浅析U-HDPE内衬管修复技术在燃气管网改造工程中的应用
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摘要：通过对杭州市某市政道路中压燃气管道改造工程采用u-hdpe内衬管修复技术进行试点改造的总结，介绍U-HDPE内衬管修复技术及在工程实例需要注意的技术与施工事项；并结合该工程实际施工过程中的实践结果，与其它修复技术进行了简单比较，叙述了各自特点；对采用该技术与传统的大开挖方式施工进行了经济分析比较。
关键词：非开挖；U-HDPE；内衬管；修复技术；燃气
Abstract: through a municipal road medium voltage in hangzhou city gas pipeline renovation project adopt U-HDPE tube lined with repair technology in the reconstruction of a pilot project summary, introduced the U-HDPE tube lined with repair technology and in the engineering example need to pay attention to technology and construction matters; Combined with the actual engineering and construction process of the practice, and other repair technology of a simple comparison, describes the characteristics; Based on the technology and traditional big excavation way economic construction compared.
Key words: the excavation; U-HDPE; Lined with tube; Repair technology; gas
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
一、引言
随着人们对居住、出行环境的要求日益提高，目前各地政府相关部门相继出台了类似“新建道路五年内不得开挖”等占道施工、道路整治等的政策，以及提高道路修复赔偿标准等惩罚性措施。以杭州为例，主城区繁华区域施工，现有对交通影响大、噪音大的机械大开挖方式，不管从办理前期许可证上，还是后期修复赔偿费用上都已经对工程进度、造价产生了不利影响，而且对周边居民的正常工作生活也产生了很大影响。为适应社会发展外部环境的变化，我公司及时开展了市区管道施工方式的研究，探寻适合城市社会发展有着和谐社会效益和企业经济效益的非开挖施工方式。经过前期细致的技术调研后，我们决定采用U-HDPE管进行该修复工程施工。
该中压燃气管道总长度约为350米，原为DN200的中压铸铁管，进小区区域调压站。因原管道阻塞（管道有效通过直径减小）和城区提压（提压后设计压力为中压A,0.4MPa）的要求，现设计采用U-HDPE内衬管修复技术进行试点改造，改造后设计压力为中压A（0.4MPa），改造采用PE100级SDR26的De195聚乙烯管材。
二、U-HDPE修复技术工艺及流程
首先确定要修复管道的准确内径（0.98d内≤d外≤0.99d内；d外为新管外径、d内为旧管内径），然后通过专门设备将圆形HDPE管压成U型，此时HDPE管的横截面积将减少40%，被压制的HDPE管通过一个特殊机械用高强度胶带将其缠紧。再用液压牵引设备将保持U型的HDPE管拖进要修复的经过清理的旧管道内，U-HDPE管被完全拖进要修复的旧管道并准确定位后，用压缩空气将缠绕带胀断并使U-HDPE管恢复成圆形，此时HDPE管与旧管内壁贴合，最后用变径接头（De200,SDR11/ De195,SDR26）与钢塑接头将各段连接起来。
三、U-HDPE修复在技术与施工上需注意的问题
3.1 管材（件）质量监检与焊接工艺评定（焊口测试）
由于本工程采用的管材（件）为SDR26、De195非常用管材（件）系列，要求施工单位使用的管材（件）必须从具有质量监督部门颁发的特种设备制造许可资质的管材（件）制造商处采购，并具有相应的出厂检验的质量检验结果（合格证书），保证各项力学性能满足《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:管材》(GB15558.1-2003)和《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分:管材》(GB15558.2-2005)的要求，并能保证压缩复原后仍能满足相关要求。
