中水管線內(nèi)襯修復(fù)方案
發(fā)布時(shí)間：2021-10-21
中水管線內(nèi)襯修復(fù)方案
一、概況
1.1 公司概況
(原名南京)是國(guó)有大型企業(yè),
中水管線，管線管徑為DN300mm--DN350mm，需要修復(fù)管線全長(zhǎng)約2000m，管線經(jīng)過多年運(yùn)行，因管道材質(zhì)及腐蝕問題，近年來管線多處泄漏，已不能滿足正常生產(chǎn)及安全運(yùn)行。為保證該管線正常生產(chǎn)及安全運(yùn)行，擬采用等徑內(nèi)襯修復(fù)在線管道技術(shù)，對(duì)該中水管線進(jìn)行修復(fù)改造，以實(shí)現(xiàn)中水管線在線全程內(nèi)襯修復(fù)。
二、編制依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
施工組織設(shè)計(jì)編制依據(jù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
2.1 給水管線平面圖及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)記錄
2.2 有關(guān)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，相關(guān)技術(shù)文件等
2.3《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268-97)
2.4國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《埋地聚乙烯給水管道技術(shù)規(guī)程》（CJJ101-2004）
三、管道壓U法內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)：
我公司采用管道壓U法內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)和多種先進(jìn)的管道清洗、防腐修復(fù)技術(shù)及配套專用設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，采用建投寶碩生產(chǎn)的高密度聚乙烯(HDPE)，6mm壁厚管道壓U法修復(fù)管道。
管道內(nèi)襯HDPE管道技術(shù)是使用一種外徑比原管道內(nèi)徑稍大的HDPE管道，通過專用Ｕ形縮徑設(shè)備，截面被壓變成雙層Ｕ形，從而使襯管截面縮小約40%
。經(jīng)牽引機(jī)將管道拉入清洗除瘤好的主管道內(nèi).
當(dāng)管道完全進(jìn)入主管道后，借助壓力和溫度使內(nèi)襯管管徑回彈膨脹，內(nèi)襯管外壁過盈貼附于主管道內(nèi)壁，形成牢固的管中管，達(dá)到防腐和提高原管道承壓能力、延長(zhǎng)使用壽命的目的。
3.3技術(shù)特點(diǎn)：
該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
3.3.1 HDPE管具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，不易結(jié)垢。由于HDPE分子無極性，故化學(xué)穩(wěn)定性好，一般使用環(huán)境中的煤氣、天然氣、水（污水）、原油（成品油）、酸、堿等因素都不會(huì)對(duì)HDPE管造成損害，也不會(huì)滋生細(xì)菌、微生物、藻類等，常溫下除少數(shù)強(qiáng)氧化劑外大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)對(duì)其不起腐蝕作用。
3.3.2 HDPE具有優(yōu)異的耐磨性能。在同等條件下，HDPE管與鋼管的耐磨實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：同壁厚HDPE管的耐磨能力為鋼管的四倍。
3.3.3 HDPE管摩阻系數(shù)小，可降低能耗，管線不會(huì)因內(nèi)襯HDPE管直徑變小而影響輸送能力。相反，輸量還會(huì)有所增加。HDPE管內(nèi)表面粗糙度只有0.01mm，磨阻系數(shù)極小，并在使用年限內(nèi)不會(huì)隨時(shí)間而改變。
3.3.4 襯有HDPE管的管道可以增強(qiáng)管線的復(fù)合強(qiáng)度，提高原管線的承壓、耐壓能力。
3.3.5 施工速度快，穿插1Km約需1小時(shí)（不含管線改造、清洗除餾、恢復(fù)時(shí)間）。
3.3.6 綜合成本低，使用壽命長(zhǎng)，一般可達(dá)到20～50年以上。
3.4配套技術(shù)：
3.4.1管線物理清洗技術(shù)：
公司十余年管道PIG方法清洗經(jīng)驗(yàn)及所擁有的先進(jìn)的高壓水射流及物理清洗設(shè)備及技術(shù)，可有效清洗各類管線焊熘、污垢、氧化皮、泥沙及其他異物，為管道內(nèi)襯HDPE管的成功提供了可靠的保障。
3.4.2 HDPE管的焊接技術(shù)：先進(jìn)的HDPE管熱熔焊、可有效地將HDPE管連接在一起，且焊縫的強(qiáng)度高于HDPE管本身的強(qiáng)度。
3.4.3 法蘭及無法蘭焊接連接技術(shù)：
