管网修复施工方案
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管道修复施工技术
1、管道预处理措施
(1)非开挖修复工程施工前,应对原有管道进行预处理,预处理后的原有管道内应无沉积物、垃圾及其他障碍物,不应有影响施工的积水;当采用原位固化法和点状原位固化法进行管道整体或局部修复时,原有管道内不应有渗水现象;
(2)管道内表面应洁净,应无影响衬人的附着物、尖锐毛刺、突起现象;
(3)当采用碎(裂)管法时,可不对原有管道内表面进行处理,但原有管道内应有牵引拉杆或钢丝绳穿过的通道;
(4)当采用局部修复法时,原有管道待修复部位及其前后500mm范围内管道内表面应洁净,无附着物、尖锐毛刺和突起。
(5)管道宜采用高压水射流进行清洗,清洗产生的污水和污物应从检查井内排出,污物应按现行行业标准《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》CJJ68的有关规定处理。
(6)管内影响内衬施工的障碍宜采用专用工具或局部开挖的方式进行清除。
(7)有内钢套的原有管道,应对内钢套进行预处理。
(8)管道变形或破坏严重、接头错位严重的部位,应按经批准的施工组织设计进行预处理。
(9)漏水严重的原有管道,应对漏水点进行止水或隔水处理。
1.1管道封堵措施
在管段修复施工中,必须对管道做好安全封堵。
封堵前应派潜水员下井对井室内及管口的淤积、垃圾、石块杂物进行水下清掏,再进行封堵,封堵方法采用气囊封堵法、墙体封堵法。
当管径为DN800及以下管道封堵方法优先采用气囊封堵法,管径为DN800以上管道封堵方法采用气囊封堵与墙体封堵结合的方法。
(1)气囊封堵法
在清洗区域段上游下游各安装橡胶气囊进行封堵,截断所有进水源,控制相应水位,降低水头压力,提高作业安全性。
气囊封堵工序需注意,下气囊位置一定要在需清洗管段上下游井口的上、下口处各封堵1个气囊,并且在施工管段两边增加不锈钢挡板墙对封堵气囊支撑。
在封堵期间需专人看管,定时检查气囊压
力表及管道内水位情况,是否有泄压情况并及时补压。
气囊参数及工作范围见附表。
图:气囊封堵平面示意图
(2)墙体封堵法
墙体封堵目前仍旧是大中型管道最常用的一种封堵方法,其优点是适用于不同管径,各种断面形状的管道,使用也相对安全。
封堵的墙体材料一般选用普通砖和砌块,在大管道中采用砌块封堵速度更快且更加安全,封堵管道的墙体厚度应按承受最大推力设置。
通常在砌墙时要预先埋入一至二个短管用于临时排水,以降低上游水位,待墙体达到使用强度后再将预留管封闭。
同样,拆除墙体时也应先除去预留管内的封堵,先降低水位,再动工作范围 长度 重量 直径 工作压力
承压(水头)/m /mm /mm /kg /mm /bar DN500 DN600 DN800 DN1000 DN1200 DN1300 DN1400 DN1500
300-600 630 6.8 272
3 10.7 11.1 12.0 12.
4 一般采用砖砌封堵 500-800 1150 19.
5 472 2.5 18.3 14.1 10.5 10.5
手拆除墙体。
封堵和拆除大型管道墙体堵头是一项既困难又危险的工作,必须做好安全工作。
砖墙封堵平面示意图
(3)潜水员封堵及拆除
拆除气囊顺序与封堵气囊顺序相反,放气时应缓慢均匀。
1)气囊堵水必要时采用潜水员安装,潜水员施工即潜水施工,施工前获取管径、水深、流速数据,当流速过快影响下水时,应做减速处理;
2)穿戴潜水服,拴安全信号绳并通气作呼吸检查;调试通讯装置使之畅通;穿戴安全带等安全防护用具,缓慢下井;
潜水作业防护措施
(4)安全注意事项:
1)潜水员在水下进行检查工作时,应保持头部高于脚部。
2)当遇下列情形之一时,应中止潜水检查并立即出水回到地面。
遭遇障碍或管道变形难以通过;流速突然加快或水位突然升高;潜水员身体突然感觉不适;潜水员接地面指挥员或信绳员停止作业的警报信号。
