关于供水管道内衬修复技术施工实例探讨

关于供水管道内衬修复技术施工实例探讨

陈宇亮

陈宇亮

广州自来水管道工程有限公司

一、工艺简介

城市供水管道由于年久失修、管材老化、腐蚀破损等原因，经常发生管道爆漏现象，造成水资源的浪费，也给城市人民的生活带来不便。传统的全面开挖修复方法，取出旧管更换新管，不仅耗资巨大，还会增加施工难度，给城市交通造成影响。不锈钢薄板内衬技术的发展和应用，为城市供水管道的改造和修复提供了新的办法和思路，该技术主要是在管道内部内衬钢板，采取卷板形式，在管道内进行焊接成形。该施工技术能提高管道防渗效果，延长管道的使用寿命，在少开挖路面情况下进行修复供水管道，减少建设投资，目前已在国内多个城市推广使用。

二、工程实例概况

广州市东风中路DN800供水管道位于东风中路车行道上，东风中路为双向八车道，是东西方向横穿市区主要干道，东风中路（小北路至解放北路路段）DN800供水管敷设于1980年，该段DN800供水管不规则地埋设在东风中路东往西方向路中线以北不规则第一、第二、第三车行道上，埋深平均在1.5米左右，管线已投产30多年，管体老化、腐蚀、接口失效等原因，存在运力下降和承压能力不足的安全隐患（属于自来水风险管），由于该路段是市区的交通运输重要地段，周边是省市政府行政区、机关单位及重要企业、商务办公大楼，无法进行明挖施工，故根据本工程实际情况及参考国内相似非开挖管道修复工程实践，采用薄壁不锈钢（食品级304型）内衬修复技术对该管道进行修复。

三、主要技术指标及执行标准

1、内衬管：不锈钢06Cr19Ni10（304），管径：?800mm。

2、不锈钢板设计厚度δ=2.0mm，不锈钢过渡板设计厚度δ=5.0mm。

3、衬管加固措施：为保证不锈钢内衬管强度，采用支撑圈增加不锈钢内衬层与原管道内壁的紧密度和环刚度，具体数量现场情况确定。

4、不锈钢材料满足标准：《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280、《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237、《不锈钢焊条标准》GB/T983。

5、焊接技术要求：氩弧焊焊接，原管道经不锈钢衬里修复后，达到原管道设计承受内压的强度，不得出现渗漏和变形。

6、施工满足标准：《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236

四、施工工艺流程

1、现场勘测：

了解管道的具体走向情况，管道材质情况，管道支管情况。经前期摸查，以管线的材质可分为两段，一段为解放北路口至吉祥路口为DN800*18mm铸铁管(380m)，另一段为吉祥路口至小北路口为DN800钢筋混凝土管(560m)，沿管线有支管(三通)5处，分别连新路以北DN800*DN150一处，吉祥路以南DN800*DN800一处，以北DN800*DN200一处(泄水管)，广东大夏对开DN800*DN200一处，都土地街口DN800*DN200一处。

2、工作坑开挖，管道停水、排水：

1、根据勘测现场情况定出最优化的工作坑开挖点，随即开挖工作坑（见下图），工作坑开挖完成后由管网部门停水断管并排空管道，内衬薄壁不锈钢起止点及遇到铸铁材质、混凝土管时需置换为钢制材质，如铸铁三通管不能满足使用内衬工艺，需将其置换为钢制，将管道两端和每个支管（叉口）用封板进行封堵，确保施工安全。

2、每个工作坑断管保证将外露的钢管上半部切除，形成长度不小于2.5米的工作井，工作井的作用是保持管道通风、检查原有管道现状、清除管腔壁水垢、运输材料、施工人员进出、管中管过渡板搭接等作用。

3、每个工作坑准备1台1.5kw排污泵排除清管过程中清出的管内积水。

3、管道清理、管壁处理

1、管内积水排空后，按有限空间的作业规范，先用送风机对管道进行通风，再用气体检测仪器检测管道内含氧量和有有毒气体含量。

2、将管道内运行残留的泥沙、结垢等杂物使用拉膛清理和人工清理相结合的办法进行管道清理。

3、管道清理干净后进行管壁处理，将内壁影响内衬施工的突起物磨平，水泥管缺陷处使用水泥砂浆找平。

4、预制不锈钢管坯

1、不锈钢衬管管坯预制管坯制作在管道清理完成前全部完成，并检验合格。

2、卷板开屏：把厚度为2mm、宽度约为1500mm的不锈钢板卷板，在开屏机上以计算长度（根据实际内径计算管周长加搭接长度）本工程板材以2542mm为裁剪长度将不锈钢卷板裁成平板。

