2023城镇给水管道检测评估和修复技术指南

城镇给水管道检测评估和修复技术指南图44汇总了消减风险的流程图，帮助水务公司选择并实施恰当的风险管理措施：图4SEQ图\*ARABIC\s14风险管理全流程（风险确定、评估、选择、实施以及监控）风险管理过程中还需要考虑的一个重要因素是水务公司需要投入的费用。风险分析（包括状态评估和后果评估）以及项目实施的程度与达到的效果与降低风险程度要成比例关系。因此，整个风险管理过程是为了方便水务公司通过不同的手段和方法，不断修正与完善管理系统，采取适合、适当的风险管理理论及实践方法。

给水管道日常及在线式检测评估工作基于水听器的漏水在线监测供水管道上常用噪声记录仪作为在线听漏的方式，通过将传感器贴在裸露出地表的管壁或部件上，接收管壁传播的声音判断是否有漏水，而沿管壁传播的声音易衰减，通常，能够覆盖的范围在30-250m，口径越大检测距离越短，管道刚度越低，检测距离越受限。水听器是一种通过采集沿管道介质传播的漏水声音信号，与将传感器直接安装在管道外壁不同，水听器被固定安装到管道内部，与水接触，直接采集水中的声音，可最大程度避免背景噪声的影响，检测范围更广，对高、低频漏水信号具有更高的灵敏度。基于瞬变压力爆管监测及定位负压波检漏技术是近年来迅速发展起来的一种新的检测定位技术。当管道上某处发生泄漏时，在泄漏处将产生瞬态压力突降，形成一个负压波，该负压波以一定的速度向管道上、下游传播，利用管道首末端压力传感器检测到泄漏点处传来的压力波突变拐点就可进行泄漏检测，根据负压波向上游和下游传递的速度和到达两端压力变送器的时间差，在负压波波速已知的情况下，可以计算出泄漏点的位置。负压波法是一种在线检测方法，需要持续不间断的测量和检测压力信号，这种方法在检测突然发生的较大规模泄漏时十分有效；但对于持续性、小规模的泄漏，因负压波形不明显且易受环境噪声的影响而不易被识别和检测。准确地捕捉到泄漏引发的压力突降特征点，是提高检漏灵敏性、可靠度及定位精度的关键，往往需要管道压力采集频率和负压波识别两个方向提升，以保证爆管监测效果。

给水管道修复技术概述修复技术分类概述管道的非开挖修复技术按修复范围的大小可分为整体修复和局部修复两大类。整体修复通常指对某一段管进行整体的加固和修复，采用整体修复可以达到防腐、防渗、增加结构强度甚至整旧如新的目的。局部修复也称点状修复，通常指只对管道接口等损坏点进行防渗堵漏修理的一种做法。点状修理针对性强，可以降低维修费用，但其无法提高管道的整体结构强度。按照对结构的修复程度，可分为结构性修复、半结构性修复和非结构性修复。MOSER（2008）提出管道非开挖修复方法包括：原位固化（CIPP），滑移内村（Sliplining），原位修复（In-placereplacement），内村修复（Close-fitpipe），点状修复（Pointsourcerepair）等。局部修复技术局部修补是在基本完好的管道上纠正缺陷和降低管道的渗漏量等。当管道的结构完好，仅有局部缺陷时，考虑使用局部修补，局部修补主要用于管道内部的结构性破坏以及裂纹等的修复。此处主要介绍注浆法、补丁法、灌胶修补套管法及机器人法等局部修复技术。1、注浆法采用注浆的方法在管道外侧形成隔水帷幕，或在裂缝或接口部位直接注浆来阻止管道渗漏的做法称为注浆法。前者称为土体注浆，后者称为裂缝注浆。注浆材料主要可分为无机浆和化学浆。前者价格较低，后者价格较贵但效果较好，而且用量较少。注浆法由于其施工工期长，质量稳定性相对较差，需要定期回访和复查。该方法一般不单独使用，可作为一种辅助方法和其他修理技术如补丁法配合使用。2、灌胶修补套管法灌胶修补套管具有一个不锈钢芯结构，其外周浸满了环氧树脂或聚氨酷树脂，在一定的温度和压力条件下树脂发生固化或发泡反应，同时伴随一定的体积膨胀并与旧管道内壁形成胶结，固化过程中胶液体积的膨胀填满了不锈钢与旧管间的孔隙，同时胶液会渗入管道承插口缝隙和邻近土壤，并最终形成管外介质旧管道不锈钢芯筒的胶结复合结构。该方法比较适用于由于不均匀沉降引起的管口接头松脱、漏水的情况。图6-1PVC套环局部修复3、机器人修复技术机器人修复技术是一种使用遥控的修复装置（机器人）来进行各种工作的方法，例如：切割管道的凸出物（包括树根）、打开管道的支管口、向裂隙注浆等。遥控的修复装置一般为轮式结构，并配有各种施工工具，有时还包括照明和闭路电视摄像系统等。机器人修复是非开挖管线修复技术中最新的方法之一，机器人修复系统在瑞士得到巨大发展，主要应用于重力流管道系统。机器人包括磨削机器人和充填机器人。磨削机器人用来清除管道内侵入物，也能研磨裂缝，为修复材料填充提供良好表面。