管道封堵气囊在管道检修中的应用

曾 强

(辽宁润中供水有限责任公司， 辽宁 辽阳 110179)

管道封堵气囊在管道检修中的应用

曾 强

(辽宁润中供水有限责任公司， 辽宁 辽阳 110179)

本文针对大伙房水库输水工程管道维修、抢修等工作中遇到的实际问题，详细阐述了管道封堵气囊技术的作用、施工方法及难点，这一应用实例可为同类型的工作提供参考。

封堵气囊；管道检修；应用

大伙房水库输水二期工程，是由大伙房水库经2根DN2400埋地敷设的PCCP管道，向下游抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口和盘锦六城市供水的大型输水工程，在正常情况下利用重力流向下游输水。两根管道同时运行，互为备用。在输水管线上利用双向稳压塔及阀门将整条输水管线分成若干个相对独立的水利单元。

1 应用管道封堵气囊的前提及背景

为保证供水安全及检修工作正常进行，在PCCP输水管道上安装了空气阀、蝶阀、伸缩节、泄水球阀等大量的水利设备，在传统的输水管线的检修和抢修作业中，如要对管线上的设备进行检修和更换，需要将设备所处管道上、下游的截止阀门关闭，并使用排水设备将管道内部的水排空后，才能够对设备进行检修作业，待工作完成后还要对排空的管道进行充水，势必造成停水时间延长，甚至排、充水等准备时间会是正常更换设备时间的8～10倍。这势必影响下游受水城市的正常供水。在工程实践中利用管道封堵气囊可以在不将管道排空的情况下，对设备进行检修和更换，避免了反复充水对管线造成的危害，大大缩短了检修工作时间。

2 管道封堵气囊技术特点

管道封堵气囊堵水的工作原理，是利用高级芳香族聚酰胺纤维增强橡胶制成的气囊，通过充气方法使其膨胀，当堵水气囊内的气体压力达到规定要求时，气囊填满整个管道断面，利用管道封堵气囊壁与管道产生的摩擦力堵住漏水，从而达到目标管段内无渗水的目的。气囊封堵过程中，气囊与管壁之间产生的摩擦阻力，有助于抵抗介质水系统的压力对气囊造成的冲击，其囊内压力越大，接触面越粗糙，产生的摩擦力就越大，对气囊的封堵就越有利。气囊封堵的难点在于如何将气囊在管道内有水的情况下送到指定位置，达到封堵的目的。

3 管道封堵气囊在工程实践中的应用

3.1 应用背景

在穿越河道处输水管线的最低点设有泄水系统，是为保证输水管线发生故障需要排空输水管道内的水而设置的，从管道底部水平引出的DN800钢管上安装有偏心半球阀。在长期的输水运行过程中，泄水球阀出现了封闭不严等情况，为了尽量减少水量损失，在保障输水管线安全的情况下更换阀门，所以采用在线封堵技术。

3.2 设备及材料准备

a.管道堵水气囊组成：包括气囊、穿过气囊轴线位置的导流管(下游侧安装有气动阀门)、压力表、特制气压胶管，打气筒等。

b.导向支架：安装在管道口，起防止气囊被水冲出管道及引导导向钢管的作用。

c.滑轮及导向绳：通过滑轮组及导向绳，在地面上控制气囊的运动方向。

d.气泵：为气囊充气使用。

e.水泵：排空排水井内积水。

3.3 带压封堵实施及流程

a.配件组合：开始工作前，应先将封堵气囊充气装置的配件进行组合，进行工具漏气检查。用气泵向气囊充气，气压不得超过0.15MPa，检查气囊是否漏气；计算好气囊的推进量(0.5+阀门轴线宽度+气囊的轴线长度+0.5)，准备相应长度的导向管；计算当排水井水位到井口时气囊在泄水管悬浮所需要的相应充水量和充气压力。

