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姜洪波
廊坊市威固环境科技有限公司，廊坊 065000
摘要：针对我国天然气大面积推广应用和城市气化工程不断推进，天然气管网的安全运营受到人们的普遍重视，借鉴国外经验本文对燃气管道翻衬复合软管修复技术作了重点介绍，从施工准备、材料选择、翻衬工艺、质量控制、施工机具及投产运行等进行了详细地介绍，对我国城市管网的安全维护起到积极的作用。关键词：燃气; 复合软管; 翻衬; 补口; 工艺
0 翻衬复合软管修复城市燃气旧管道技术发展回顾
翻衬复合软管修复城市燃气旧管道源于欧美，据有关文献记载德国柏林市上世纪九十年代至今已经使用此技术修复了五百多公里的燃气管道。在我国2012年以后，北京燃气公司引进德国技术设备、采用进口材料对北京三环路下十几公里高压埋地燃气旧管道进行复合软管翻衬修复。此举开创了翻衬复合软管修复燃气管道的技术在我国应用的先河。
1 目前国内城市燃气管道非开挖更新市场需求及主要方式
据中国地质学会非开挖技术专委会统计，截止到2017年国内燃气管道总长641169 Km。
其中：
1980年前铺设 5619Km 0.88%
1981年至1990年铺设 18009Km 2.81%1991年至2000年铺设 65822Km 10.27%2000年至2019年铺设 551719Km 86%2000年前铺设的燃气管道大多都已进入寿命周期，且很多城市的燃气管道都是煤气管道，随着天然气的推广应用现有的煤气管网面临更新改造的市场需求。
目前国内城市燃气管道非开挖更新主要方式：(1)水平定向钻管道铺设技术：一般用于城市管道密度低的城市边缘地带，且要求有较大的工作面，在现在城市化快速发展的今天，该技术存在着一定的局限性。
(2)裂管更新技术：此方法是适用切割滚刀将旧管道切碎同时将新管道拉入，适用于球墨铸铁、塑料管道。新管道可以是塑料管、钢管。对于旧钢制管道有局限性。并且此技术不能过弯，同时要求有较大的施工面。
(3)PE 管内插修复技术：因在原管道插入新管会将管道内径大幅度缩减，影响燃气流量，同时
作者简介：姜洪波，黑龙江人，现为廊坊市威固环境科技有限公司总经理，研究方向：非开挖管道修复技术，邮箱：
2021年2月 第1期 No.1 Feb.,2021
《非开挖技术》杂志
社
Periodical office of china Trenchless Technology
要求铺设时要有较大的施工面，且不能通过大于15度的弯度，在城市中很多地方存在局限性，运行压力不高于0.4MPa。
(4)旧管道内HDPE管U型内插修复技术：此技术修复后的管道压力低于0.4MPa，同时过弯能力小于15度，且管道内径要缩几十毫米，影响燃气流量。
(5)翻衬复合软管修复技术（CIPP）
翻衬复合软管修复技术原理：
翻转浸渍树脂软管内衬法也称原始固化法（CIPP），该技术使用浸透专用树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料，用专用翻转器将浸有树脂的软管利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面，并与旧管的内壁粘结。形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化后，软衬管形成形状与原管一致、内径比原管稍小的新管。见图1。
图1 现场翻衬施工照片
2 廊坊市威固环境科技有限公司翻衬复合软管修复技术介绍
本公司管道翻衬复合软管修复技术是集管道寻线定位、管道清洗、管道内穿插、管道修复质