根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》(CJJ63-2008)等现行国家规范精神，经过一系列分析、验证和校核，我们得出本工程采用的PE100级的SDR26聚乙烯管材正好满足设计压力0.4MPa的要求，在最大运行压力（设计压力0.4MPa）下环向应力为5.0MPa与PE100级的聚乙烯管材最大允许静液压设计应力（5.0MPa）相符，符合规范要求。但，在进行强度试验（0.6MPa）和严密性试验（0.46MPa）时，管道所受环向应力均大于最大允许静液压设计应力，说明在没有外母管支撑有效保护条件下，直接对PE100级的SDR26聚乙烯管进行强度试验和严密性试验是不符合现行国家管道设计安全要求的。而U-HDPE内衬管修复技术其技术特点主要为U-HDPE内衬管的外径d外与被修复管道的内径d内相当，使两者能更好的贴合，由此在工程修复后，考虑被修复管道作为外母管的支撑保护作用，根据《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005）进行强度试验和严密性试验是可行的。
3.2施工中注意的问题
根据U-HDPE内衬管修复技术施工工艺及技术特点，在施工中需注意以下几点：
（1）因本工程采用的管材壁厚较小，焊接过程中应特别注意每个焊口的外观检测，控制错边。
（2）确保管道清理干净，在CCTV内窥检查时，特别注意管内壁的光滑，检查结束后做好相关记录，及时进行清理，确保不会划破U-HDPE内衬管，影响施工质量。
（3）为确保U-HDPE内衬管与被修复管道能更好的贴合，在遇水井、乙字弯等处割除后，需补上同内径的管道。不允许由SDR26聚乙烯管直接外露，需加套管保护且其内径与内衬管贴合。
（4）工程的强度试验与严密性试验只有在确认SDR26的聚乙烯管都有贴合的外管保护下，才可以开始，并应严格按程序进行。
四、U-HDPE修复与其它非开挖修复技术各自的特点
根据试点经验，我们大致比较下U-HDPE折叠内衬法与其它各种修复技术（插入法、静液压裂管法、翻转内衬法）的特点，
1、与插入法技术的比较
插入法采用小直径的PE管插入大直径的旧管，流通截面积减小较大，不符合城市发展的需要；因插入的小口径PE管管壁厚，其弯曲度较小，这就要求被修复的旧管道不能有大的弯曲，而U-HDPE折叠内衬法最大弯曲度可达22°，基本能满足除弯头外的管道自然借转角度；并且，在PE管与旧管之间形成环形空间，有泄露爆炸的安全隐患。为此，插入法一般建议使用在管道自然借转弯曲度较小的地方，并允许减少管道的流通截面积，不会影响用户用气稳定和今后的用户发展。
2、与静液压裂管法技术的比较
静液压裂管法修复可以比旧管道直径扩大100mm，且对清管要求低。为此，静液压裂管法适用在需要增加旧管道流通截面积的修复情况。
3、与翻转内衬法技术的比较
翻转内衬法采用的是粘合方式，容易受水渗入而造成内衬脱落；U-HDPE折叠内衬法修复的距离是翻转法的3～5倍；翻转内衬法修复质量受施工现场人为因素影响较大；清管要求比U-HDPE折叠内衬法高。为此，翻转内衬法只适合非结构性修复，修复距离短的情况，该修复可主要视作管内防腐修复，一般不建议采用。
综上，建议在选择修复工艺时，在缩小管径修复能够满足输配要求时，应优先选用插入法；当修复更新后的管径不允许有明显缩小时，建议优先考虑U-HDPE折叠内衬法；当要求更新后管径需要增加，且不允许大开挖的情况下，建议考虑静液压裂管法。
五、经济效益比较
根据该工程最终的决算情况，结合该工程若采用开挖埋设钢管施工方式的预算，进行分析，可以看出，采用U-HDPE内衬管修复技术的工程造价是采用钢管开挖敷设的工程造价（不包括开挖道路修复赔偿费）的85%左右，是采用PE管（PE80级，SDR11）开挖敷设的工程造价的95%左右（DN200及以下）。这表明在不考虑路面修复赔偿费用的情况下，工程造价基本一样，U-HDPE内衬管修复技术并无多少优势。但，U-HDPE内衬管修复技术关键就是开挖面积小，施工影响面大大减小。一般为开挖施工面积的5%～10%，即可节省90%的路面修复赔偿费用，对周边居民的影响也降低到了最小。由此，修复管道距离越长越能体现出U-HDPE内衬管修复技术的经济性，另，考虑到设备进出场及管材（件）采购等问题，建议一次修复旧管道距离在300米以上时，采用U-HDPE内衬管修复技术才经济合理。
六、结束语
U-HDPE内衬管修复技术在非开挖修复燃气旧管道上，具有操作方便、开挖量少，经济合理等优点，可作为目前城市旧管网改造修复的一种主要技术手段。
参考文献：
⑴《城镇燃气管道非开挖修复更新工程技术规程》(送审稿)
⑵《聚乙烯燃气管道工程技术规程》(CJJ63-2008)
⑶《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》(TSG D2002-2006)
⑷《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:管材》(GB15558.1-2003)
⑸《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分:管材》(GB15558.2-2005)
⑹《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005）