HDPE管折叠内衬修复技术在供水管线中的应用

张峰

(太原供水集团有限公司，山西太原 030009)

HDPE管折叠内衬修复技术在供水管线中的应用

张峰

(太原供水集团有限公司，山西太原 030009)

阐述了HDPE管折叠内衬修复技术的原理、材料和主要机械设备，详细介绍了该施工技术的具体工艺流程及各施工环节应注意的事项，并对HDPE管内衬修复技术的特点进行了系统分析，以供参考借鉴。

HDPE管，修复技术，原理，设备，施工工艺

0 引言

美、英、日等国对使用几十年甚至一百年以上的排水、给水管道进行修复的技术起步较早。最初采用的是原位固化修复技术，随着材料和电子技术的发展，PE管内衬修复技术被推广使用，逐渐形成了专业化的管道内衬修复公司。20世纪90年代初该施工技术被引入我国，经过在石油系统开发研究，逐步成熟并形成完整的技术体系，在国内迅速发展。目前涉及给水、排水、化工、热力和天然气等管道修复工程，取得了良好的经济效益和社会效益。

1 修复背景和目的

我公司西张水源地二期DN900输水管线，修建于1973年，材质为水泥承插口管道，经过几十年运行，管材陈旧落后，部分接口漏水，存在极大供水安全隐患并且漏损严重。由于敷设年代久远，埋设深度和地形地貌也发生了很大的变化，原先铺设在农田和荒地的管线，几经变迁，现在已被农田、道路、厂区所覆盖，若采取开挖施工方式更换新管，需重新办理规划手续、重新设计耗时较长，并且征地、拆迁量大，且受施工场地所限，部分位置须断路施工，影响交通，开挖难度大，费用较高。

为加快城市供水管网改造步伐，保障城市供水安全，降低城市供水管网漏损率，节约城市水资源，尽量缩短施工时间和减少停水次数。根据管网运行和现场踏勘情况，经过技术经济分析比较，技术部门商定首次采用非开挖HDPE管折叠内衬法修复技术对该输水管线进行修复改造，修复管线全长22 000 m，管径为900，工程计划分两期完成，首期为6 600 m。

2 主要原理

HDPE管折叠内衬法采用牵拉的方法，通过变形设备将HDPE管压成“U”型并用纤维胶带绑扎，通过牵引机将HDPE管穿入被修复管道中，然后通过加压将其打开并恢复到原来的管径，使HDPE管涨到被修复管道的内壁上，与旧管道壁紧贴，形成防腐性能与被修复管道的机械性能相结合的一种复合结构材料。

3 材料和主要机械设备

3.1 材料

本工程选用PE100的高密度聚乙烯(HDPE)管道，屈服强度大于22 MPa，弯曲模量900 MPa。

3.2 主要机械设备

1)变形机(折叠机或缩径机)，靠牵引机带动，由多级滚轮将HDPE管压制成U型进行缩径的主要设备。2)热熔焊机，将每根12长的HDPE管，热熔焊接成连续长度的HDPE管，每个焊口都要经过探伤实验。3)刨刀盘，HDPE管焊接前利用刨刀将管口进行修正对齐的设备。4)液压台车，焊接管道时利用液压装置对管道进行固定和挤压以达到焊接压力的设备。5)牵引机装置，用于牵引HDPE管的动力设备，由电机、钢丝绳、启动调速和制动开关及绞盘组成。6)工作机器人，通过摄像头检查旧管内部情况，HDPE管修复情况和传递牵引钢丝绳的设备。7)法兰盘压边模具，通过加热设备加热HDPE管管端，利用模具将HDPE管做翻边处理与法兰制成复合法兰，从而实现管道与管道、管道与阀门的连接。