3)潜水员下水施工前,应检查各项设施设备,保证万无一失。
4)潜水员下水时,地面人员注意观察安全绳等装置,不得影响人员操作,同时保证救援时方便快速。
5)潜水员下水作业时,现场必须配备安全员,技术指挥管理人员,通讯人员等。
做到水上水下施工操作配合完好,安全顺利。
1.2临时排水措施
综合各种临时排水措施的利弊,结合管网现状,临时排水措施选取两套方案,分别针对各路段不同的工况,选择采用管道调配、临时泵排相互结合的方式进行临时排水。
市政管网排水措施布置图
管网主要为DN300-DN800的污水管道,选用单台80~120m³/h的污水泵,采用临时泵排的方式进行临时排水,无需原井改造,配套DN50-DN200临时压力管、水带。
临时泵排措施。
主要工序:高压气囊堵水、临排泵排水、潜水泵(污水泵)抽水等。
非开挖修复工作面临时泵排措施示意图
为满足用水高峰时段市政管网排水压力过大的问题,增设移动式泵站(150 0m³/h)(500m³/h)进行排水作业。
1.3管道预处理及特殊养护
根据设计文件要求,管道修复前,应对管道进行预处理,对缺陷部位采用高压清洗车对管道内进行初步疏通,人工下井清理检查井内沉积物,采用高压清洗车清洗管道内部,清除底部沉渣,采用CCTV机器人监测技术对清淤效果进行检测,并对管道内部结垢缺陷部位使用机器人清除结垢或者人工井下清除结垢的方式清除管道结垢,并对其他缺陷采用相应预处理措施,直到满足下一道修复施工要求。
联合冲洗车和高压水冲洗示意图
管道清除堵塞从下游井施工插入注射嘴,穿过或越过堵塞,然后随着软管的拉回,喷头的力量将堵塞材料清除,由于本地区地下管道淤积的含沙量很大,根据淤积的高度需要多次穿过拉回,最终清理干净。
1.3.1管道清洗
(1)高压清洗
在管道中,由于沉淀、脂肪或油脂的沉积,预先的清洗程序会更加地高效经济。
下面对其工作方式进行说明。
从下游井口开始施工,将喷嘴和软管放入管道内,(避免损伤管道及工作井)打开泵之前,将喷头置于管道末端。
使用反射喷嘴喷头,除非在清除油脂沉积或树根时使用特制喷头。
喷头必须处于运动状态,避免损伤管道。
当喷头处于水面之下时,低压力喷射机器的施工表现将大打折扣,因此需控制管道内的水流量。
将喷头送入待清洗管道内,然后在回拉过程中将管道内杂物冲洗到下游工作井中,并移除杂物。
冲洗最佳效率区间是回倒速度控制在100-200mm/秒。
喷射机器需配置相关控制单元以满足操作要求,当沉积物自重很大,且数量较多时,考虑用真空抽吸机或空气清理装置移除。
但移除该类大型杂物的操作失败,容易造成下游管道的二次堵塞,此时将需要人工进行清理。
(2)吸污车吸污
管道高压清洗的同时,由于管道下游已经封堵,清洗喷头水射流冲出来的污水,无法正常排除,所以要用吸污车或泥浆泵对检查井内清洗出的污水等混合物进行抽运,以便于高压喷头清洗出来的泥沙、污水可以继续顺畅排出管道。
将清理出来的淤泥、垃圾等淤积物装入编织袋,并运至指定地点。
甲方指定供水地点及水源并提供排废物的处理场所。
管道清理及井室清理
对于井室吸污车吸污后余留的垃圾、砂石等应人工清掏装袋弃运。
管道内淤
积砂石,采用吸污车及清洗车不能清出的,需通过绞机人工拉车的方法清出,并采用人工清掏装袋弃运。
对于硬质沉积、水泥硬结、其他障碍物等应采用特殊方向清理,根据实际情况采用人工清理、铣刀机器人清理等方法清理。
1.3.2土体注浆+钢板卷管支撑
结合现场勘查数据,管道非开挖修复前,需对部分管道变形、错口、脱节、塌陷严重的区域,进行管道过流断面恢复,采用土体固化、管道钢圈处理相结合的工艺,对修复前的管道进行预处理。
当管道埋设于流沙层或软土层时,管道基础易失稳断裂,对断面恢复施工造成影响,根据现场实际需求,选用水泥浆液或化学浆液进行土体注浆,将管道缺陷位置周围土层进行加固,使注入浆液充满土层内部及空隙,达到降低土层渗水性、增加土体强度。
然后,待管道周围地层固结,确认安全后,将错口部位管片破损,掏出下沉土体和破碎管片,同时内衬钢管(钢片拼装),每次进尺400mm。