采用特殊接頭技術(shù)，可使修復(fù)后的管段之間實(shí)現(xiàn)復(fù)合法蘭連接。另外可根據(jù)業(yè)主需要制作法蘭，這樣就使穿插HDPE管后的鋼管連接技術(shù)有了質(zhì)的突破。
3.4.4管道壓U技術(shù)：
HDPE管道經(jīng)壓U后，能順利拉入被修管道中。這些技術(shù)的有機(jī)結(jié)合使HDPE管穿插技術(shù)提高到一個(gè)新水平。
3.4.5管道內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)：
該系統(tǒng)具有牽引、攝像、探測(cè)、無線遙控、防水功能、直觀地檢測(cè)到管線內(nèi)的腐蝕泄漏情況及修復(fù)后管線內(nèi)部技術(shù)狀況。
四、施工總部署：
4.1組織機(jī)構(gòu)
公司成立“中水管線內(nèi)襯修復(fù)工程項(xiàng)目部”
人員組成如下：
項(xiàng)目部經(jīng)理：
項(xiàng)目工程師：
項(xiàng)目部成員：
第一組：
第二組：
施工項(xiàng)目部職責(zé)：向公司負(fù)責(zé)，全面負(fù)責(zé)此項(xiàng)工程的全過程組織協(xié)調(diào)，認(rèn)真嚴(yán)格履行工程合同，為建設(shè)單位提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，確保該工程高速、優(yōu)質(zhì)、安全及按期建成投產(chǎn)。
施工項(xiàng)目成員的職責(zé)：在項(xiàng)目經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，處理現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)、工期進(jìn)度控制、技術(shù)、質(zhì)量安全、計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)、材料供應(yīng)等方面的問題，確保工程施工順利進(jìn)行。
清洗部：負(fù)責(zé)管線的全線清洗及分段清洗除餾，負(fù)責(zé)操作坑警示標(biāo)志及臨邊防護(hù)，負(fù)責(zé)環(huán)保工作。
穿插部：負(fù)責(zé)高密度聚乙烯(HDPE)管的試穿插及整段穿插：負(fù)責(zé)管線內(nèi)窺探測(cè)。
高密度聚乙烯(HDPE)管焊接部：負(fù)責(zé)高密度聚乙烯(HDPE)管的轉(zhuǎn)場(chǎng)、焊接，負(fù)責(zé)高密度聚乙烯(HDPE)管的試壓；該部分二個(gè)機(jī)組。
4.4保證工程的技術(shù)措施：
4.4.1 采用先進(jìn)的內(nèi)襯高密度聚乙烯(HDPE)管技術(shù)和其它配套技術(shù)
4.4.1.1 管道物理清洗技術(shù)
4.4.1.2高密度聚乙烯(HDPE)管的焊接技術(shù)
4.4.1.3法蘭連接技術(shù)
4.4.1.4管道機(jī)器人內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)
4.4.1.5壓U內(nèi)襯高密度聚乙烯(HDPE)管技術(shù)
4.4.2 施工管理組織保證
公司為保質(zhì)保量按期完成本項(xiàng)目的施工任務(wù)，組建有DN300-- DN350管線內(nèi)襯施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)素質(zhì)和管理水平高的專業(yè)施工隊(duì)伍。
4.4.3 人員保證
4.4.3.1項(xiàng)目經(jīng)理1人，由有內(nèi)襯施工經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任。
4.4.3.2專業(yè)技術(shù)管理人員2人，具有助理工程師職稱以上，有豐富施工經(jīng)驗(yàn)。
4.4.3.3技術(shù)工人16人，具有特種作業(yè)操作資格（電工、電氣焊工、PE管焊接工、設(shè)備操作工）證書。
4.4.4 計(jì)劃保證
根據(jù)本工程特點(diǎn)制定科學(xué)合理的施工進(jìn)度計(jì)劃，作為工程施工的指導(dǎo)性文件，并根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)度情況及時(shí)調(diào)整，以確保工程按期完成。
4.4.5 制度保證
建立施工進(jìn)度獎(jiǎng)懲制度，調(diào)動(dòng)和激勵(lì)員工積極性，在保質(zhì)保量的前提下，確保進(jìn)度計(jì)劃的執(zhí)行。
4.4.6 后勤保證
本項(xiàng)目配備專職的綜合管理員負(fù)責(zé)后勤保障工作，為施工人員做好后勤保障工作，以確保工程的順利進(jìn)行。
五、施工方案
5.3 施工分段、設(shè)備擺放、操作坑開挖
操作坑開挖前應(yīng)做好開挖位置的詳細(xì)探測(cè)，開挖過程中，做好地下管線、電纜、光纜及附近建筑物的保護(hù)，為防止土方塌方，要做好降水及必要的支撐工作。交通路及路口地帶，挖出的土方要按業(yè)主要求堆放即外運(yùn)到指定地點(diǎn)。操作坑開挖完成后按規(guī)定設(shè)置圍欄、警示標(biāo)志，操作坑尺寸根據(jù)管徑及管線埋深確定.
