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非开挖修复

NON-EXCAVATION REPAIR

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河北环水-砼管道非开挖修复机械制螺旋缠绕工法-施工案例

河北环水-砼管道非开挖修复机械制螺旋缠绕工法-施工案例

【摘要】:
河北环水-砼管道非开挖修复机械制螺旋缠绕工法-施工案例

井下螺旋缠绕制管工法

非开挖修复混凝土管道案例

河北环水塑胶管业有限公司

2018井下螺旋缠绕制管工法非开挖修复混凝土管道案例

  伴随城市的发展,城市的排水管道系统经多年使用后,由于污水的侵蚀及长期冲刷、地基沉降等原因,致使混凝土管道出现了内壁缺损、露筋、开裂、沉降、渗漏等问题,严重的失去了排水功能,危及城市道路安全,井下螺旋缠绕制管工法非开挖修复混凝土管道是一种经济、快捷、安全的混凝土管道修复方法

一、混凝土管道故障状态

 

 

钢筋混凝土管顶部被腐蚀
 

 

钢筋混凝土管道底部被腐蚀

 


钢筋混凝土管道漏水
 

钢筋混凝土管道漏砂、土
 

二、引起混凝土管道故障的原因

  引起混凝土管道故障的原因错综复杂,主要是腐蚀、生物侵蚀、流沙、地基沉降、未按规范施工等。

1、酸、碱、盐腐蚀

  钢筋砼排水管道腐蚀的主要因素是由污水中的硫酸盐(SO42-)和氯离子(CI-)的侵蚀引起的,未达标排放的酸性工业废水和强碱性工业废水对砼管道过水断面有较强的腐蚀作用,是造成排水管道短期损坏的主要因素。酸性及含强碱性废水对砼管道与水接触部分直接腐蚀,结果是混凝土被腐蚀冲刷掉,;CI-能加速混凝土中钢筋的锈蚀,SO42-   主要是与水泥中的水化铝酸钙和氢氧化钙发生化学反应,产生体积更大的针状结晶钙矾石(3CaO·AI2O3 、3CaSO4·32H20),固相体积是原来的1.5 倍,因此在混凝土内形成膨胀应力而引起混凝土结构的破坏。

2、H2S气体及微生物的侵蚀

  砼管道顶部积聚的硫化氢(H2S )气体及微生物的侵蚀,对砼管道顶部的腐蚀也相当严重,已经引起管理者的高度重视。

1)污水和废水中的有机和无机悬浮物随水流动而逐渐沉积于管底成为粘泥层,粘泥层中的硅酸根被硫还原菌还原,生成硫化氢。

2)释放的H2S进入管道未充水的上部空间,与砼管壁相接触,食砼菌则在管壁上与H2S发生生化反应,氧化生成硫酸,管道顶部的砼被腐蚀,致使钢筋外露,砼管道损坏。见图(2、4)

  管道顶部腐蚀和底部腐蚀区别明显,对一些以化工为主的城市,以第一种情况居多,对一些沿海城市,CI-的侵蚀较为严重,对大中型城市中排放生活污水的主管道以第二种情况居多。

 


钢筋混凝土管被腐蚀
 

钢筋混凝土顶部管腐蚀
 


三、井下螺旋缠绕制管工法修复混凝土管道的成功案列

1、三亚红纱污水处理厂进厂管道及城市管网维修(2009)

  三亚河景观平台两侧及下面的DN1000、DN1200排水主管道存在淤积、腐蚀、脱节、管道抬升问题,排水不畅,当海水涨潮时,管道在海平面下2-4米,海水渗入管道之中,影响污水处理厂的正常运行;榆亚大道DN1400排水主管道是三亚市红纱污水处理厂的进水管道,经探测腐蚀严重,局部出现沉降、渗漏,城市的运行存在严重的安全隐患。2009年采用井下螺旋缠绕制管工法进行修复,恢复了管道的功能。

 


三亚榆亚大道(污水管道位于慢车道下,榕树一侧)
 

三亚河污水管道
 

内衬PVCU缠绕管
 

注浆加固
 

 

2、北京DN1550混凝土管道维修(2014-08)

  DN1550混凝土管道位于北京崇文门地铁站附近的中国石化加油站(崇文门站)下面,局部管道塌陷,管道腐蚀严重,管道覆土深度6米,井间距40米,采用井下螺旋缠绕制管工法内衬D1450PVC-U缠绕管,管道40米长无接头,见下图。

 

 

3、北京DN1050混凝土管道维修(2014-10)

  DN1050混凝土管道位于北京大兴区京开路(大兴区职业技术学校东侧),局部管道塌陷,管道腐蚀严重,井间距50米,采用井下螺旋缠绕制管工法内衬D950PVC-U缠绕管,管道40米长无接头,见下图。

 

 

4、北京海淀区朱房路DN1950混凝土管道维修(2018-5)

  本工程位于北京清河镇朱房路道路下,该道路狭窄,车流量大,两侧是居民区、商铺、机关、学校单位,道路两侧车辆停放较多,场地狭窄不易施工。本工程是对长约684.5米DN1950钢筋混凝土排水管道进行修复,确保排水系统安全。

