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管道修复与更换

管道修复包括四种修复方法

第一种,CCCP喷涂修复介绍

CCCP技术(Centrifugally Cast Concrete Pipe--离心喷涂水泥内衬管)是美国AP/M公司于2001年在30余年检查井结构性离心喷涂修复经验基础上发展起来的一项用于管道的结构性修复技术,目前该技术已在美国、加拿大等地经大量工程检验的低成本管道结构性非开挖修复技术。 

CCCP技术是将预先配制好的特种水泥灰浆修复材料泵送到位于管道中轴线上由压缩空气驱动的高速旋转喷头上,材料在高速旋转离心力的作用下均匀甩向管道内壁,同时旋转喷涂设备在牵引绞车的带动下沿管道中轴线缓慢行驶,使修复材料在管壁形成连续致密的内衬层。当一个回次的喷涂完成后,可以适时进行第二次、三次喷涂……,直到喷涂形成的内衬层达到设计厚度。CCCP技术的工艺流程如下:



       第一步:管道清理。应彻底清除管道内的淤积物,采用高压水清除管道内部浮泥、松散物和碎片。混凝土表面应采用机械方式处理至表面轮廓系数不小于6级。清除管道内的全部碎屑物,混凝土管道在修补之前,应用水浸泡6~8小时。

 

         第二步:管体结构修补。所有的接口、裂缝、孔洞应按相关规范进行密封和填充;修补后,应保持管道内壁光滑平整。修补材料科采用超高强度、速凝型PL-12,000灰浆材料。

 第三步:喷涂设备就就位。管道表面处理完成后,将喷涂设备连接好输料管、气管及回拖钢丝绳后,放置到待修复管段的末端,调节旋喷头支架,使喷头大致处于管道中轴线高度;与此同时,根据材料的特性要求进行混配浆料。


 
       第四步:回拖喷涂。一切工作准备就绪后,启动空压机、输料泵开始进行喷涂。同时,根据管道直径、一次喷涂厚度及送料排量,计算出绞车牵引速度,确保喷涂厚度均匀。需要进行多层喷涂时,在前一层涂层达到初凝后方可进行下一层的喷涂。在喷涂过程中,若出现供料不及时,则可在原地暂停喷涂,待恢复供料时重新启动旋转喷头。如果在一个修复段出现管径变化,或局部需要改变喷涂层厚度时,则只需要通过计算调整相应的回拖速度即可。 

一、 CCCP技术的主要特点有:

1.永久性、全结构性修复,适用管径为0.25m~4.0 m;

2.CCCP技术是在30年的PERMACAST检查井离心喷涂修复的技术积累基础上发明的技术,技术成熟、可靠;

3.CCCP专用的内衬灰浆材料,高强度纤维增强特种水泥,可在潮湿基体表面喷涂;材料从2001年投入工程应用到现在,材料配方从未变动,性能稳定可靠;

4.特殊的材料配方,使内衬固结体具备了自我修复的性能,只要有水份存在的环境,内衬管具有对毛细裂纹的自修复能力,使内衬具备了永久的防渗性能;

5.全自动双向旋转离心喷涂,涂层均匀、致密;

6.可针对管径、埋深、地下水、地质及管道破损等情况,灵活设计内衬厚度,并可在任意管段变化内衬厚度,最大限度节约修复成本;

7.修复材料与基体表面紧密粘合,对基体上的缺陷、孔洞、裂缝等有填充和修补作用,充分发挥了原有结构的强度;

8.一次性喷涂修复距离可达300m,内衬管连续、无接缝;

9.喷涂设备尺寸小、喷涂速度在调速绞车的精确回拉下进行,不受管道弯曲,转角等限制;

10.对于超大断面管涵和压力管道,可在喷涂层之间加筋(钢筋网、纤维网等),增加结构的整体强度;

11.修复结构防水、防腐蚀、不减少过流能力,设计使用寿命可达到50年以上;

12.设备体积小,专用设备少,一次性投资成本低。

二、 CCCP技术适用范围 

1.CCCP技术可用于修复混凝土管、陶土管、砖砌管、铸铁管、钢管及塑料管材;

2.CCCP技术广泛用于修复大直径污水管道、雨水管道;

3.可通过选用专用树脂、内衬夹纤维网/钢丝网等方式,采用CCCP技术对大直径供水管道进行喷涂修复。


   

 第二种,U型内衬修复介绍:

U-HDPE 内衬修复技术是将外径等于或稍小于旧管内径的 HDPE 管U型缩径后穿插入旧管内,形成"管中管",利用"旧管外能抗挤内能承压"和 HDPE 管"耐腐蚀(酸、碱等)、耐砂磨、不结垢"等特性,形成的"管中管"就具备了完美的综合性能。