線清洗、除餾
直接采用牽引PIG方法進(jìn)行分段清洗、除餾，清洗分兩個(gè)步驟來完成。
目的：清除污物、管內(nèi)接口處焊餾、毛刺，達(dá)到HDPE管安全穿插條件。避免劃傷HDPE管。
5.4. 1用機(jī)器人對(duì)管內(nèi)進(jìn)行穿繩并內(nèi)窺檢查確定是否除餾、通徑。
5.4. 2如果需要先后以5T、 20T牽引機(jī)為牽引動(dòng)力，對(duì)管內(nèi)進(jìn)行除餾、通徑。按照機(jī)器人內(nèi)窺檢查情況，確定除餾、通徑組合器尺寸，進(jìn)行分級(jí)除餾、通徑。
5.4．3用通徑器對(duì)管段進(jìn)行除餾、通徑，采用牽引法進(jìn)行除餾 、通徑。
5.4.4通徑器通徑后，用PE管進(jìn)行試穿插工作，檢查通徑、除餾效果及穿插阻力，穿插試驗(yàn)段劃痕深度不大于PE管壁厚的15%，穿插阻力不大于30T/Km
，則通徑、除餾合格，可進(jìn)行HDPE管穿插工作。
5.5 HDPE管熱熔焊接：
此工序作業(yè)和清洗除餾工序同步進(jìn)行。依據(jù)施工作業(yè)指導(dǎo)書要求，技術(shù)人員編制熱熔焊接工藝指導(dǎo)書，對(duì)焊接組人員進(jìn)行技術(shù)交底。焊接組負(fù)責(zé)人指定專人做好焊接紀(jì)錄。焊接過程中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝參數(shù)，嚴(yán)禁隨意更改，焊接場(chǎng)所要注意防塵、防風(fēng)、防雨。每段管線焊接完成進(jìn)行氣密性試壓，試驗(yàn)壓力0.1Mpa，管線穩(wěn)壓30分鐘，無泄漏為合格。
5.5.1 焊接方法及其選擇
聚乙烯管道發(fā)展至今，其常用的連接方法主要有兩種，即：熱熔對(duì)接連接、電熔連接。在此項(xiàng)工程中采用熱熔對(duì)接連接。
5.5.2 熱熔對(duì)接連接的原理
熱熔對(duì)接連接的原理：聚乙烯管道是利用聚乙烯樹脂經(jīng)擠出成型而得到的。如果在一定的壓力和溫度下，聚乙烯樹脂分子可相互連接成更長(zhǎng)的分子鏈，從而使管材連接成為一體。
5.5.3 熱熔對(duì)接連接工藝規(guī)程
（1）概要
1．本指導(dǎo)書適用于該工程用聚乙烯 PE300-350級(jí)管材、管件之間的連接。
2．操作人員應(yīng)遵循該工藝規(guī)程和焊接工藝參數(shù)。
（2）使用設(shè)備
|
序號(hào) |
設(shè)備名稱 |
規(guī)格型號(hào) |
適用管材規(guī)格 |
|
1 |
熱熔對(duì)接焊機(jī) |
SHD-200/300/400/500/600/800 |
Ф200～Ф800 |
（3） 焊接參數(shù)
1．熔接溫度
我公司采用HDPE300-350的聚乙烯給水管材、管件，其合適的熔接溫度應(yīng)在210±10℃。
2．焊接過程的操作壓力和時(shí)間
將加熱板放入兩管端之間，加壓到p1，加熱時(shí)間為 t1 。其目的使初始熔融的物料在壓力的作用下全部擠出，直到管材兩端面每一點(diǎn)均和加熱板緊密接觸為止，保證下一步加熱時(shí)，兩管端能均勻吸熱。
（4）設(shè)備操作工藝規(guī)程
1．焊接準(zhǔn)備
焊接準(zhǔn)備是焊接前必須進(jìn)行的步驟，操作人員必須予以充分的重視。