填充机器人能向磨削过的裂缝里填环氧砂浆，并能抹平填充材料表面，形成光滑内壁。机器人修复技术适用管径范围是200~750mm，较小型号机器人的典型应用管径范围是200~400mm，而较大型号机器人应用于直径大于的管道。机器人在管道内的定位采用各种轮轴机构。4、补丁法（污水管使用）补丁法是指使用钢套环、PVC套环、软衬管或粘贴FRP材料等来修复管道的小孔或裂隙。多用于污水管道的局部修复。采用在接口部位安装止水套环来阻止渗漏的做法称为套环法。套环和母管之间的止水材料有两种，一种是橡胶圈，另一种是密封胶。英国的管道修复承包商推出了一种适用于管道接头及管道周边裂纹的非开挖管道修复系统一，可用于重力流管道和压力管道的修复。该系统含小断面的橡胶密封，该密封在可膨胀的不锈钢环的压力作用下紧贴在被修复管道的内表面。煤气管道用橡胶做密封材料，饮用水管用橡胶作密封材料。与其类似的还有加拿大一公司的不锈钢套环、套环技术、日本的甘技术以及多胀止水环等。整体修复技术管道非开挖修复技术的发展始于上世纪年代，目前已发展成为特有的专业，管道修复技术的种类多达几十种。针对非开挖整体修复技术，主要有穿插法、折叠变形法、缩径法、缠绕法、原位固化法、喷涂法、及FRP内衬、爆碎管衬装修复技术等。1、穿插法穿插内衬法又称传统内衬法，是指在旧管道中拖入新管，然后在新旧管中间注浆稳固的方法。这种方法在国内外使用都较早，且是目前仍在应用的一种既方便又经济的管道修复方法。穿插法所用管材通常是PE管，但有时也用PVC管、陶土管、混凝土管或玻璃钢管等。穿插法的优点是：（1）施工工艺简单，易学易做，对工人的技能要求不高；（2）施工速度快，一次性修复距离长，分段施工时对交通和周边环境的影响轻微。穿插HDPE管速度可达15~20m/min，一次穿插距离甚至可达1~2km；（3）成本低，寿命长。使用内插管道的方法，与原位更换法相比，通常可节约成本50%；（4）可适应大曲率半径的弯管。穿插法的缺点是：（1）过流断面损失较大，穿插人新管后，流量有明显损失；（2）新旧管间的环形间隙要求注浆，但由于环状间隙较小，注浆较困难；（3）使用连续长管法修复旧管道时，需要在地面占一条狭长的导向槽；（4）分支管的连接点需要单独处理，要么开挖进行，要么进人打通连接支管。穿插法适用于排水管道、供水管道、燃气管道、化学管道及工业管道等，新插管的外径不宜大于旧管内径的90%。2、折叠变形法该法使用可变形的PE或PVC作为管道材料，施工前将其加热并折叠成U形、C形甚至工字形，这样就极大地减少了新管的断面面积。插人时从一个检查井下人，从另一个检查井用卷扬机等设备拉出，就位后利用加热或加压使其恢复原来的管道形状，从而与旧管道构成紧密配合的复合管道。折叠内衬法的特点是：（1）施工时占用场地小，可利用现有人井施工；（2）新衬管与旧管可形成紧密配合，管道的过流断面损失小，无需对环状空间注浆；（3）管线连续无接缝；（4）对旧管道清洗要求低，只要达到内壁光滑无毛刺即可，施工质量容易得到保证，施工周期相应较短；（5）折叠后断面收缩率高，断面面积可减小40%，穿插顺畅；（6）使用寿命长；（7）经济性好，修复成本约为新建管线成本的30~50%。该方法的缺点是施工时可能引起结构性破坏破裂或走向偏离，不适用于非圆形管道或变形管道。折叠管被牵引进人旧管道后，应通人蒸汽使其恢复原来的管道形状。折叠管恢复圆形后，稳压时间不应小于24。复原的温度和压力应严格遵守折叠管制造商所给定的工艺条件。必要时可将复原后的折叠管切下不少于150mm的管段进行抗拉强度和弯曲强度的测试。按折叠方式可分为工厂预制成型和现场成型两种。目前国内较多的采用现场成型的方法，原因是现场成型设备已趋成熟，施工工艺简单，相对施工成本也低。现场成型折叠管应采用PE100级别、SDR26的聚乙烯管，其直径应不大400mm。该方法适用于压力管道、重力管道及石油、天然气、煤气、化工管道等。修复管道直径范围：1000~1200mm；单次修复长度修复直径为400mm的管道时最大施工长度达800m，这取决于滚筒容量、回拖机构的回拖力及材料的强度。3、缩径法缩径法是指通过机械作用使塑料管道的断面产生变形，如缩小直径或改变形状，然后将新管送人旧管内，最后通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与旧管形成紧密配合的方法。该方法是由英国煤气公司于20世纪80年代开发的，可用于结构性和非结构性的修复。图6-2冷轧缩径法原理图6-3拉拔缩径法原理缩径法使用的新管管材应能变形，且能承受高温拉拔或冷拉时的应力，施工前后材料的机械性能变化不大；材料应具有记忆特性，施工中经变形处理后的管材在到位后能顺利恢复到原来的形状和大小。