当第一环钢圈内衬完后,重新进行注浆、切割、内衬钢圈工艺,直至错口部位处理完毕,恢复管道内部空间,为后面的管道整体修复做准备。
1.3.3淤泥外运
①、淤泥外运流程:本项目淤泥主要来源于排水管道,现场施工通过高压冲洗和其他清淤方式,将上游淤泥稀释、冲洗至下游指定检查井,通过人工清捞和机械抓泥车(或吸污车)联合作业的方式,将井内的垃圾、淤泥、杂物等沥干(或用吸污车泥、水分离)后装入渣土车,同时减少扬尘等。
②、渣土车辆要求:本工程渣土运输将严格按照市有关渣土运输的有关规定,选用性能良好、车厢封闭较好、证件齐全的车辆,严格按照指定的线路行驶。
做到运输车辆不超载,车厢上部全部用篷布覆盖,避免运输过程中渣土散落污染道路及周边环境。
③、防乱倒乱弃措施:为防止渣土在运输过程中的乱倒、乱弃问题,在施工过程中将采用开挖现场与弃土场双向签票的办法,坚决杜绝渣土乱倒、乱弃,保证运送至指定废弃场。
④、环保措施:为了保证在此次清淤及渣土外运工作进行的同时,不给周围已形成的环境造成影响,我方将在清淤运输过程中做好清扫保洁工作,并由专人负责。
为保证车辆运输不对环境造成污染,施工现场出入口设置洗车台,并安排专人进行车辆清洗工作,对每辆运土车须经打扫后方可放行。
在渣土运输地区间段内安排清洁人员,随时对车辆散落下来的土块、泥块进行清扫,并安排专人进行巡视、值班、组织路口交通。
2、点状CIPP修复工艺
2.1工艺介绍
点状(局部)CIPP法可以采用常温(25℃)固化。
项目选用的硅酸盐树脂可常温固化、带水作业,与玻璃纤维使用,达到优越的机械性能,耐高温、耐酸碱、耐水,树脂固化后,性能优越,强度大。
该材料不含挥发性有机化合物(不含聚苯乙烯),产品不会产生收缩现象,与各类材质的管道均能有效黏合,修复
范围从以前的DN200至DN800提升到管径800mm以上及大型或特大型管道,一环修复长度为0.4m。
适用管材为钢筋混凝土材质及其他材质雨污排水管道;局部和整体修理;管径800mm以上及大型或特大型管道;对于800mm以下的管道,可以采用电视检测车探视位置,然后放入气囊固定位置;适用管道结构性缺陷呈现为破裂、变形、错位、脱节、渗漏,且接口错位应小于等于5cm,管道基础结构基本稳定,管道线形没明显变化,管道壁体坚实不酥化;适用于管道接口处有渗或临界时预防性修理。
2.2施工工艺流程
2.3施工方法
2.3.1技术准备
1)管道堵水施工时,应根据相应管径采用相应堵水器,在使用堵水器之前先检查堵水器外径皮圈是否完整无缺,设置堵水器应将位置安装正确,确保管道无渗漏水现象。
2)在业主提供施工用电接入点的基础上,设置三相五线制合理布置施工用电并准备好应急发电机。
3)根据上游管径大小及水流量确定水泵功率及数量确保上游水位保持平衡并派专人进行值班巡逻及时检查水泵、水管的运行情况。
2.3.2管道缺陷处理
(1)管道清洗
待修复管道管底有沉积物的,在清洗管道施工时应确保管道上下游堵水完好,采用管道清洗器进行管道清洗并及时清理管内壁污垢,使内侧管壁无杂物无毛刺。
管道清洗可采用化学清洗、PIG物理清洗、高压水冲清洗并及时清理管内壁污垢,使内侧管壁无杂物无毛刺。
发现原管道断面损失过大的节点时及时报现场监理、业主、设计院进行设计调整。
对于难于清除的垢障碍或尖锐毛刺,须用“拉皮牛”的方法继续清洗。
所谓“拉皮牛”就是把类似PIG的清管器穿在钢丝绳上,两端用绞车来回拉,直至把管内垢类清洗干净,把障碍毛刺打磨光滑,清出的垢运到指定地点。
清洗标准:全部清除管道中的杂质,基本清除管道内壁上的垢质。
(2)管道错位
待修复管道内发生接口错位,若错位尺寸不到管径的10%时,可以不作处理进行软管内衬施工;若错位尺寸超过管径的10%时,应该对错位点进行扩孔径、垫衬坡脚、注浆等方法处理。
(3)待修复管道漏水严重,将影响树脂固化时,必须对漏水点进行止水、预处理或采取其他隔水方法处理。
(4)待修复管道内有障碍物时,应予以清除。