 

 


DN1850内衬管道环刚度检测
 

DN1850内衬管道用型材刚度系数检测
 

 

5、厦门筼筜湖DN1000倒虹吸混凝土管道内衬修复

  厦门筼筜污水处理厂进厂主管道之一,穿越筼筜湖南17号排洪沟为长50DN1000倒虹吸混凝土管道,在水下5米多深,管道顶部已出现腐蚀,局部管口有错位现象,厦门水务采取预维护措施,对该管道进行非开挖螺旋缠绕内衬硬聚氯乙烯(PVC-U)管道修复加强。

 

 

6、北京市密云区潮河左堤路DN600混凝土管道螺旋缠绕内衬修复工程

  该DN600混凝土管道位于密云水库下游,沿潮河岸边左提路铺设, 长550米、11段12个井位,最长管段65米,大部分管段50米,埋深4-6.5米,管段弯曲、检查井管道错位较多,是排污管道;采用螺旋缠绕内衬D530PVC-U管道进行修复,目的是防止污水外漏或潮河水位高时进入管道。

  用螺旋缠绕工法修复DN600管道尚属首例,加之该管道弯度大、管段长,人不能进入、检查井空间小、冬季施工等,难度很大;我们经过工厂试机,确保设备制管能力达到60米以上,确保PVC-U板带质量和长度,并准备了冬季施工暖棚;2018年12月进入现场施工后对管线情况进行详细探查,根据实际情况对施工方案进行调整,克服重重困难,最快时每天完成一段,经过二十多天的昼夜施工,交付了一个优质工程。 

 

 

钢筋混凝土管顶部被腐蚀
 

 

钢筋混凝土管道底部被腐蚀

 


钢筋混凝土管道漏水
 

钢筋混凝土管道漏砂、土
 

 

四、井下螺旋缠绕制管工法

  井下螺旋缠绕制管工法是一种非开挖修复方法,充分利用排水管道窨井的空间位置,将缠绕制管机置于其中,使PVC-U板带在窨井处成管并送入混凝土管中,然后在PVC-U螺旋管与混凝土管间注入水泥浆,使螺旋管与混凝土管紧密结合,从而恢复管道的排水能力和强度。该方法具有不需封闭道路、施工工期短、有利环境卫生、修复后管道通水能力如初、综合造价低、甚至可以带水作业等优点。

(一)井下螺旋缠绕制管设备

  为解决窨井空间狭窄问题,该设备突破传统工艺,成型机为分体组装式结构,在窨井内组装,由以下部分组成:

1、成型机、动力及传动装置

2、PVC-U板带输送装置

3、PVC-U螺旋管支撑及转动装置

(二)管材的选择

  管材是用硬聚氯乙烯(PVC-U)板材缠绕而成,PVC-U板材是双平壁锁扣式结构壁板材,板材之间采用迷宫式锁扣连接方式,制管时,在机器的驱动下,带状板材被不断地卷入缠绕机,通过螺旋旋转成管。

  PVC-U缠绕管内壁光滑,摩阻系数小,其n值在0.007至0.01之间,按惯例取n=0.009。混凝土管道内壁粗糙,其值取n=0.012至0.014,按惯例取n=0.013,管中管实施后坡度相同,相应的排水量计算公式为:

 

 

  按此推出,DN800 及以上混凝土管道,塑料管道外壁和混凝土管道内壁之间留有50mm间隙,排水量是不会减少的。

(三)断管及接口

  如果管道在生产过程中由于各种原因须断管,将管垂直切断,然后将前后两管道对接就位,用胶及纤维固定。

(四)混凝土管道与PVC-U螺旋管间隙充填问题

  混凝土管道与塑料管道之间隙要分次充填水泥浆,不可一次填满,主要目的是减轻浮力,保持PVC管道和混凝土管道间隙均匀。

(五)混凝土管道的处理

  井下螺旋缠绕制管法非开挖修复混凝土管道的关键之一是混凝土管道的处理。混凝土管道露筋部位要用高标号水泥砂浆抹平;错位部位用顶镐恢复原位,并保持平整;基础沉降及空洞部位用混凝土填实;只有保证混凝土管道平直顺畅,才能确保修复成功。

(六)安全及注意事项

  工人在井下及管道中作业,稍有不慎既会出现人身伤亡事故,必须确保安全。要解决好以下问题:

1、管道通风:通过鼓风机向井下管道送风,让工人能够呼吸到新鲜空气,辅以氧气检测,确保工人下井安全。

2、管道封堵:采用堵水气囊配以空气压缩机进行快速封堵上游管道和检查井的进水管道,确保上、下游及排水支管断水,以防止工人被淹致死。

3、照明:井下采用安全电压供电系统照明,井上采用220V电压照明。

4、通讯:井上、井下采用对讲机通讯联络,井上指挥者及时了解井下状况。

5、作业区域警示:作业区域用反光护锥及安全标线围出警工戒范围。

河北环水塑胶管业有限公司          地址:沧州开发区解放东路1号

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