A. 設(shè)備應(yīng)置于平整、干燥、并有足夠操作空間的場(chǎng)地，否則，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
B. 檢查整個(gè)機(jī)具各個(gè)部位的緊固件有無脫落或松動(dòng)，并予以必要處理。
C. 檢查整機(jī)電器線路有無損壞，并予以必要處理。
D. 檢查液壓箱內(nèi)液壓油是否充足。
E. 確認(rèn)電源與機(jī)具輸入要求相匹配。
F. 將與管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機(jī)架。
G. 準(zhǔn)備足夠的支撐物，以保證待焊接管材可與機(jī)架中心線處于同一高度，并能方便移動(dòng)。
H. 將焊機(jī)各部件按照要求插裝連接好并檢查無誤。
I. 設(shè)定加熱板溫度至200～220℃。
J. 接通焊機(jī)電源，打開加熱板、銑刀和油泵開關(guān)并試運(yùn)行，檢查各自工作是否正常。
2．焊接
在焊接過程中，操作人員一般應(yīng)參照焊接工藝卡各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行操作。但必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣、環(huán)境溫度等變化對(duì)其作適當(dāng)調(diào)整。
A. 核對(duì)欲焊接的管材規(guī)格、壓力等級(jí)是否正確，檢查其表面是否有磕、碰、劃傷，如傷痕深度超過管材壁厚的10%，應(yīng)予以局部切除后方可使用。
B. 用干凈的布清除兩管端的油污或異物。
C. 將欲焊接的管材置于機(jī)架卡瓦內(nèi)，使兩端伸出的長(zhǎng)度相當(dāng)（在不影響銑削和加熱的情況下應(yīng)盡可能短），管材機(jī)架以外的部分用支撐物托起，使管材軸線與機(jī)架中心線處于同一高度，然后用卡瓦緊固好。
D. 置入銑刀，先打開銑刀電源開關(guān)，然后在合攏管材兩端，并加以適當(dāng)?shù)膲毫Γ钡絻啥司羞B續(xù)的切屑出現(xiàn)后，撤掉壓力，略等片刻，再退開活動(dòng)架，關(guān)掉銑刀電源。切屑厚度應(yīng)為0.5mm左右，通過調(diào)節(jié)銑刀片的高度可調(diào)節(jié)切屑厚度。
E. 取出銑刀，合攏兩管端，檢查兩端對(duì)齊情況。管材兩端的錯(cuò)位量不應(yīng)超過壁厚的10%，通過調(diào)整管材直線度和松緊卡瓦可予以改善；管材兩端面間的間隙也不應(yīng)超過壁厚的10%，否則應(yīng)再次銑削，直到滿足上述要求。
F. 將加熱板表面的灰塵和殘留物清除干凈（應(yīng)特別注意不能劃傷加熱板表面的不粘層），檢查加熱板溫度是否達(dá)到設(shè)定值。
G. 加熱板溫度達(dá)到設(shè)定值后，放入機(jī)架，施加規(guī)定的壓力，直到兩邊最小卷邊達(dá)到規(guī)定值（0.1×管材壁厚+0.5）mm。
H. 將壓力減小到接觸壓力，繼續(xù)加熱規(guī)定的時(shí)間。
I. 時(shí)間達(dá)到后，退開活動(dòng)架，迅速取出加熱板，然后合攏兩管端，其時(shí)間間隔應(yīng)盡可能短，最長(zhǎng)不應(yīng)超過切換時(shí)間。
J. 將壓力上升至規(guī)定值熔接壓力，保壓自然冷卻。冷卻規(guī)定的時(shí)間后，卸壓，松開卡瓦，取出連接完成的管材。