目前国内外使用的都是中密度或高密度聚乙烯的聚合链结构管材。其实，HDPE并不是理想的形状记忆材料，它在回拖到位后卸载时即开始恢复，但形变回复率较低，达不到100%。试验表明，48h内形变回复率仅为81%左右。缩径法的主要优点是：（1）新旧管之间配合紧密，不需注浆，施工速度快；（2）管道修复后的过流断面的损失很小；（3）可适应大曲率半径的弯管；（4）可长距离修复；（5）可用于旧管道结构性和非结构性损坏的修复。缩径法的缺点有：（1）主管与支管间的连接需开挖进行；（2）旧管的结构性破坏会导致施工困难；（3）不适用于非圆形管道或变形管道。另外，这种施工方法的设备昂贵，缩径尺寸有限，施工成本较高，在压力管线修复中有一定优势，对于多处腐蚀破坏的低压管道，可用薄壁式折叠法代替。根据现在的技术水平，缩径法适用的管径范围是75~1200mm，单次修复管线长度可达达1000m。适用修复的管道类型为重力管道和压力管道。适用管材包括HDPE、MDPE、PE等。根据内衬管变形时的能量来源，可将缩径法分为两类：冷轧法和模具拉拔法。工作中两种方法的缩径幅度都控制在10%~20%左右。冷轧法使用一组滚轧机靠径向约束挤压变形。如下图所示。拉拔法使用一个缩径模具，牵拉新管强行通过，使塑料管的长分子链重新组合，靠轴向拉伸变形使管径减小。小直径的管道可在常温下拉拔，大直径的管道通常在加温的条件下拉拔。模具拉拔法是一个连续的施工过程，一旦开始施工便不能中途停止，因为绞车停止牵拉时变形管就会开始恢复形状，暂停后难以再置人旧管道内。但该工艺修复的管道的承压性好，寿命长，被英国燃气行业通过严格的试验后认可。4、原位固化法原位固化法（CIPP）又称软衬法，是在现有的旧管道内壁上衬一层热固性树脂，通过循环热水、热蒸汽或紫外线等方式使其固化，形成与旧管紧密配合薄衬管。该技术是由英国于1971年研制成功，当时主要用于修复英国的排水管道。在发展初期，原位固化法仅是一种管线施工的普通工法，用于在不扰动土层的情况下更新老化或失效的地下管线。随着该技术不断的发展，逐渐成为国外维护城市地下管线设施的首选方案。原位固化法可以修复不同大小、不同形状以及不同过渡区的地下管线。其施工工艺一般采用翻转式，也有少数采用牵引式。原位固化法的优点：（1）开挖量极小，施工速度快；（2）管道的过流断面损失很小，且没有接头、表面光滑，流动性好；（3）几乎适用于任何断面形状的管道，没有接头；（4）修复费用低，占重建费用的60~70%；（5）使用寿命长，可达30~60年。原位固化法的缺点：（1）需要特殊的施工设备，对工人的技术要求较高；（2）需要详细的CCTV（管道闭路电视检测系统）检查以及仔细的清理和干燥；（3）内衬管的翻转可能引起凹陷的形成；（4）若内衬管的部分不能与旧管道完全贴合，可能形成气泡。根据国内的使用经验，原位固化法的适用范围是：管径50~2700mm；一次施工长度可达400~120m；适用于重力管道和压力管道，且对旧管道的材质无要求。但对于旧管道存在结构性损坏、管道变形严重或有缺失、地下管道在公路下敷设较浅及活荷载长期作用的情况、位于省际高速路下的管道不适合原位固化法修复技术。翻转式原位固化法技术关键点：（1）软衬材料的选择和环氧树脂的配比；（2）翻转过程中的压力控制；（3）加热固化的时间和温度控制。这几点是紧密相关的，这些因素直接影响到成品管的强度和工程造价。5、喷涂法喷涂法是指通过在管道内部喷涂一层膜而对旧管道内部进行修复的方法。由于喷涂层较薄，通常只用于防腐处理。根据喷涂材料的不同。可分为水泥砂浆喷涂和有机化学喷涂。用化学类浆液喷涂修复的方法是非结构性的，而喷涂水泥砂浆的修复方法，依据喷层厚度的不同，可以认为是半结构性的。喷涂材料主要有水泥砂浆、环氧树脂及聚酯树脂，可应用在自来水及排水管道的修复。环氧树脂喷涂适用于管径75~600mm，水泥砂浆喷涂适用于管径100~4500mm，聚酯树脂喷涂适用于管径75~1600mm。在小口径管道上应用较多的有日本东京煤气公司开发的SHOT技术，主要用于修复管道支线，其优点是可以通过弯头、三通管件。喷涂法的优点：（1）不存在支管的连接问题；（2）施工速度快；（3）过流断面的损失小；（4）可适应管径、断面形状、弯曲度的变化；（5）经济性好。与内衬、爆管法、软衬法等相比，水泥砂浆喷涂是其中最为经济的一种修复方式。喷涂法的缺点：喷涂法要求原管道有一定的结构完整性。6、碎管法爆管法工艺采用气压、液压或是静拉力来破碎现存的旧管道，并将旧管道碎屑挤入周围的土层中，同时拉入新管道。该方法适用于原有管道为易脆管材如灰口铸铁管，且管道老化严重的情况。