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城市燃气管道修复方法的比较分析

浏览: 发表时间:2020-08-17 13:50:15

城市燃气管网的改造将涉及大批管网的更新,在交通繁忙地段采取原有的开挖路面埋设新管的方式将无法满足新形势下城市建设的要求。非开挖管道更新修复技术无疑将弥补原有技术的不足,尽量减少对交通、周围环境的影响,降低施工成本。

一、管道更新修复技术的方法

管道更新修复技术主要有:用于管道更新的裂管法施工技术(又称胀管法、碎管法、爆管法),既可用于管道更新也

可用于管道修复的管道穿插技术,用于管道修复的翻转内衬管道修复技术。

(一)裂管法

目前旧管线更换以裂管法为主,通过破碎已经存在的旧管线,更换直径与之相等或更大的新管线。该工艺可以对灰口铸铁管、无筋水泥管、钢管、石棉管、陶瓷管等脆质管材进行破裂,铺设的新管线可以是高密度聚乙烯管、陶瓷管、钢管等。裂管法不但可以更换同等尺寸的管线,还可以更换更大尺寸的管线,可以将原管径加大20%~30%,这是裂管法特有的优势。

按动力性质不同,裂管设备可分为气态动力裂管系统和静态动力裂管系统。

1,气态动力滴压空气)裂管系统

气态动力(高压空气)裂管系统即遁地穿梭矛(夯管锤),工作原理是依靠高压空气产生冲击力,通过一种“环状”压力作用于旧管线中,使其受压而破裂。这种技术由气体冲击矛与相应的胀管器组成。依靠撞击动作来破坏冲击矛壳体外的旧管线,同时通过胀管器挤压旧管线碎片进入周围土壤为新管线提供空间。卷扬机钢丝绳与冲击矛头部的拉环连接,卷扬机始终提供一种稳定的拉力保证裂管时冲击矛正确的方向与倾角。

2,静态动力裂管系统

静态动力裂管系统(液压裂管)的工作原理:首先将钻杆插进旧管线中,然后钻杆与切割刀头、胀管头、拉管器、新管线相连。刀头切割旧管线,胀管头胀裂旧管,同时挤压碎片进入周围土壤以容纳新管线。

(二)管道穿插技术

管道穿插技术根据穿插管的口径可分为异径非开挖穿

插以及挤压穿插技术,挤压穿插技术按照挤压形式的不同,又可分为均匀缩径法以及u型压制法。

由于耐腐蚀、使用寿命长、焊接及维修方便等优势,PE 管材料已广泛应用于中低压燃气管道,同时PE管具有良好的柔韧性,易于弹性变形便于牵引,适合进行穿插作业。

1,异径非开挖穿插

异径非开挖穿插是在原有较大口径旧管中穿插较小口

径的新管,采用卷扬机等作为动力。完成新管线的敷设。由于天然气的热值和输送压力均高于人工煤气,在相同热能需求的情况下,天然气管道的口径可以比输送人工煤气的管道口径小,同时PE管的管壁光滑,输送能力比钢管提高30%。因此,在旧管道中穿插较小口径的PE管同样能够满足用户的需求。

2,挤压穿管

非开挖挤压穿插完全适应PE管的可塑性,经压缩并恢复的管道不影响PE管的各项技术指标。

(1)均匀缩径法

该方法是把一定厚度的、外径略大于旧管的高密度聚乙烯管,用特制的均匀缩径设备,径向缩小聚乙烯管,通过牵引设备拉入旧管中,撤掉拉力,经过一定时间使聚乙烯管自动恢复或者给其一定内压使其恢复原PE管口径并紧贴旧管内壁。

该工艺主要配备设备为PE管液压挤压设备,经过压缩将PE管缩至原管径的75%~85%,挤压过程应保持PE管表面的光滑完好,划痕应小于10%PE管壁厚。完成挤压后的PE管瞬间会有少量的回弹,一般为原管径的1%~2%;此后被挤压的PE管回弹的速度非常缓慢,最终压缩量将逐渐自然恢复,恢复过程与温度有关,温度越高自然恢复速度越快,整个过程为2~7 d。因工程需要可以采取水压恢复的方式加速PE管恢复,水压一般在2.5MPa左右。

(2)“u”型穿插(又称叠管法)

通过把外径略大于待修复管道内径的高密度聚乙烯内

衬管,利用特制的u型压制设备,使内衬管变为u型,如图2所示。缩小内衬管横截面30%以上,通过捆扎定型、牵引拉入、外力恢复等过程使衬管紧紧地与旧管道内壁结合在一起,形成“管中管”结构,从而形成对管道的内衬修复。修复后的管道兼备钢管和PE管的综合性能,衬管的厚度可根据修复管线的管径、输送介质、工作压力等因素作适当调整,

以满足不同的工程需求。

(三)翻转内衬管道修复技术

把具有防渗层的纤维软管,经过树脂浸透后利用空气(或水)使之翻转、延伸、贴合于清洗后的管道内壁上,固化衬层树脂,从而形成连续的内衬层结构,成为复合管体。

采用翻转内衬修复旧管前先对旧管进行高压水清洗,整个过程可通过闭路电视进行监控,并根据管内情况实时调整清管水压。内衬管采用高强度的纤维编织的圆管,一次成型(无接缝),单面垫涂环氧树脂。所用黏合剂需在使用前先拌入固化剂并调制均匀,调整好的黏合剂的固化时间初凝为3 h,终凝为12 h。启动空压机组将舱内的内衬管翻转出舱伸入旧管内,在气压推动下延伸。经翻转、涂有黏结剂的内衬管外层在气压作用下进入旧管内壁紧密吻合。最后采取蒸汽或空气固化。

二、结语

以上几种非开挖修复旧管及更新的工艺适用于各种不同的施工条件。与开挖排管相比其工艺特点及应用范围如表1所示。


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