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1、翻转内衬法用于供水管道修复浅析广州市自来水公司 王晓东、崔丹、张黎明、谢旳广东供水2009年第四期点击数：7641国内非开挖技术概况根据不完全统计，2008年我国利用非开挖技术完成的管道修复和管道 更换工程量达229.4公里，略多于2007年的210.8公里。历年我国非开 挖管道修复和更换的工作量见下图：2008年我国非开挖管道修复和更换工程具有以下几个特点：大部分管道采用的是改进的内衬法（模压法、拉拔缩径法和折叠变形法）, 占全部工程量的62.4 %,翻转内衬法（CIPP ）所占比例也较大，约15.3 %;修复的管道类型中工业管道和自来水管道所占的比例较大；所修复的管道直径均在2米以下，主要
2、为0.51.0米的管道，管材以 钢管为主。2国内翻转内衬法应用及厂家情况经从相关厂家和水司多方了解，翻转内衬法在国内供水行业应用较少， 基本还处于试验阶段。在污水、排水行业应用较多，因为污水和排水管道对 卫生性能、密圭寸性能要求较低，而且有检查井可作为施工时的工作井，避免 开挖路面。国内有能力实施翻转内衬法的厂家情况如下：（1）中拓管道清洗修复工程有限公司该公司为中原油田行业公司成员单位，是国内首家以非开挖技术作为主 导的管道清洗、修复、监测的专业化公司。该公司目前拥有“U型HDPE管穿插法、复合材料软管翻转法（ CIPP ）、涂覆法、内衬不锈钢法等多种非开 挖修复技术。该公司在深圳、南京、湖
3、南岳阳、武汉等水司采用 CIPP 翻转内衬法修复过 供水管道。（2）管丽环境技术（上海）有限公司该公司是成立于 2003 年 12 月的外商独资企业，从日本引进了 CIPP 翻 转内衬发管道非开挖修复技术。至 2008 年 12 月底，完成相关工程业绩 40 宗，修复管道总长度达到 7100 米，业务区域主要在上海、浙江、湖南等地， 主要工程类型为污水、排水管道修复。（3）上海阿思列夫非开挖工程有限公司该公司是由丹麦派尔公司直接在中国设立的分公司。丹麦派尔公司成立 至今已有 60 年历史，是世界第二大非开挖管线修复工程公司。该公司业务 区域在上海市，与自来水、污水、天然气管道公司都有合作。 2
4、004 年该公 司在上海四平路首创世界最大口径非开挖压力管道翻转内衬修复工程 DN1500 。（4）上海华焰燃气管道工程技术发展有限公司该公司是原上海市煤气公司改制成立的一家专门从事非开挖和燃气、自 来水、化工等管道特种技术开发和施工一体化的科技型施工企业。该公司采 用非开挖技术的主要工程类型为燃气管道。（5）河北肃安实业集团有限公司该公司是一家多行业、 跨地区具有综合实力的集团公司， 注册资本 3000 万元，下设八个分公司、六个联合体，掌握 U-HDPE 内衬穿插法、 CIPP 翻 转内衬法等非开挖修复技术。该公司主要业务区域在北京市及少量外省市， 主要工程类型为煤气管道修复，有北京市自来
5、水管道修复的实例。（6）香港其士国际集团公司其士集团 1970 零年在香港成立。经过三十多年的发展，现已成为一家 跨国综合企业，业务遍及中国、东南亚、欧洲、北美洲、澳洲及中东地区。 其士集团于 1998 年开拓管道翻新业务，并于香港成立首间管道翻新公司。其士管道科技采用比利时诺道公司衬管材料及 CIPP 修复技术，擅长翻新直 径 75 亳米至 1,200 亳米的各类管道，在香港地区有较多工程实例。3 管道非开挖修复技术对比3.1 传统的内衬法（小管穿大管法）施工时将一直径较小的新管插入或拉入旧管内，新管和旧管之间的环形 空间通常用灌浆固结。该方法施工简单，对工人的技术要求低，施工速度快，投资少