U-HDPE管内衬穿插工艺的特点

1.非开挖施工,环保、社会、经济效益显著

2. 施工速度快,一次施工距离长,最长1700m

3.抗震性能好(抗拉、抗裂、抗变形)

4.修复后管道可提高承压与输送能力

5. 防腐性能好(无极性材料,耐各种介质的腐蚀,避免二次污染)。

6.适用于公称直径为Φ100—Φ1200各种类型和规格


  

第三种,碎裂管法修复介绍

1、气动碎裂管法

气动碎裂管法是利用气动锤的冲击力从旧管的内部将其破碎,并将破碎的管道碎片挤压到周围的土层中,同时将新管或套管从气动锤的后面拉入或顶入,完成管线的更换工作(如图6.3-1)。这种方法是英国于20世纪70年代开发成功的,最初主要用来更换煤气管道,后来相继用于自来水和重力管道的更换。

迄今为止,气动碎裂管法是上述所有碎裂管法中使用的最多的一种,广泛的应用于各种大型的碎裂管法施工项目中。

在气动碎裂管法工艺中,爆管头是一个锥形的土体挤压锤,并由压缩空气驱动在180~580次/分钟的频率下工作。气动锤对爆管头的每一次敲击都将对管道产生一些小的破碎,因此持续的冲击将破碎整个旧管道。爆管头的敲击过程中还伴随来自钢索施加的拉力,钢索通过旧的管道连接到爆管头的前端。其作用是使爆管头对旧的管道的管壁施加一个压力加速其破碎并且拉入爆管头尾部连接新管道。



 

 图6.3-1气动爆管系统

 爆管过程需要的压缩空气由空压机提供,使用一个软管通过新管道将空压机和爆管头的尾端连接。压缩空气和拉力钢索都各自保持一个恒定的压力和张力。在爆管头到达接收坑的工作过程中,爆管施工尽量不要中止。

 2、静拉碎裂管法

 在静拉力爆管系统中,只通过施加在爆管头上的静拉力来破碎旧管道(如图6.3-2)。使用钢索或钻杆穿过旧管道连接在爆管头的前端来施加静拉力。因此作用在爆管头上的静拉力应该足够的大。锥形的爆管头将水平的静拉力转变为垂直轴向发散的张力来破碎旧管道,为安装新管道提供空间。

(a)安装钻杆


  (b)连接碎管工具和管道


  (c)破碎旧管道同步拉人新管道

图6.3-2静拉碎管技术工作过程

  如果是使用钻杆作为拉力施加的介质,则爆管的过程是间断地而不是连续的。在爆管施工之前,通过接收坑将钻杆安装并连接到爆管头前端,新的管道连接到爆管头的末端。每一个爆管回次,接收坑中的液压拉力装置将钻杆拉回一段长度(单个钻杆的长度),然后卸下一节钻杆后继续回拉,直到将所有的钻杆拉回。如果使用钢索作为施加拉力的介质,回拖过程可以是连续的。然而,一般的钢索系统不能像钻杆系统那样将巨大的拉力传递给爆管头。

 施工工艺流程:


优缺点:

1.碎(裂)管法相比开挖法具有施工速度快、效率高、价格优势、对环境更加有利、对地面干扰少等优势,较好的解决了更新管道无管位,特殊路段禁止换管的难题。

2.可以更换水泥管、陶瓷管、铸铁管、球墨管、钢管、保温钢管、石棉管。

3.通常更换管径增容至30%左右,小口径在条件许可情况下最大可扩容至150%。

4.更换管道直径为100mm至600mm。

5.与其它管道修复方法相比,碎(裂)管法的最大优势在于它是唯一能够采用大于原有管道直径的管道更换原有管道,从而增加管道的过流能力的施工方法。研究表明,碎(裂)管法非常适合更换管壁腐蚀超过壁厚80%(外部)和60%(内部)的管道。

6.碎(裂)管法的局限是需要开挖起始工作坑和接收工作坑。 


      

 第四种,不锈钢内衬修复法

1.技术原理

不锈钢内衬法,是在旧管道内部穿插内衬薄壁不锈钢管,或将不锈钢板采用卷板形式在管道内部进行焊接,整体成型。其不锈钢内衬层具有耐腐蚀、寿命长、承压高、内壁光滑、不易结垢等优点,管道内衬修复后能起到堵漏、提压、防腐、降阻的作用。不锈钢内衬技术具有施工周期短、临时占地面积小、安全可靠、不阻碍交通及周围环境等显著特点。

2.不锈钢内衬法技术特点

a. 对旧管道清洗质量要求低

b. 施工周期短

c. 一次穿插距离长400~500m,管内焊接内衬法可穿过任意角度的弯头。

d. 适用范围广,适用于Φ600mm-Φ2200mm的各种材质旧管道的修复。

 3.工艺流程

                               




 

 

陕西中科非开挖技术股份有限公司