量检测等一项系统工程，我们拥有二十余项专利技术，其中五项发明专利，获得中国施工企业协会科技创新成果一等奖，拥有国家级工法和标准，处于国内领先水平.近几年我公司在大庆油田、吉林油田、华北油田、长庆油田的石油、天然气管道修复施工中，就采用翻衬复合软管修复技术，用此技术在中石油几大油田都有成功案例，油田的天然气管道的运行压力大多高于城市燃气管道压力。
2.1 主要优点
(1)修复质量好：玻璃钢衬里层连续完整。修复后的管道寿命可延长使用20年以上。
(2)施工周期短：一次翻衬距离可达800m。
(3)修复成本低：与更换新管线比可降低工程成本。
(4)提高输液量5～10%
(5)具有突出的防结垢性，彻底解决防腐问题，降低管线运营成本。
(6)适用范围广：可适用于φ48mm以上各种口径不同输送介质，温度为-40℃～120℃的管道内衬修复，适用油气田、城市管网及非金属管网内衬修复。
(7)由于软管带胶与钢管具有一定的粘接强度，并且与钢管线胀系数接近，所以热胀冷缩不脱层，不断裂。
(8)软管翻衬修复时作业面小，减少征地，对环境搅动小。
(9)软管翻衬作业时可安全通过90度3D以上弯头，修复效率高。
2.2 翻衬复合软管修复技术施工工序
管线清洗内翻衬复合软管修复施工程序见图2
图2 施工程序图
2.3 施工工艺
2.3.1管线探测
使用管线探测仪对埋地管道进行精确定位。
非开挖技术china Trenchless Technology 2021年2月
(1)用信号联线将管线探测仪的发射机与被测钢管连接，再将接地棒插入地下，使钢管与大地构成电流回路，使整根钢管向外发射清晰电信号。
(2)用管线探测仪接收机沿线收寻发射机通过钢管发出的信号，很方便地到被测管道敷设的位置，并用木桩标识。
2.3.2挖操作坑切断管线
(1)根据自然状况，考虑施工方便确定一次修复管道长度和起、止点位置，并挖操作坑。操作坑（长×宽×深）尺寸以满足作业为准。
(2)直径≤φ219mm的钢管用手动切管机切断，切下短管长度以便于管段清理和翻衬复合软管作业为目的，一般短管长度为1-1.5m。
(3)在距被修管段端头45mm处焊接隔热圈；在切下的短管两端头同样距离处各焊一个隔热圈，并将短管以相同材料和结构衬入复合软管防腐层，两端头与被修复管段同样方式进行处理，以备管段连接时使用。
2.3.3管线清理
管线清理包括管内结垢物的清洗和管内硬性障碍物的清除。
(1)管内结垢物的清洗
在管段两头分别安装清洗发射装置和清洗接收装置。根据被修复段横断面上结垢层厚度选择较小直径的专用清管器（或杰扶斯）以压力水为介质清洗管内污垢，而后逐步加大清管器直径，最后用与钢管同一规格专用清管器将管内污垢清洗干净。
用与钢管相同规格聚氨酯碳化硅清管器以压缩空气为动力反复进行垢膜和油膜的清除。
用与被修钢管相同规格的聚氨酯整体清管器以压缩空气为动力排除管内污水。
用直径为钢管内径1.5-2.0倍软质聚氨酯泡沫清管器反复对管内污水和油膜进行吸收和干燥。当软质聚氨酯泡沫清管器内无水，表面无明显油污为止。
(2)管内硬性障碍物的清除
管内硬性障碍物包括：焊接过瘤、穿孔栽钉、变径、过桥以及断面变形等。对这些障碍物分别采取以下方法排除。
焊接过瘤和穿孔栽钉采取火焊开孔，割掉突出部分电焊焊接开孔。
变径和过桥，切掉变径管段和过桥，更换与被修管段相同规格的新管段。
断面变形，采用火焊烘烤、修整的方法排除。
管内硬性障碍物的暴露多数出现清洗管内结垢物的过程中，其表征是卡住清管器使清洗作业无法继续进行。此时，必须设法到卡堵位置，排除障碍。寻卡堵障碍物的方法有：
利用跟踪检测仪监测，可在清管器上安装跟踪检测仪的发射机，地面上用接收机寻卡堵位置。
