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HDPE管穿插技术修复排水管线的局限性

论文类型 技术与工程 发表日期 2007-05-01
来源 中国水网
作者 宁克远
关键词 HDPE管 穿插技术 修复 排水管线 局限性
摘要 HDPE管穿插技术修复排水管线的局限性宁克远 (北京海华通管道修复有限公司)一、我国排水管道的一般特征和修复的目标  1、排水管道与修复有关的一般特点  (1)早期的排水管道结构强度一般较差  (2)管线上有窨井,间隔一般在80米以内  (3)窨井口径一般700毫米  ...

HDPE管穿插技术修复排水管线的局限性

宁克远 (北京海华通管道修复有限公司)

一、我国排水管道的一般特征和修复的目标

  1、排水管道与修复有关的一般特点
  (1)早期的排水管道结构强度一般较差
  (2)管线上有窨井,间隔一般在80米以内
  (3)窨井口径一般700毫米
  (4)管道埋设较压力管道深得多(-15米)
  (5)管内表面处理达到干燥程度是较困难的
  (6)口径较大,支管较多
  2、排水管道修复的目标
  (1)恢复管道的结构强度
  (2)提高管道的抗渗漏性能
  (3)提供管道的防腐蚀性能
  一条管道修复技术的选取,必须结合待修复管道的实际情况来进行分析,对于排水管道来说,在清楚其一般特征和业主的修复的目标的基础上,首先要确保技术可行,然后考虑经济效益,综合确定技术方案。

二、HDPE管穿插修复技术的主要工法

  1.Sliplining---滑入衬装法。1995年以前,这种工法在许多旧管道修复中有应用。它是将比旧管道口径小得多的PE管拉入到原有的旧管道中,所以这种工法会造成输送能力的大幅降低。1996年我曾有一篇文章专门论述其施工方法,现随着市政发展,急需大幅度提高管输能力,所以这种技术已经没有市场了。
  2.Swagelining---是采用拉伸、滚轮碾压等方式将PE管截面积缩小后拉入旧管道,然后再经膨胀复原与旧管贴合在一起。这是目前国际上塑料管穿插技术中争议最小的工艺。它所采用的是与ASTM标准相适应的PE管,比较常规的PE管安装只增加了缩径工序,所以这时就须注意:1)美国专利宣称超高压聚乙烯管在破裂前其径向膨胀系数为 12-15%,出于安全考虑,常取其一半值来确保衬里紧密胀贴时不被胀裂,因此,衬管径向膨胀,最好不要超过它原来直径的6%,这样才能保证内衬工艺的安全性。2)一般,PE管缩径10%后在足够长的时间内可自行恢复7%。
  3.U-liner---将PE管压制成U型后拉入旧管,最后再经膨胀复原与旧管贴合在一起。压U型工艺最早起源于英国Insituform公司采用PVC管修复下水道,因为PVC管道材质的柔性。待PE管采用压U型工艺时,因为它的刚性必须将塑料管的壁厚减下来才能实现。我公司Re-III塑料管穿插技术属于此类工艺。

三、HDPE管内衬修复排水管线的局限性

  在排水管道修复中采用HDPE管穿插法最需要关注的问题有两个:一是材料环刚度性能,二是管道埋设较深,如何利用窨井口进行免开挖施工。
   埋地非压力管已普遍将环刚度作为质量控制的指标,欧洲标准CEN对埋地HDPE排污管环刚度的要求为:
   管系列(S)        环刚度/KPa
   16               ≥2
   12.5              ≥4
   8               ≥16
   即使旧有排水管道的问题在接口密封,管身质量很好,作为内衬层的HDPE管只需承担静水压力时,也需要达到一定的环刚度值,势必要开挖一定长度的引沟进行安装作业,除可以卷在轴架上的小口径管道外,都无法利用窨井进行免开挖作业。同时,作业坑尺寸对于PE管穿插修复旧管道来说也是质量控制的重要参数,作业坑的长度应根据管道埋深作相应的调整,欧美企业常用的计算公式为:
   L=d×ф
式中:L--操作坑长度
   d--埋地深度
   ф--塑料管口径(英寸)
   我们参照ISO/TC138的有关规定,PE管的最小曲率半径为25D,针对排水管道的埋深特点,下表所示作业坑尺寸还应做适当的增加。

表1        作业坑尺寸

塑料管管径

(英寸)

埋深4m

作业坑尺寸(长×宽)

作业坑尺寸(长×宽)

埋深6m

作业坑尺寸(长×宽)

4 16m × 1.5m 24m × 1.5m
6 24m × 1.5m 36m × 1.5m
8 32m × 2.0m 48m × 2.0m
12 48m × 2.0m 72m × 2.0m
16 64m × 2.0m 96m × 2.0m
18 72m × 2.0m 108m × 2.0m

  当聚乙烯管材进行一定的连续变形时,会发生应力松驰,即会产生微小的分子链断裂造成内伤,各种穿插工艺中加温、变径、轧制U型等工法的使用,对应力松驰起加速作用。所以,作业坑的长度不能简单地看做施工难易的尺度,它是影响插入后PE管性能的重要影响因素。
   上表中数字令人惊讶,而开挖作业坑的结果是什么呢?阻断交通、环境破坏和冲击市民生活,侵扰了已经处于稳定平衡的地层结构,特别是因为作业坑开挖很深,对周边建筑物的损伤更大,所以综合评价的结果,用HDPE管穿插法修复排水管道基本是不可行的。

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