新管道可以是HDPE管、PVC管、PP管和GRP管等，新管管径可以比原有管道管径大。当被换旧管的分支较少或是旧管道在结构上已经损坏或是需要提高其承载力时，采用爆管法工艺将获得较高的性价比。爆管法具体施工方法是：将碎管设备放人旧管中，由卷扬机拉动沿旧管前进，沿途由碎管设备将旧管破碎，在碎管设备后连接扩管头，扩管头的管径比原有旧管大，负责将破碎的旧管压人到周围的土壤中，紧跟着是内衬管线，一般为HDPE管材，管径小于扩管头，在卷扬机的拉动下拖人原有管道的管位。爆管设备有多种，大致可分为三类：气动破碎设备、液压碎管设备和刀具切割碎管设备。其中以美国生产的刀具切割碎管设备较为常用，其结构由半径大于原有管道切割圆周向的切割刀具构成，在切割刀具后面紧接衬装新管。在爆管法施工中，由于旧管道的碎屑是被挤人到新管道周围土层中，所以该工艺只适用于可压密的土层。爆管法完全避免了诸如穿插法减小管道过水断面的缺点，其施工工期较短，适用于管径为40~500mm的管道，一次安装的长度可达几百米，在支管、检查井等处需要局部开挖。该方法存在以下技术局限：（1）碎管设备的震动可能会影响周边其他的市政管道或结构设施；（2）需要在支管连接处开挖水力扩管碎管设备；（3）会使旧管不定向破碎，碎片会对衬管的长期性能造成影响；（4）遇到一些无法预见的情况如旧管周围包有混凝土，无记录的管道接头以及不利的土壤环境时，开挖在所难免；（5）衬管无法通过旧管段上的弯头。图6-4爆（碎）管法示意7、FRP内衬法FRP内衬法是一种对输水管道非开挖，用手工粘贴FRP材料加固管道兼内衬的方法。能够有效提升管道的运输能力及承压能力。本方法被水利部科技推广中心认定为2020年度重点推广的水利先进实用技术（证书编号：TZJS19037）。工艺原理概述：由特制复合纤维布和专用树脂在管道外现场浸渍，送入待修复加固的管道中，按设计要求粘贴在管道内壁，在自然条件固化下形成高强度内衬板状复合材料。固化后的特制复合纤维板具有较高的抗拉强度，其应力-应变关系为线性，根据计算需要，可以粘贴一层至多层，以提供抵抗拉力，或形成约束力；能在潮湿环境，甚至水中固化的专用树脂具有较强的渗透粘结能力，可以与原管壁形成一个新的复合结构整体，共同承受管道内的水压力、管道外的土压力及可能的管道变形，从而增加了管道的承载能力，同时也作为内衬防腐防渗。FRP内衬法的主要特点包括：（1）特制复合纤维布施工时柔韧，可随意裁剪、弯曲粘贴在各种形状的结构表面，固化后变为硬板状材；用于管道的三通、弯头、变径处，无任何难度。（2）专用树脂可在潮湿环境中固化，与原管道内表面具有很强的渗透结合能力，使内衬FRP材料与原管道成为一体，共同工作，变形协调，尤其在真空负压环境下不会脱落。（3）单层特制FRP复合材料厚度只有1.3mm，修复后的管道过流面积轻微减少，对管道输送流量几乎没有影响。（4）全管内壁粘结FRP固化后耐腐蚀性强，表面光滑系数达0.009，无毒无害，不会生锈，不宜结垢。（5）FRP内衬法几乎不需要开挖工作坑，利用现有的阀门井、检查井、检修井就可以实现，施工占地面积小。（6）在供水管道正常环境下，工作寿命50年以上。

给水管道修复工程计算修复设计原则和目标1、修复更新工程设计前应详细调查原有管道的基本概况、管道沿线的工程地质、水文地质条件和周边环境情况。（1）原管道基本情况调查管道口径、材质、壁厚、连接方式、走向、埋深、沿线高程，弯头（折点、拐点）、三通（支管）、阀门、变径、排污阀、排气阀、消防栓等各种管件、检查井等节点的种类、规格型号、数量、位置；应复测原管道内径、外径、截面尺寸、周长、椭圆度、管道长度等参数，复核弯头、三通、阀门等各种管件、节点位置；管道输送介质种类、介质温度、输送流量、设计压力、运行压力、允许停产时间，管道现存主要问题、管道修复的目的和要求、以往出现的问题和维修情况、管壁腐蚀、结垢及缺陷情况；尽可能多的搜集管道建设图纸资料、运行维修资料、探测检查评估资料等相关资料。（2）管道周围环境情况调查主要包括管道沿线地形、地貌、气候、道路交通状况、路面种类等沿线周围地上环境情况和管道周围土壤种类和性质、地下水位等地下水文地质情况。2.修复更新工程的设计应符合下列原则：（1）原有管道地基不满足要求时，应进行处理；（2）修复后管道的结构应满足受力和变形要求；（3）修复后管道应满足过流能力要求；（4）修复后管道应满足水质卫生要求。3.修复更新工程的施工工艺选择应根据原有管道的基本概况、管道检测与评估结果、修复后管道的运行要求及周边的环境条件等因素，通过技术经济比较后确定。给水管道非开挖内衬修复设计需考虑的因素可参考表6-1。