用1/2分割和专用寻探线器，一般不超过三次便可到卡堵位置。
(3)质量检测
质量检测包括通过性检测和内表面外观质量检测。
管道通过性能检测，利用 清管器检测管道是否恢复原有通径。
利用管道内窥仪从两头进入管道内通过荧光屏定性检测清洗质量。
(4)以压缩空气为动力通过“发射套管”将缠绕在翻转器转轴上的牵引绳索穿入钢管内。绳索两头分别露出5-10m。
(5)用封堵器将清理好的管段密封，防止管内二次污染和受潮。
2.3.4复合软管浸胶
(1)复合软管浸胶前的准备
利用穿绳工具在复合软管内贯穿一条编织扁带作牵引绳。在贯穿过程中严禁扁带扭转。
从胶粘剂的三组份混合搅拌开始到翻转内衬复合软管结束所用时间再多加2小时作为胶粘剂的凝胶期，确定胶粘剂的配比。
根据施工现场做三组胶粘剂配比试样，按其中结果接近凝胶期的那组配比进行配料施工。
(2)按软管展开面积计算所需要胶粘剂，并用专用机具灌入复合软管内。
(3)灌有胶粘剂的复合软管经由现场作业平台进入浸胶机，在通过碾胶机的过程中，将多余的胶料从前往后碾压使胶粘剂浸透整根软管。
(4)当浸胶软管露出浸胶机时，将软管内的编织扁带和事先缠绕在翻转器转轴上的拖拉扁带连同软管三者用特制接头连接在一起，从上方紧紧缠绕在翻转器的转轴上。
2021年第1期 姜洪波：城市燃气管道内翻衬复合软管修复技术及应用
2.3.5翻转内衬复合软管
(1)将复合软管内的牵引扁带和被修管段内牵引绳索连接在一起，而后将复合软管端头锁定在翻转器的软管出口上。
(2)启动空气压缩机往翻转器内供压缩空气，同时打开润滑油路上的阀门向翻转器内供润滑油。当翻转器内压力达到一定数值时软管开始外翻，用人工将翻出的复合软管通过翻衬入口送入被修复管段内，此时要求拉紧被修复管段内的牵引绳索，防止因松弛被撵入已翻复合软管和钢管内壁之间。当翻转器内压力上升到0.3-0.4MPa 时，开始对牵引绳索施加拉力，加快翻衬速度，进入正常翻衬作业。此时，通过调整进气量使翻转器内压力稳定在0.3-0.35MPa，翻衬速度稳定在25-35m/min 之间。当翻衬长度达到被修复管段长度50%时，翻衬阻力达到最大值，此时如果翻衬出现困难允许将压力提高到0.5MPa。
(3)当翻衬长度超过被修复管段长度的50%时，
适当控制翻衬速度，保持翻转器内压力在0.3MPa 左右为宜。
(4)当翻衬接近尾声时应及时取消对牵引绳的拉力。当复合软管翻出被修管段时应立刻放开牵引绳，避免出现安全事故。
(5)当翻衬作业遇到障碍不能再继续进行时，可采用探线器到故障点并排除故障继续进行翻衬直至完成。
2.3.6端头处理、打压固化
(1)在被修复管段两端分别留出35-40mm 复合软管，其余部分剪掉，并将留下的软管沿轴线六等分剪
成外翻粘贴在管段外壁上，用锁定环固定。
(2)在被修管段两头分别用发射端堵头和接收端堵头密封，空气压缩机打压0.2-0.3MPa 关闭阀门，稳压24小时固化。
(3)用管道内窥仪分别从管道两头进入管内，检查衬里层有无气鼓、塌陷和破损等缺陷。图3 管段组装平面示意图
(1)将备用管段连接时使用的短管4落入在两管段1和8之间，由两头各2根托杆（图中不表示）定位，保证短管和管段同轴线。
(2)将浸满胶粘剂的无纺毡条缠绕在短管和管段接缝处成为填满端头缝隙的玻璃钢密封圈7，使玻璃钢复合衬里层连续完整，无钢铁裸露。
(3)将套管移至两隔热圈之间（螺丝孔朝上）搭在两隔热圈上，用小电流进行角缝焊接，必要时用水冷却，防止焊接过热烧损内衬里。
(4)螺丝孔往环形空间灌注已混合好的胶粘剂，一要注意排除里面的空气，二要将胶粘剂灌满，而后拧入丝堵，并使胶粘剂沿螺纹缝隙溢出。