（5） 熱熔連接焊接接頭外觀檢驗(yàn)要求
熱熔連接完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，不符合要求的應(yīng)進(jìn)行返工，直到檢驗(yàn)合格為止。復(fù)合法蘭連接螺栓連接用力均勻，對(duì)稱擰緊，管材管件連接時(shí)應(yīng)盡可能的對(duì)正法蘭連接應(yīng)平行同心
（6）注意事項(xiàng)
A. 因HDPE管在穿插過程中要承受較大的拉伸力，而且內(nèi)襯HDPE管又是薄壁管，所以在熱熔焊對(duì)接連接時(shí)，一定要校正兩對(duì)應(yīng)連接管的同軸度，防止偏心，導(dǎo)致接觸面過小，不能形成均勻的卷邊，影響焊接強(qiáng)度。
B. 焊接完畢時(shí)一定要在保壓狀態(tài)下自然冷卻，直至冷卻到環(huán)境溫度。切忌人為強(qiáng)制冷卻以免造成焊縫應(yīng)力集中。
C. 如遇大風(fēng)和雨天，焊接必須在防風(fēng)、防雨棚中進(jìn)行，以免影響焊接質(zhì)量。
D. 如果環(huán)境濕度較大，在焊接前應(yīng)對(duì)焊口進(jìn)行干燥處理。
E. 在HDPE管穿插之前，要用專用工具刮平外部焊縫卷邊，以減小穿插阻力，同時(shí)保證HDPE管與鋼管內(nèi)壁達(dá)到緊密貼合。
管線焊接完成進(jìn)行氣密性試壓，由于管線分段多，每一段PE管進(jìn)行氣密性試壓浪費(fèi)時(shí)間，可以把幾段連接后進(jìn)行整體試壓再分割，具體分幾段試壓可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形確定。試驗(yàn)壓力0.1Mpa，管線穩(wěn)壓30分鐘，無泄漏為合格。
5.6 HDPE管內(nèi)穿插
5．6.1試驗(yàn)段穿插
在正式穿插前，先用一段長(zhǎng)度為6米的試樣HDPE管段進(jìn)行試穿插，主要目的是：（1）檢查待修復(fù)主管的通徑；（2）確定摩擦阻力的大小；（3）檢查試樣襯管的表面損傷情況，確定待修管道的內(nèi)表面狀況。若試穿插遇阻或者表面損傷嚴(yán)重，須對(duì)待修主管做進(jìn)一步的處理
5.6.2管線的分段穿插
穿插作業(yè)在HDPE管焊接完成，試壓合格后及清洗、試穿插合格后進(jìn)行。穿插前分別調(diào)試縮徑機(jī)、牽引機(jī)至最佳狀態(tài)。
HDPE管經(jīng)縮徑機(jī)緩慢拖入管道，縮徑機(jī)的進(jìn)給速度略小于牽引速度。機(jī)械式牽引機(jī)牽引速度控制在15~18米/分鐘，液壓式牽引機(jī)的牽引速度控制在3~8米/分鐘。
牽引機(jī)和管線的固定問題，要采取牢固、簡(jiǎn)潔方便的固定方法，把牽引機(jī)和管線連接在一起。
5.7 接頭連接
管線連接采用復(fù)合法蘭連接，每段HDPE管穿插后，借助壓力和溫度使內(nèi)襯管管徑回彈膨脹，內(nèi)襯管外壁過盈貼附于主管道內(nèi)壁，形成牢固的管中管，然后對(duì)于HDPE管余量進(jìn)行處理、焊接PE復(fù)合法蘭。
5.7.2閥門連接
閥門處的改造采用復(fù)合法蘭連接方式，在預(yù)先挖好的閥門改造坑處斷開已穿插好的HDPE管，電熔焊好復(fù)合法蘭，連接好閥門后用鋼護(hù)套進(jìn)行防腐處理。