表6-1给水管道内衬修复设计需考虑的因素内衬种类设计考虑的因素可使用内衬修复方法非结构性内衬内衬修复要求；原有管道内表面情况以及表面预处理要求水泥砂浆喷涂法；环氧树脂喷涂法半结构性内衬内衬修复要求；原有管道剩余结构强度；内衬管道需承受的外部地下水压力，真空压力原位固化法；折叠内衬法；缩径内衬法；不锈钢内衬法FRP内衬法结构性内衬内衬修复要求；内部水压、外部地下水压、土壤静载荷及车辆等活载荷原位固化法；缩径内衬法；穿插法；碎（裂）管法FRP内衬法管道修复水力计算压力管道内部平均流速V和水头损失H应按海森-威廉公式进行计算：（6-2-1）式中：V——平均流速（m/s）；Ch——海森-威廉系数，取值按表10-3；S——管道坡度；Rh——水力半径（m）。管道流量Q应按下列公式计算：（6-2-2）式中：Q——压力管道流量（m3/s）；A——过流面积（m2）。水头损失应按下列公式计算：（6-2-3）式中：di——管道内径（m）；H——水头损失（m）；l——管道长度（m）。表6-2海森-威廉系数管道种类Ch（海森-威廉系数）钢管、铸铁管水泥砂浆内衬120～130涂料内衬130～140旧钢管、旧铸铁管（未做内衬）根据管道破损情况不同，酌情取30~100混凝土管预应力砼管（PCP）110~130预应力钢筒砼管（PCCP）120~140化学管材（聚乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃钢夹砂管等），内衬涂塑管140~150CIPP管道、FRP内衬管道140内衬管计算（1）当管道进行半结构性内衬修复时，内衬管道应能承受管道外部地下水压力和真空压力以及原有管道破损部位内部水压的作用；内衬管的壁厚设计应按式（6-2-1）、式（6-2-6）和式（6-2-7）进行计算，最终设计值t取此三式计算得到的最大值。（2）进行管道结构性内衬修复时，内衬管应能同时承受内部水压和总的外部压力（包括外部地下水静液压力、土壤静载荷、活载荷及真空压力）的作用。内衬管的壁厚设计应按式（6-2-1）、式（6-2-6）、式（6-2-7）及式（6-2-10）进行计算，同时按式（6-2-14）进行检验，最终设计值t取此五式计算得到的最大值。（3）当管道位于地下水位以上时，PE内衬管道标准尺寸比（SDR）不得大于42。（4）内衬管道承受外部地下水压力和真空压力的壁厚应按下列公式计算：（6-2-1）（6-2-2）（6-2-3）或（6-2-4）式中：t——内衬管壁厚（mm）；Do——内衬管外径（mm）；K——原管道对内衬管的支撑系数，取值宜为7.0；EL——内衬管的长期弹性模量（MPa），PE管宜取短期弹性模量的50%；C——椭圆度折减因子；Pw——管顶位置地下水压力（MPa）；Pv——真空压力（MPa），取值宜为0.05MPa；N——安全系数，取值宜为2.0；μ——泊松比，PE内衬管取0.45；Hw——管顶处地下水位深度（m）；q——原管道的椭圆度（%）；DE——原管道的平均内径（mm）；Dmin——原管道的最小内径（mm）；Dmax——原管道的最大内径（mm）。（5）原有管道存在大面积腐蚀或破损孔洞时，应进行校核。当缺口或孔洞尺寸较小且满足式（6-2-5）时，应按式（6-2-6）对内衬管壁厚设计值进行校核；当缺口或孔洞尺寸较大且超出式（6-2-5）的范围时，应按式（6-2-7）对内衬管壁厚设计值进行校核。（6-2-5）（6-2-6）（6-2-7）Dn=DO-t（6-2-8）式中：dh——原管道中缺口或孔洞的最大直径（mm）；σL——内衬管道的长期弯曲强度（MPa），宜取短期弯曲强度的50%；Pd——管道设计压力（MPa），应按管道工作压力的1.5倍计算；Dn——内衬管计算内径（mm）；ΥQ——设计内水压力的分项系数，ΥQ=1.4；σTL——内衬管的长期抗拉强度（MPa）：对于PE100材料，取σTL=10.0MPa；对于PE80材料，取σTL=8.0MPa；ft——抗力折减系数，PE材料，可按表6-3取值。表6-3PE材料的抗力折减系数温度，℃203040折减系数ft1.00.870.74注：本表所指的PE材料的抗力折减系数是按50年寿命要求的规定取值。（6）管道内衬层独立承受内部水压的内衬层壁厚设计公式为式（6-2-9）。（6-2-9）式中，N0为安全系数，取值宜为1.25。（7）内衬管独立承受外部总的外部压力（地下水静液压力、土壤静载荷、活载荷及真空压力）的内衬层壁厚设计公式为式（6-2-10），同时还应满足式（6-2-14）的要求。