6、。缺点是 过流断面损失较大、环形间隙要求灌浆、支管连接需开挖进行、一般只适用 于圆形断面管道。该方法目前已较少使用。3.2 穿插内衬法分为普通的 HDPE 缩径法、 U-HDPE 穿插法等。这种修复技术是在施工 前，临时将新管的断面减小， 就位之后再使它膨胀恢复到原来的大小和形状， 以保证与旧管紧密结合。新的衬管首先减小尺寸 （在现场或加工厂 ） ，随后插 入旧管，最后使用热力、压力或自然的方法恢复原来的大小和尺寸。该方法的优点是：不需灌浆，施工速度快；过流断面损失很小；可适应 较大曲率半径弯管；可长距离修复，接头少，甚至没有；可在开挖的工作坑 或人井内进行施工。缺点是：支管接头需开挖进行；旧
7、管的结构破坏会导致 施工困难；不同的方法对操作人员技术要求不同。3.3 CIPP 翻转内衬法CIPP 翻转内衬法即把灌浸有热硬化性树脂的软管材料运到工地现场， 利 用水和空气的压力把材料翻转送至管道并使其紧贴于管道内壁，通过热水、 蒸气、喷淋或紫外线加热的方法使树脂材料固化，在旧管内形成一根高强度 的内衬树脂新管的方法。该类型修复技术还有牵引法内衬。该方法的优点是：施工速度快；没有接头、表面光滑、流动性好；可适 应非圆形断面、弯曲的管段和有小变形的地方；可利用现有的人井或少量开 挖作为入口；新旧管之间没有环形空间、新管具有防腐、抗渗的功能。缺点 是：需特殊的施工设备，对工人的素质要求高；工程规
8、模小时，成本较高； 树脂固化时间较长；每个工程要求不同的编织管；旋工时，必须控制地下水 的渗透。3.4 其它方法 其它方法还有螺旋制管法、爆管法等，由于采用较少，这里不做比较典型管道修复方法对比工法优点L安装新管吋，不影响旧菅供水。厳工技术成熱具备施工能力的单位乩工程完成后开灭接驳均可采用常规 的方怯、可采用不停水开旻，管理方便0i.S开挖路面就工，赔偿踣面修复叢 用42黒响交通。氏需要地下管廊空间进行施工。H&PE 穿插法h对父通崑响较小，不占用地下管廊空 间。2施工逮虞快。乩过流断面损失很町54-新管摩阻系数小，卫生等级高。 乩可适应较大曲率半径音管5可长距离修复，接头少。V-可在开挖的工
9、作坑或人幷内进行施 工&新1日管之间没有空隙，不零要灌黎， 9施工费用低于正常修篦。10.衬管冋完全承受供水压力。1-施工期间需要停水或安装临时営供 水.2. HDPE菅在穿插之前霍要较大的馳 排放。3. 不同的施工方法有不同同支术要求o 4施工完成后开叉接驳需要断管逍 行需要采用专用的接口址理方法。 乐需艮旧管内壁清洗后比较光臥6.内衬管材需要1日菅开JL后测量內軽 后定做*CIFP 翻转 内轩法基本不影响玄通*不占用地下管廊空N长距离修复时，施工配合较纽 适成 工程时间较长。乳施工逮度快。乩没育接头、表面光滑、摩阻系数dJ h可适应非H形断面、弯曲的管段和有 小变形的地方。&可利用现有的人
10、井或少量幵挖作为 入口排水管道可以直接制用现育检查 井*新旧管之间结合紧密=没有环形空 间、新管具有防関、抗濤的功能。1-MXS用局干正常修复方法，工程规 摸越小单位成本趣高。N施工期间需要停水或安装临时管供 水3需要特殊的施工设亀对工加支术要 求较高，投资较俎九霄蔑控靑哋下水的渗豪氐每个工程需要运制不同的编织管。6.衬管材科没有国内卫生剖门颁发的 卫生许可批件诺道公司材料育酣晦 测报告儿化根癖殳计衬管厚度，需要与旧管一起 承受压力。8.施工完成后$幵叉接驳时畫更匝冒? 需要采用专用的端口处理技朮处理接 口。CIPP翻转内衬法与HDPE穿插法相比，适应的范围更广，但对材料、 施工技术的要求更高