3、平板滚圆：在滚圆机上把每张平板滚成搭接圆筒，圆筒直径为850mm圆筒。

5、不锈钢内衬修复施工

1、管道内运送不锈钢衬里管坯。将制作好的不锈钢衬里管坯经二次运输至施工现场，卷成直径约600mm的管道放在管道内的专用送料小车上送入原管道内，依次把衬里管在所衬管道内排满。

2、不锈钢衬里管坯在管道内固定。把卷小的不锈钢衬里管坯用膨胀架撑圆（衬里管的外径达到原管道的内径），并使衬里管与原管道紧密的贴合在一起，然后把衬里管的纵横焊缝点焊固定，电焊固定前相邻的两条纵缝错开200mm，不得与环缝形成十字缝。

3、第一块衬里管点焊固定后把第二段衬里管牵引到第一段衬里管的位置，第二块衬里管与第一块衬里管搭接，搭接长度为20mm—40mm左右。第二块衬里管道与第一块衬里管道位置搭接好，把卷小的第二块不锈钢衬里管坯用膨胀架撑圆（衬里管的外径达到原管道的内径），并使衬里管与原管道紧密的贴合在一起，然后把第二块衬里管的纵焊缝和两块衬里管搭接处的环焊缝进行点焊固定。用同样的方法把原管道内的不锈钢内衬管坯逐个进行点焊固定。

4、焊点加密。不锈钢衬里管焊接前对焊缝位置的焊点进行加密，使焊缝固定焊点之间的距离不超过30mm。

5、不锈钢衬里管焊接

管道内加密好的不锈钢衬里焊缝按GB50235、GB50236标准进行氩弧焊焊接，焊缝外观整齐、焊缝高度宽窄一致、无气孔、无未焊透、无裂纹、无焊瘤、无咬边。

6、不锈钢内衬在焊接质量保证。焊缝两侧（20mm—50mm）及所用焊丝必须保持清洁，如有污物用丙酮或天那水进行清洁，电流按规范要求进行操作。TIG焊前准备，焊前必须对焊件的接头附近及焊丝表面进行清理，去除金属表面的氧化膜、湿气、水、污垢、油脂等杂物，以保证焊接接头的质量。

7、不锈钢内衬焊缝质量要求。不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无焊瘤。施工中应对每条焊缝进行检验,焊接质量评定分二级，优、良。

1）优：焊缝外观呈淡黄或白色，不得有气孔、裂纹、焊瘤、过烧、咬肉、弧坑.、未焊透等缺陷。焊缝圆滑过渡，焊缝熔深一致，宽窄一致。

2）良：焊缝表面不得有气孔、裂纹、焊瘤，有点过烧但不影响质量，不能有咬肉、弧坑、未焊透等缺陷。焊缝圆滑过渡，焊缝熔深一致，宽窄一致。

8、检验方式。在衬管焊完后，由焊接质量负责人、班组长等组成互检小组，对衬里管内的所有焊缝进行放大5倍外观检验。应做到：自检、互检、专检、在自检和互检后不能再有影响焊缝质量的缺陷出现。如果一个人无法判断焊接质量是否合格，可采用几个人对焊接质量进行综合评判。发现疑点做好记录。由焊接技术负责人批准补焊方案后，由焊工就地补焊。

9、不锈钢过渡管件安装。不锈钢内衬管安装完成后，在管道端口采用不锈钢过渡管件与薄壁的不锈钢内衬管进行连接，不锈钢过渡管件规格为长80mm，壁厚5mm，先在管端的钢管上焊接一圈80mm宽5mm厚的不锈钢板，然后将不锈钢内衬管焊接到5mm厚不锈钢板上，从而形成一个金属密闭的整体。

10、不锈钢胀环安装。在管道内安装不锈钢胀环，根据管径大小设计要求间距在成型不绣钢管内壁焊装，本工程DN800管每隔5m安装一个，另用作钢管与不绣钢管过渡焊接（尺寸不同）。通过顶压工具在不锈钢内衬管内壁涨紧后，采用氩弧焊与内衬管点焊为一体。

11、焊缝处理。所有焊接完成及检查完成后，对所有焊缝进行渗透性检验。

6、工作井管道连接，试压，消毒冲洗，接驳，回填

1、把所有的中段工作井管道连接，把中段工作井回填。同时进行管道试压、消毒冲洗。

2、按GB50258《给水排水管道工程施工及验收规范》内相关规定验收合格后，把两端工作井回填。

五、工程总结

本工程采用不绣钢内衬修复技术，成功地完成了广州市东风中路的供水管道的修复工作，取得了显著的社会效益和经济效益。此项目的成功实施，为不绣钢内衬技术在供水管道修复中的应用积累了宝贵的经验，为日后供水管道修复方法提供更多的可能性，让我们有充分的准备来应对不同情况的供水管道爆漏。我们将继续探索和尝试更多非开挖管道修复工艺，使供水管道施工修复技术不断完善、发展。