（6-2-10）（6-2-11）（6-2-12）（6-2-13）（6-2-14）式中：qt——管道总的外部压力（MPa）；Rw——水浮力因子（最小取0.67）；Hs ——管顶覆土厚度（m）；γ——土体重度（kN/m3）；Ws——活荷载（MPa），地面车辆荷载应符合现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的有关规定；B′ ——弹性支撑系数；ES′——管侧土综合变形模量（MPa），应符合现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的有关规定；E——内衬管初始弹性模量（MPa）。工作坑设计工作坑分作进管工作坑、出管工作坑和中间工作坑。1、工作坑位置设置原则（1）工作坑的坑位应避开地上建筑物、架空线、粗大绿化树木、地下管线、线缆或其他构筑物；（2）工作坑不宜设置在道路交汇口、医院出入口、消防出入口、隧道出入口及轨道交通出入口等人流车辆密集处，应避开医院、学校等环境敏感区域；（3）工作坑宜设置在管道变径、转角、消防栓、阀门井或分支处；（4）长直管道两个相邻工作坑间距控制在施工能力范围内。（5）工作坑坑位应满足材料堆放、预制加工、焊接、变形、设备就位等场地和车辆设备进出场道路需要。2、工作坑的尺寸设计原则应根据旧管道的埋深、管径的大小、内衬管牵引通道、工作坑类型和内衬管材所允许的最小弯曲曲率半径等进行设计，工作坑的大小应满足施工空间的要求，同时工作坑设计应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的有关规定。3、工作坑尺寸设计（1）开挖深度：管底标高+0.5m；（2）工作坑宽度：管道外径+1.5m；（3）工作坑长度1）进管工作坑长度①穿插法、折叠内衬法、缩径内衬法、碎裂管法的连续管道牵引作业时，应预留足够大的场地放置连续管道，连续管道牵引进管工作坑的布置如图6-2-2；内衬管连续管道穿插进管工作坑的最小长度应按式（6-2-18）计算，其长度应足够长以便内衬管进入管道时弯曲程度尽可能小，其最小长度应按下式计算：（6-2-18）式中：L——工作坑长度（m）；H——管道敷设深度（m）；R——管材许用弯曲半径（m），PE内衬管，R≥25DO；钢质内衬管，R≥1000DO；DO——内衬管外径（m）。图6-5连续管道进管工作坑的布置示意图1—内衬管；2—地面滚轮架；3—防磨垫；4—喇叭形到导入口；5—原有管道进管工作坑进管一侧坑壁开挖坡道时，坡道坡度不大于20度，坡道宽度应大于内衬管外径0.5m~1.0m，坡道坡底和两侧坡壁应平整；进管一侧坑壁前应有用于内衬管堆放、焊接、拉入的施工场地。②其他修复方法进管工作坑长度根据施工设备工作长度和单根管长度确定作业要求长度而确定；2）出管工作坑长度出管工作坑是放置牵引设备，将PE内衬管拉出管道的出口坑，坑长度宜为3.0m~6.0m坑，坑前有摆放和固定牵引设备的场地。3）中间工作坑用于原管道预处理或连续穿插管段间的处理点，坑长宜3.0~6.0m。（4）工作坑开挖尺寸可根据施工现场环境情况和作业要求适当调整。

常用给水管道修复技术简介管外注浆加固因管道泄漏冲刷等原因造成管道外部周围土壤流失形成的空洞应采用注浆方式填充管外周空洞。注浆目的是为了填充管外周空洞，防止管道沉降、地面塌陷，提高管道基础承载力和止漏。注浆方法有管内向外注浆和地面向下注浆。管内向外注浆是通过管道裂缝、管道接口部位或使用钻孔设备在管道本体上钻孔处从管道内向管道泄漏部位或管外空洞等需注浆部位注浆，注浆点沿管道裂缝、接口圆周或在管壁上沿一定方向和间距分布，人员可以进入的大口径管道通常采用该方法注浆；从地面钻孔注浆是使用钻孔设备在空洞上方地面钻孔至空洞，使用注浆向管外空洞注入浆液。所注浆液一定时间后固化成为固体充满空洞。常用注浆浆液有水泥浆、水泥砂浆、化学浆等。（a）接口注浆止漏（b）裂缝注浆止漏图7.1-1注浆止漏示意图（a）管内向外注浆（b）地面向下注浆图7.1-2注浆示意图原管道预处理要求及质量检查验收：（1）管道预处理时不得损伤原管道管壁结构和管壁表面。（2）穿插内衬法对原管道预处理要求：1）主控项目：无影响内衬管衬入的沉积、结垢、障碍物及及尖锐凸起物。2）一般项目：管道线性和顺，接口平顺，特殊部位过渡平缓。（3）原管道预处理后，应进行CCTV检测、人工可进入的管道也可采取管内人工检测。（4）原管道预处理作业应做好详细的施工记录。（5）原管道预处理经验收合格后，方可进行下一步施工。