b.安装导向装置：将未充气、只充入计算所得水量的气囊，通过排水井内的泄水管道口送入管道，放在距离泄水球阀0.50m处，将导气管一端连接在气囊的进气管上，另一端引到地面与气泵相连；将导向管一端固定在气囊上，一端引出到排水井内。在管口处将导向支架固定在墙壁上，使导线管通过支架中心的导向环，导向管和管道同心，在末节导向管上固定安装一个水平滑轮2，在导向支架左右大约1m处的墙壁上各安装一个水平定滑轮1和3，在井口位置墙壁上固定安装一个竖直定滑轮4。在泄水管对面墙壁上安装固定锚栓和水平定向滑轮5。将导向绳一端固定在定滑轮1上，接着穿过滑轮2、3、4通过井口引到地面上，并做好位置的记号。

c.封闭排水：关闭位于准备更换的泄水球阀上、下游侧主管线上的蝶阀，使泄水球阀所处的管道为一封闭区间，将排水泵放入排水井内，缓慢开启泄水球阀，泄掉管道内的压力，根据排水井内的水位情况，适时调整泄水球阀的开度和开启排水泵进行排水，以保证水不漫出井口为宜。详见图1。通过反复调整阀门，开启水泵抽水，当水位在水泵不工作情况下，第一排水井顶板处于停止抽水作业状态。

图1 泄水系统

d.送气囊到指定位置：在管道内外的水压达到平衡的状态下，将泄水球阀全部开启，然后通过气泵向管道封堵气囊充气，充气至计算所需悬浮压力时即停止。拉动导向绳，气囊缓慢的向前移动并通过阀门到达阀门的上游侧，按照事先计算的移动长度和绳子上的记号，在气囊进气端距离阀门法兰大约0.50m处时停止拖动，此时，气囊已经进入到指定位置。详见图2。接通气泵，使气囊受压膨胀，密切关注压力表的示数，了解气囊内充压情况。使气囊侧壁与管道内壁紧密压合，到规定压力后停止充气。

图2 送入、拖出气囊示意图e.排除积水：开启排水泵将排水井内的积水排除，如通过气囊仍然有水流出说明气囊封堵效果不佳，应继续向气囊内打气，提高封堵压力；反之没有水流出说明气囊达到了封堵效果。

f.更换泄水球阀：施工人员进入泄水阀井内，更换泄水球阀。

g.取出气囊：更换完泄水球阀后，将阀门开到全开位置，施工人员入排水井内，进入下游侧管道，将气压胶管安装在气囊泄气阀上，导向管安装在气囊上。导向绳通过固定锚栓、滑轮2、滑轮5、滑轮4后引出到井口。

施工人员撤出地面后，打开导流管上阀门，上游侧水通过导流管进入到下游侧管道及排水井内，待达到内、外压力平衡时，通过气压胶管将气囊内气体缓慢放出，气囊内气压达到悬浮压力时停止放气。拉动导向绳将缩小的气囊从阀门的上游侧缓慢拖动到下游侧安全位置后关闭泄水球阀。启动排水泵排除排水井内水，施工人员进入排水井拆除导向支架及导向管，取出气囊，整个气囊封堵工程完成。

4 结 语

在输水管线泄水球阀进行检修更换过程中采用的管道气囊封堵技术，从实际应用的效果分析达到了预期效果，丰富了现场经验，提高了工作效率，缩短了检修工作的持续时间。同时，大大减少了管道内水量的流失，避免了反复充水对输水管道的冲击和影响，为保障输水安全起到了重要的作用。

Application of pipeline plugging airbag in pipeline maintenance

ZENG Qiang

(LiaoningRunzhongWaterSupplyCo.,Ltd.,Liaoyang110179,China)

In the paper,functions,construction methods and difficulties of pipeline plugging airbag technology are described in detail aiming at actual problems encountered in water conveyance project pipeline repair,emergency repair and similar work in Dahuofang Reservoir.

sealing airbag;pipeline repair;application

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.09.024

TV67

B

1005-4774(2015)09-0076-02