果分析  中图分类号:F301.0 文献标识码:A 文章编号:     1 引言  土地开发整理从前期项目论证开始,就需要现代测绘技术及其成果的支持,并规划出理论上的开发数据,从
期刊
摘要:室内土工试验成果是建筑物基础设计及选材的重要依据,本文从样品制备、试验操作过程、试验数据的处理等方面探讨了提高室内土工试验准确性的有效措施。  关键词: 土工试验, 样品制备, 数据处理;有效措施  中图分类号:P435 文献标识码:A 文章编号:     室内土工试验是对岩土试样进行室内试验,获得岩土物理性、力学性、渗透性等指标。这些指标是评价场地地质条件的重要依据,为工程设计和施工提供了
期刊
摘要:南艳湖公园概念规划以保留自然空间和自然肌理的完整性作为设计的重要原则,尊重植被自然演替的基本生态功能,通过对人工湿地净化和生态雨洪管理技术的运用,力图营造一个融合自然体验、环境教育、文化体验、休闲游憩等复合功能的城市标志性中央公园。  关键词:南艳湖;概念规划;自然生态;雨洪管理    Abstract:Nanyan Lake Park concept plan retain the int
期刊
摘要:随着社会经济的发展,国家和社会对防灾减灾的要求越来越高,防洪和抗旱面临一系列新情况、新问题,需要我们认真研究和解决,不断完善对策和措施。同时全球气候变暖,极端天气事件增多,水旱灾害广泛性、突发性、严重性的特点更为明显,防御难度加大,防汛抗旱工作面临许多新情况、新问题和新挑战。  关键词:防汛 抗旱 减灾 挑战 提高   中图分类号:P46 文献标识码:A 文章编号:     近年,全球气候变
期刊