管道清洗技术工艺特点管道清洗，是维持和提高管网水质的最有效手段之一。几乎所有的管网设施在其定期维护日程表中，都会安排某种形式的清洗。管道清洗的作用主要有：去除沉积物，甚至是粘结的或生成的水垢；恢复管道水力性能；恢复配水的质量标准；清理管网以优化生产线。图7.2-1管道清洗前后图工艺原理1、水/空气/水冲洗法利用管道原有分支或采用消火栓将气体注入运行中的管道，在管道内产生气水混流，从而显著提高流速达到清除管道内部非粘着性沉积物的作用建议用于以下情况：非粘着性沉积物；内部有涂层的金属管道或PVC管道或PE管道。2、柔软刮削器清洗在不伤害管道的情况下刮削管道内表面，一般可清理易粉刷的结垢氧化物。图7.2-2柔软刮削器清洗工具与现场作业图3、机械刮削器清洗机械刮削器能够处理管道内所有的结垢，建议用于以下情况：硬型及极硬型结垢氧化物；无涂层的金属管道。图7.2-3机械刮削器及清洗原理图施工工艺流程及操作要求水-气-水冲洗法（1）该技术包括以下步骤：依次注入空气，同时保持持续的水流（使用现有管道分支或消火栓、也可以在需要的位置增设管道分支用于空气注入）；乳状液形成后，把在管道中水流速度缓慢位置处聚积的沉积物取出；在相关管道的末端，收集含有颗粒物质的乳状液；清理管道，并进行消毒剂的预防性注入。（2）操作注意事项：根据管道的长度和口径，对空气注入的序列进行编程；空气在注入前，经过了冷却；空气在注入前，经过了除油化；在养护作业前、后，进行浑浊度和残留氯的测量；用气旋系统手机沉淀物。柔软刮削器清洗法（1）该技术包括以下步骤：在管网的两点之间，放入一串软质的清管球，清管球的直径和硬度从前到后依次递增；清管球由受调节的水流推动前行；残留物的过滤；清理管道，并进行消毒剂的预防性注入。（2）操作注意事项：开始清洁前，关闭被清洗管线沿途分支。机械刮削管器清洗法（1）该技术包括以下步骤：采用CCTV管道内窥镜或穿线器将钢缆穿过被清洗管道；将校准后的清管器与钢缆牢固连接后置入管道；采用牵引设备将刮削器穿过管道的同时对管道内壁进行刮削（该工作需反复多次进行）；回收清洗产生的污水和污物。（2）操作注意事项：机械清洗可采用敲除、刮除和磨除等工艺类型，根据不同的管道材质、不同的结垢情况，可合理选择单一或多种清洗工艺；当使用敲除管壁锈垢工艺时，机械设备不得损坏原有管道；清洗产生的污水和污物应收集处理，不得随意排放。施工质量验收与标准管道清洗工法检查项目检查方法水-气-水清洗管道末端产生乳状沉积物管道水质符合《生活饮用水卫生生活饮用水标准》（GB5749-2006）目测检查水质检测仪检测柔性刮削器清洗管内无明显沉积物、结垢和障碍物管道内窥镜影像记录机械刮削器清洗管道内无沉积、结垢和障碍物，管内表面质量应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T8923.1的有关规定，管内保持干燥管道内窥镜影像记录取样检测

穿插法穿插内衬法（SlipLining），又称滑入内衬法、“大套小”、“管中管”法，是管道非开挖内衬修复技术之一；是采用牵拉或顶推的方式将新管直接置入原管道，并对新的内衬管和原管道之间的间隙进行处理的管道修复方法。按照内衬管穿插入原管道之前是否连续，穿插内衬法分为连续穿插法和不连续穿插法两种工艺；按照内衬管置入方式，穿插内衬法分为牵拉穿插法、顶推穿插法和牵拉与顶推结合穿插法。工艺特点穿插内衬法属于整体性内衬修复，且多为结构性内衬，内衬层密封性好，可彻底解决管道腐蚀和泄漏问题；可选内衬管材种类多、穿插方式多、连接方式多，工艺方法可选择性强；选用承压能力高的内衬管，修复后可以提供管道运行压力；选用有机材料做内衬管时，修复后管道寿命长达50年。穿插内衬法对原管道预处理要求低，一次性内衬修复1000m以上，施工速度快，可减少工作坑的开挖数量和管道断管与连接数量，减少修复后管道运行隐患。内衬管穿插衬入后，通常需要在原管道内壁与内衬管外壁间隙注浆；因内衬管外有原管道和间隙注浆层保护，内衬修复后管道不易遭到破坏。穿插内衬法属于非开挖内衬修复技术，可通过完全不开挖或少量开挖即可完成管道修复更新，对道路交通和居民生活、单位经营生产及周围环境影响小，绿色环保，大量节约资源和能源，经济和社会效益好。因内衬管内径比原管道内径减小较多，穿插修复后管道过流面积损失大。内衬修复管段上不存在三通、阀门等影响内衬管穿插内衬的管件和障碍物，小曲率半径弯头、三通、阀门等特殊节点需要断管分段修复。适用范围（1）适用于圆形、方形和其他异形管渠修复；（2）适用于DN100mm以上多种口径、各种材质的管道内衬修复，适用于埋地、地面新旧管道内衬修复；（3）可用于有变径、严重错口、部分塌陷、障碍物、裂缝、泄漏等严重缺陷管道而无法采用其他方法进行内衬修复管道的修复。（4）可用于管内有水的管道的修复。（5）不适合曲率半径小的大角度弯头内衬，内衬修复管段上最大允许弯头角度为11.25°，或弯管最小曲率半径大于内衬管最小允许弯曲曲率半径。