2.3.8打压试验
按设计要求对内衬复合软管管道进行水压试验。
3 翻衬复合软管修复技术在城市燃气管道非开挖更新应用展望
管道翻衬复合软管修复技术方法的整体优势在于修复燃气管道时的负面影响小，占用场地比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响很微弱。
我国翻衬复合软管修复技术研究进入全新的
非开挖技术 china Trenchless Technology 2021年2月
阶段，材料能在国内批量生产，修复费用与国外比大大降低。所以，在城市燃气管道非开挖更管道翻衬复合软管修复技术必定会所接受，并且广泛的应用于埋地管道的修复中。
廊坊市威固环境科技有限公司拥有的翻衬修复技术由软管配方及结构、专用胶配方、软管内衬机具及工艺等8项核心技术构成。该技术解决了内衬复合软管结构和制造工艺，自主研发了一系列配套的管道内衬修复施工机具，形成了系统的管道不开挖长距离内衬修复专利技术。关键技术处于国内领先水平和国际先进水平。
用于修复燃气管道复合软管结构可根据用户的要求来设计，一般有1.0MPa， 1.6MPa, 5.0 MPa，三
个压力等级。复合软管的覆膜层可根据燃气属性及地质情况差异选择不同的材料，一般有改性PVC、PE、TPU、EPDM等材料，以满足城市燃气公司管道修复差异化需求。
复合软管即有一定的承压能力，又具备很强的抗腐蚀能力，所以，管道内衬复合软管修复后，对旧管道的使用可提高一个等级（管道腐蚀状况按SY/T0087.1-2006标准评定为五个等级）。
廊坊市威固科技有限公司拥有的翻衬修复技术工艺所用设备、技术、材料都做到国产化，大大降低了修复成本，并且工艺方面有很多优于国外技术，更重要是大大降低了修复成本。为此，管道内衬翻衬修复技术在我国城市燃气管网改造中会起到重要的推动作用。
2021年第1期 姜洪波：城市燃气管道内翻衬复合软管修复技术及应用
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荆州新闻网消息(记者 唐华 彭军 何进)城市地下管网是城市的重要基础设施，是保证城市功能整体正常运行的“地下生命线”。随着使用年限不断增长，城市地下管网的各种问题也越来越多，今年5月，荆州市首次引进非开挖管道修复技术，对中心城区早期建设的排水管网出现的破损、裂缝、腐蚀，坍塌等问题进行修复和维护。
上午10点，在沙市区共青路上，一场地下管道“微创手术”正在进行。几辆“小黄车”、一圈水马围挡、定位、胀圆、固化，监视器上，随着管道检测机器人的爬升，修复全过程清晰可见，每个环节也都被一一记录。
因长期“劳作”，埋设于共青路地下的管道出现破裂、渗漏等不同程度的损坏，如果不修复，就难以胜任沿线污水的收集工作。经过前期机器人检测，共青路上这一段长约30米的管道整体性能较差，将采用整体非开挖修复技术，就是在现场用修复车，通过牵引设备将C型或U型的内衬管放置管道内，然后通过静置、加热、加压、冷却使内衬管与原管道紧密贴合，这样大大缩减了管道修复时间。
据了解，目前，荆州市政对荆州市中心城区170余条主次干道600多公里排水管网进行了清淤疏挖及电视检测和潜望镜检测，共发现缺陷约18000处。管道缺陷主要有：破裂、变形、腐蚀、错口、脱节、接口材料脱落等，对于发现的缺陷，从今年5月开始至2021年底，将分批分片区采用开挖和非开挖两种方法进行管网缺陷修复，以此来提高城区排水管网的畅通性，减少洪涝，进一步改善周边环境。
来源：荆州新闻网
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