11、。4广州水司工程实例介绍4.1项目背景修复管道位于黄石东路，材质为砼管，总长度 330米，安装于1990年。 由于管材自身的脆性及管道接口橡胶圈老化等原因而经常发生爆漏，严重影响供 水和交通安全。由于该管位于中心城区主干路的车行道上，较难按常规大开挖工 艺实施管道更新，所以决定试点使用翻转内衬法进行修复。4.2施工过程4.2.1 施工准备待修复的D600砼管管面覆土约1.2米，新设置市政管道常用的圆形砖砌 阀门井形式作为内衬修复工艺临时工作井， 且工作井盖采用预制钢筋混凝土阀门 井盖，夜间施工时打开井盖作业，白天复盖恢复路面交通。工作井开挖深度为管 底以下30-50厘米，所需空间不仅能满足将衬
12、管插入原管的需求，还能满足一 个工人的施工工作空间。4.2.2管道清洗本工程采用机械清洗和高压水清洗相结合的方法，配以内窥镜检测，以管道内壁无尘、无颗粒、无油垢，无超过 1cm尖锐突起为合格，管道清洗是本工艺 中时间最长且最为重要的一道工序，管道清洗的干净程度将直接影响内衬施工效 果。主要包括清洗管及残留水及碎屑物的清除两项工作。清管操作是采用清管器 以低速通过严重结垢的管道内壁，彻底清除附在其上的结垢物、沉积物、原涂层 的松疏或变质的残留物以及其它外界异物。碎屑物的清除操作是采用柱塞器通过 砼管内壁，以清除管内壁的残留水及碎屑物。4.2.3翻转内衬将充满树脂的内衬管通过翻转舱内的滚筒挤压并卷
13、入翻转压力舱内。整条内衬管最后将拉成一卷。内衬管的另一端被固定在一个翻转头上。图1内衬现场实况图内衬管在舱内空气压力的作用下，将从里面向外翻，因为翻转，原本处于外 表面的涂层将成为内表面，也就是翻转以后新的管道内壁，而涂满树脂的织物支 撑结构则与原管道内壁相贴。在空气压力的作用下，衬管在管道内以每分钟约2 米的速度前进，且该速度可以通过翻转舱内滚轴的转速来控制。在穿管过程中，内衬管是在没有摩擦的情况下进入原管，避免了其遭到损坏 的风险。此外，内衬管的直径只比原管直径有轻微缩小， 它的延长性和极大的柔 韧性使其能在较低的翻转压力下达到标准的直径值。因此，内衬管可以自然抵消 母管内已存在的各种问题
14、：如母管的直径变化，管道部分缺损，甚至椭圆状的变 形等。多余的树脂可以用作填充母管内表面的不平 ，孔眼，缺损，凹槽等各种缺陷。424衬管养护待内衬管到达工作井末端后并露出约 1米的长度时，将其末端固定，接着 在多出部分的内衬管上插入一些用来释放空气的管子，这些管子同时连接在一个 放散筒上。然后一端通过翻转车上的蒸汽锅炉将蒸汽注入衬管内，另一端通过放散筒释放蒸汽。这样衬管内的温度就开始不断升高 ，达到某一恒温直到环氧树脂 固化。内衬固化采用常温带压固化。环氧树脂的固化时间取决于以下因素：工作段长度,母管直径,地下情况,使用 的蒸汽锅炉功率以及空气压缩机的流动速率。 本工程采用常规参数，固化压力为
15、 0.08Mpa，固化时间约6小时。当环氧树脂固化后，停止输入蒸汽改用冷空气 进行降温，直到衬管内的温度达到常温。图2蒸汽养护设备425 管道末端处理管线内衬固化工序完成后，切除管端多余内衬，管口端部采用专业密封胶和 不锈钢压环使封口加强。末端处理是为衬管末端提供机械保护并在母管与衬管间 形成一个平滑均匀的过渡面，从而防止衬管因长期使用而造成端口损坏。 每段衬 管两端都以此种方法处理完成后，传统的管道连接方式均完全适用。图3末端机械密封系统示意图（说明：1母管；2衬管；3快速密封剂；4塑料垫圈；5不锈钢环）4.2.6连接维修对于今后的维修养护或安装新支管，只需要用慢速切割机将衬管后的管道割 断，在两边安装套环，然后用传统的连接方法连接。例如原管道是铸铁管，先在 切割边装一个不锈钢套环，然后用铸铁套筒或铸铁法兰安装一个新的三通。4.3技术经济比较在对黄石东路北侧DN600混凝土管实施非开挖翻转内衬修复新工艺试验 的同时，在该路段南侧车行道上实施大开挖工艺安装 DN800球墨铸铁管，两种 工艺不同口径的供水管道安装费用作经济对比，见下表：表1两种施工工艺经济比较表序号项目费用名称D肥00希罰E用它内衬修复 工艺费用（元/米）DN300球管来用大开挖施工 工艺