(5)CCTV内窥检测,看管道内是否有钢套环和管道内壁漏水情况,施工前拿掉钢套环,并将管道钢套环空隙点和内壁漏水点采用注脂注浆等方法填堵,直至管道内部无漏水现象。
2.3.3局部现场固化
(1)将玻璃纤维材料用适合的树脂浸透。
(2)将玻璃纤维材料缠绕于气囊上,在设备引导下到达修复的地点。
(3)向气囊充气使玻璃纤维“补丁”被压覆在管道上,保持压力待树脂固化。
(4)囊泄压缩小并拉出管道。
(5)最后进行CCTV检测,进行施工质量检测。
(6)排水管道处于流砂或软土层,由于接口产生缝隙,致使管周土体流失,土路基失稳,管道下沉,路面沉陷。
因此,局部现场固化修复时,必须进行损坏管内清洗,并且检测后确认干净。
2.3.4施工流程
(1)毡简剪裁
根据修复管道情况,在防水密闭的房间或施工车辆上现场裁剪一定尺寸的玻璃纤维毡布。
剪裁长度约为气囊直径的3.5倍,以保证毡布在气囊上部分重叠;毡布的裁剪宽度必应使其前后均超出管道缺陷10cm以上,以保证毡布能与管道紧贴。
(2)树脂固化剂混合
根据修复管道情况,供货商要求的配方比例配制一定量的树脂和固化剂混合液,并用搅拌装置混匀,使混合液均色无泡沫,并记录混合湿度。
(3)树脂浸透
使用适当的抹刀将树脂混合液均匀涂抹于玻璃纤维毡布之上。
通过折叠使毡布厚度达到设计值,并在这些过程中将树脂涂覆于新的表面之上。
为避免挟带空气,应使用滚筒将树脂压入毡布之中。
(4)毡筒定位、安装
经树脂浸透的毡筒透过气囊进行安装。
为使施工时气囊与管道之间形成一层隔离层,使用聚乙烯(PE)保护膜捆扎气囊,再将毡简捆绑与气囊之上,并防止其滑动或掉下。
气囊在送入修复管段时,应连接空气管,并方式毡简接触管道内壁。
气囊就位以后,使用空气压缩机加压使气囊膨胀,毡筒紧贴管壁。
该气压需保持一定时间直到毡布通过常温直到完全固化为止。
(5)释放气囊压力
释放气囊压力,将其拖出管道,记录固化时间和压力。
树脂的固化时间宜为2h~4h,且不得小于1h。
3、不锈钢双胀环局部修复
3.1工艺介绍
双胀圈分两层,一层为紧贴管壁的耐腐蚀特种橡胶,另外一层为两道不锈钢胀环。
在管道接口或局部损坏部位安装环状橡胶止水密封带,橡胶带就位后用2~3道不锈钢胀环固定,安装时先将螺栓、楔形块、卡口等构件使套环连成整体,再紧贴母管内壁,利用专用液压设备,对不锈钢胀环施压,使安装压力符合管线运行要求,在接缝处建立长久性、密封性的软连接,使管道的承压能力大幅提高,能够保证管线的正常运行。
3.2施工工艺流程
3.3施工方法
3.3.1管道堵漏
堵漏材料采用快速堵水砂浆或聚氨酯材料。
3.3.2土体加固
钻孔注浆管周隔水帷幕和加固土体,在橡胶圈双胀环修复前应对管周土体进行注浆加固,注浆液充满土层内部及空隙,形成防渗帷幕,加强管周土体的稳定,制止四周土体的流失,提高管基土体的承载力,再通过不锈钢双胀环修复技术进行修理,达到排水管道长期正常使用。
3.3.3双胀环施工
(1)双胀圈内衬材料准备,双胀环不锈钢片采用奥氏体不锈钢304。
(2)对管道内、管道接口或局部损坏部位处进行清洗干净。
(3)根据图纸,并由工作人员具体确定修复位置。
(4)将环状橡胶带和不锈钢片带入管道内,在管道接口或局部损坏部位安装环状橡胶止水密封带,橡胶带就位后用2~3道不锈钢胀环固定,安装时先将螺栓、楔形块、卡口等构件使套环连成整体,再紧贴母管内壁。
(5)环状橡胶止水密封带需采用耐腐蚀的橡胶,紧贴管道的一面需做成齿状,以便更好地贴紧管壁。
(6)使用液压千斤顶设备,对不锈钢胀环施压。
(7)CCTV内窥检测,确定管段修复后,缺陷是否已修复。
4、人工修复
对于管道直径DN≥800mm的新建混凝土管道,采用1:2.5防水水泥浆+抗裂网进行修补。
首先对新建混凝土管道渗水点基层进行清理,保证基层表面坚实平整,无残
渣。
如有疏松处应彻底铲除浮层并清理干净后,方可进行修补。
修补前应对基层进行凿毛处理,并提前洒水润湿。
将水泥砂浆刮平和搓平时应先压实,以提高表面的密实度;确保面层密实,最后将表面刮平。