4 施工工艺及要求

1)按批准的施工组织设计、施工方案和安全应急预案，进行施工前准备。2)定位放线。3)开挖工作坑并根据土质和现场情况进行支护。4)断管排水，利用工作机器人摄像头对管道内部进行查看，清除旧管道中大于5%D的硬垢(D为管径)。5)拖入口工作坑位置对要焊接的HDPE管进行布管、对口，将要焊接的管口进行修口切削，保证焊口平整，防止焊接不匀。6)将焊口用清洁液进行清洁处理，保证焊口无灰尘和油渍等杂质后进行焊接作业，调节液压泵达到7 kg～8 kg的焊接压力，热熔焊机温度保持在200℃±5℃，稳压30 s左右，待焊口出现3mm～5mm均匀的翻边后，保持压力冷却30 min～40 min，泄压后完成焊接。7)出口工作坑处固定牵引机，地锚要进行安全计算，将牵引机固定牢固，利用工作机器人将牵引钢丝绳传递至入口处。8)已焊接好的HDPE管端部做成弹头状，将牵引端钢丝绳与其牢固连接。9)牵引机通过钢丝绳牵引HDPE管穿过缩径机，将HDPE管压成U型进行缩径处理，缩径量控制在30%～35%，严禁出现死角或皱折现象。10)将缩径后的HDPE管用纤维胶带绑扎固定，要求绑扎间距合理，保证在牵引过程中U型管不会因绑扎力不够而崩开。11)慢慢将HDPE管拖入要修复的管道中，牵引力不得大于HDPE管屈服强度的50%，注意HDPE管不被坑壁、旧管端口划伤。12)牵引到位后，两端超出管口80 mm以上，将HDPE管两端封堵，气泵慢慢泵入气压并持续一定时间，使 HDPE管完全涨开至原状。13)利用工作机器人影像传递检查HDPE管涨开情况，保证其全部涨开到位，与修复管壁贴紧。14)修复管端安装钢制管套，利用模具对HDPE管端做翻边处理与钢法兰制作成复合法兰，同阀门或管道进行连接，进行翻边时控制好加热温度，时间过长容易造成HDPE管碳化发脆，影响质量。15)打压、冲洗消毒后完成修复工作。

5 HDPE管内衬修复技术特点分析

1)HDPE管材质耐腐蚀性强，与钢管比较不易生锈，使用寿命长。2)该技术与开挖施工相比较具有土方量少，不破坏道路和建筑物、拆迁量小，不影响交通，工程造价较低的优点。3)修复距离长，环境破坏小，减小对地下相邻管线损坏的风险。4)HDPE管不仅可承受较高的压力，而且可以防止污水或有毒物质的渗透。5)相关施工手续少，施工速度快、停水次数少、时间短，社会效益好。6)适用于200mm～1 200 mm管径范围的管道修复。7)涉及专业领域广泛，可适用于石油、天然气、给水、化工、热力和排水行业等多种专业管道的修复工作。施工中也有一些局限性存在: 1)HDPE管折叠内衬法，受转角限制，最大允许转角为15°，遇到大于15°的弯头时需用其他方法处理。2)气温低时(5℃左右)，折叠难度加大，需搭设保温棚，冬季不能施工。3)施工单位良莠不齐，对于热熔焊接人员技术水平要求高，焊接人员需有上岗证，焊口质量要求严格，每道焊口必须进行探伤试验。4)适合支线和节点较少的输水管线，不适用于管径变化多、转角大，节点、支线和用户多的配水线，存在一定局限性。

6 结语

HDPE管折叠内衬法技术是我公司首次在输水管线修复中采用的新方法，该技术对于我公司进行后续大规模老化输水管线的修复积累了宝贵的经验，推广的空间很大，也给公司带来了良好的经济效益和社会效益，意义重大。虽然在施工中还存在一些技术、材料、配合和管理等方面的问题，作为参与施工管理的一员，我也在积极地同其他技术人员进行改进和规范，充分发挥出该技术的优势，更好的为公司服务。

［1］ GJJ/T 201—2014，城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程［S］.

The app lication of HDPE pipe folded lining repair technology in water supply line

Zhang Feng

(Taiyuan Water Supply Group Co．，Ltd，Taiyuan 030009，China)

This paper elaborated the principle，materials and main mechanical equipment of HDPE pipe folded lining repair technology，introduced in detail the specific technological process of this construction technology and thematters should be paid attention to in construction link，and system analyzed the characteristics of HDPE pipe lining repair technology，for reference.

HDPE pipe，repair technology，principle，equipment，construction technology

TU990.3

A

1009-6825(2015)29-0131-02

2015-08-04

张 峰(1974-)，男，工程师