非开挖穿插内衬PE管技术在百年电力供水管道修复中的应用

耿延举

摘要：以百年电力DN500一期供水管道修复工程为例，介绍了利用PE管穿插内衬技术对供水管道的修复。该管道的成功修复，为埋于地下的电厂供水管道以及其他供水、供气等管道修复提供了一条新途径，拓展了非开挖管道修复技术的应用领域，并积累了一定的施工经验。

关键词：供水管道非开挖修复技术

中图分类号：TU998 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0029-01

1工程概况

山东百年电力股份有限公司一期供水管道是公司该公司二条供水管道之一，担负着百年电力的发电和生活用水。该管线从中村河边沿原206国道南侧地下铺设，途经龙港开发区城区，通往百年电力生产厂区。由于该管道运行时间较长，管道内腐蚀特别严重，近年来爆管事件频发。特别是近期在梁家煤矿附近出现多次泄漏，且出现泄漏点处地主开出无理要求等。根据当前供水管道腐蚀情况来看，主要是内腐蚀。管内壁均会出现不同程度的锈蚀，在DN500的管中锈蚀瘤厚达60mm，使实际的过水断面大大减少，同时摩阻增大，极大地削弱了输水能力。现管道内壁腐蚀为点状，个别地方管内壁较薄，大部分管壁由δ6下降为δ4.5～5mm。为避免此类事件的发生和提高水源地供水管道的安全性，经研究决定采用不开挖管道修复技术进行修复，以恢复该管道的使用效能。

2修复方案的选择

传统的管道修复技术通常对旧的供水管道进行开挖维修或报废后取出原有旧管道，重新铺设新的管道。这种传统的开挖方法不但工期长、费用高（尤其市政赔偿费用较高），而且随着城镇市区的发展，部分管线或在其上方占压楼房等建筑物，或在其上方或周边铺设污水管、电缆等，该方法越来越不经济，甚至因无法开挖而不能进行。随着技术的不断发展，地下供水管网非开挖PE管道穿插修复技术的应用已十分成熟。该技术将一条新的管径略小于或等于旧管道的PE管，通过专用设备将横截面变为“U”形拉入管道，然后利用水压或气压的作用将变形的管道复原并与原有管道内壁紧贴在一起。该方法操作简单易行，修复后的管道运行可靠性高。因此，通过对比传统修复技术与PE管道穿插修复技术，选用了非开挖管道实施PE管道穿插修复的方案，对公司一期供水管道进行修复。

3非开挖穿插PE管道修复技术

3.1 技术原理

“U”型内衬PE管修复旧管道技术是利用外径比旧管道内径略小的PE管，通过变形设备将PE管压成“U”型并暂时捆绑以使直径减小，通过牵引机将PE管穿入旧管道，然后用水或气（汽）压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径，使PE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。

3.2 技术特点

3.2.1 内衬用PE管优异性能

（1）连接可靠。

PE管系统之间采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度，PE管与其它管道之间采用法兰连接，方便快捷。

（2）适用温度广。

高密度聚乙烯的脆化温度约为-70℃，管道可在-60～60℃温度范围安全使用，不会发生脆裂。

（3）抗应力开裂性好。

PE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能非常突出。

（4）耐化学腐蚀性好。

PE管道可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用，不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象。此外，它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。

（5）耐老化、使用寿命长。

在额定的温度、压力状况下，PE管可安全使用50年以上。

（6）可挠性好。

PE管道的柔性使得它容易弯曲，特别是对于老管线修复，可以吸收管线地质结构变化产生的微小变形。

（7）水流阻力小。

PE管具有光滑的内表面和粘附特性，具有比传统管材更高的输送能力，降低了管路的压力损失和输水能耗。PE管在加工过程中不添加重金属盐稳定剂，无毒性，具有良好的卫生性能。

3.2.2 “U”型穿插内衬PE管技术特点

（1）对旧管道清洗质量要求低，开挖工作量小，施工周期短。

（2）变形量大，达到30%～40%，穿插阻力小，管体损伤小。

（3）一次穿插距离长，并且可穿过不大于15°的弯头。对于直管段，只需要在两端各开挖一个操作坑，即可实现穿插PE管道修复，最长可一次穿插1000m，因而施工速度快。

（4）PE管是生产厂家预制，除焊接工艺外，人为因素影响较小。

（5）适用范围广，适用于Φ75～Φ1200mm的各种材质旧管道的修复。

4内衬PE管的规格设计

4.1 PE管材材质选择

该工程采用强度更大、耐受长期应力开裂能力更高的PE100级管材进行内衬修复施工。

4.2 内衬用PE管的主要设计参数包括PE管外径、壁厚

PE管外径根据实际测量的原管道内径确定。依据对PE管材料性能的研究和以往施工经验，所选PE管外径比原管道实际内径略小。这样有利于穿插后恢复圆形，并且在长期使用过程中，由于管内存在介质压力，内衬管最终会紧贴于原管内壁。

根據工程力学和材料力学中相关理论，PE管裸管承压能力高于一般饮用水供水管道工作压力（0.2～0.5MPa），可防止原管道由于局部破损而引起的爆管泄漏的发生。原供水管道管材质为碳钢，内衬修复后即使原管道存在腐蚀穿孔内衬管也可承受很高的工作压力。

5非开挖管道内衬PE管修复技术的施工过程

在原管道直管段两端（或弯头处）开挖工作坑—将原管道断开一小段—对原管道直管段穿插钢丝绳后进行内壁清洗—将焊接合格的PE管进行“U”型处理后，用卷扬机将PE管穿插入原管道直管段中—对原管道直管段内PE管两端进行翻边处理—做腐蚀处理的管道弯头或直管连接。

6管道内衬修复运行后开T

采用内衬PE管修复后的管道，已经具有内衬层，在后期运行后如需开支管线时，需要注意的是：必须在采用内衬PE管修复后的管道上断下一节管段，两端面按内衬PE管穿插法之端口处理的要求加工，最后连接一个三通管件。

7结语

此顶技术的应用，改变了传统施工工艺的观念，使过去许多无法进行改造的旧管网工程得以顺利实施，随着电厂供水管道以及其他供水、供气等管道的运行年限增加，其应用前景广阔。