工艺原理工艺原理概述穿插内衬法分为连续穿插法和不连续穿插法两种工艺：连续穿插法内衬管是连续的，通常采用牵引方式将内衬管穿插入原管道内，其在进入原管道过程中受到的是拉力。连续穿插法施工一般需要在内衬管进入端开挖进管工作坑及坡道，便于内衬管的插入；DN200mm以下口径管道所用PE连续内衬管可盘卷在卷轴上，利用原有阀门井、检查井等井室将其插入原管道。连续穿插法所用内衬管通常是可焊接连接起来的PE管或钢管，或者是盘卷起来的PE连续管。不连续穿插法又称为短管内衬法，内衬管是不连续的穿入原管道内，其是被逐根放入工作坑内，逐根连接、逐根向前穿插推进，当内衬管到达另一端工作坑后成整根内衬管。不连续穿插法可采用顶推方式也可采用牵拉方式进行不连续穿插施工；在内衬管进入原管道过程中受到的是压力。不连续穿插法所用内衬管种类较多，给水管道穿插修复内衬管材主要有PE管、钢管等；短管连接方式主要有焊接连接。内衬管外壁与原管道内壁之间的间隙通常采用注浆填充方式处理，注浆是在该段管道穿插完成后进行的。间隙注浆方法分为管内向外注浆和间隙内插管注浆两种方式。施工设计主要内容（1）穿插工艺选择现场具备管材堆放、焊接场地，允许开挖符合施工要求的工作坑时，通常选用连续穿插法修复。不连续穿插法适用于场地狭窄，无法在现场地面进行内衬管焊接、无法开挖连续穿插进管工作坑的管道修复。（2）内衬管材种类选择给水管道穿插法修复管材主要有PE管和钢管。由于PE管具有卫生、耐腐蚀、重量轻、可弯曲性强、施工方便、成本经济等优势，通常选用PE管材作为穿插内衬管。（3）内衬管外径设计穿插内衬法所用内衬管的外径应小于原管道的最小内径，应根据修复后输送量、注浆施工需求、施工成本等因素综合确定，其宜为原管道内径的90%～95%。（4）内衬管壁厚设计穿插内衬法通常进行结构性修复，内衬管为PE管材时，通常选用符合设计要求的国标PE管作为内衬管。按照第6章内衬管设计方法进行内衬管壁厚设计计算。（5）水力计算由于穿插法内衬修复后管道过流面积减小较多，需按式（6-3-15）、式（6-3-16）、式（6-3-17）分别计算内衬修复后平均流速、管道流量和水头损失，确定是否满足管道输送流量和输送压力要求。（6）穿插分段与工作坑设计1）内衬分段设计原管道应改造成无大于11.25°弯头、变径、三通、阀门的内衬分段，内衬分段长度宜为500m～1000m；内衬分段还应结合工作坑的位置确定。2）工作坑尺寸设计根据第六章工作坑设计方法确定工作坑位置和尺寸。（7）间隙注浆计算内衬管外壁与原管道内壁间间隙注浆可以起到固定、支撑和保护内衬管的作用。注浆设计主要包括如下内容：注浆量注浆材料用量根据内衬管外壁与原管道内壁间间隙体积和注浆材料凝固后的膨胀收缩系数确定。（7-4-1）式中：V——内衬管外壁与原管道外壁间间隙注浆量（m3）；DO——内衬管外径（m）；D——原管道内径（m）。最大注浆压力注浆过程中要注意注浆压力不能超过管道所能承受的压力范围，另外还应考虑注浆时浮力对内衬管造成的影响。内衬管屈曲压力可按长圆筒临界压力公式计算得到：（7-4-2）式中，Pcr为内衬管屈曲压力（MPa）。施工工艺流程及操作要求1、施工工艺流程见图7.4-1连续穿插内衬法施工流程图和图7.4-2不连续穿插内衬法施工流程图。施工情况调查与施工方案编制工作坑开挖、断管改造施工情况调查与施工方案编制工作坑开挖、断管改造原管道预处理内衬管焊接内衬管穿插管道端口处理与连接操作坑回填、现场清理原管道预处理后检查不合格合格内衬管焊接后检查合格不合格不合格合格间隙注浆（如有必要）内衬后检查交工验收内衬后检查不合格合格施工情况调查与施工方案编制施工情况调查与施工方案编制工作坑开挖、断管改造原管道预处理内衬管穿插管道端口处理与连接操作坑回填、现场清理原管道预处理后检查不合格合格内衬后检查不合格合格间隙注浆（如有必要）交工验收修复后试压、冲洗、消毒合格不合格图7.4-2不连续穿插内衬法施工工艺流程图2、工作坑开挖与断管改造操作要求（1）工作坑开挖1）工作坑尺寸工作坑尺寸按照第六章要求执行。连续穿插内衬法工作坑长度按照式（6-2-18）计算。2）工作坑开挖操作要求工作坑开挖前应办理道路临时占用、道路挖掘等相关手续；工作坑开挖前应先采用密闭围挡将开挖施工作业区域围护起来，市区内围挡高度不得小于2.5m；市内道路路面上开挖还应设置安全警示和交通导行设施。工作坑开挖应有喷雾、洒水等防尘措施，满足当地文明施工、绿色环保、文物保护、交通管理等要求；开挖位置有地下设施或地下设施情况不明时，应首先由人工开挖探坑，探明地下情况后方可采用机械开挖；深基坑和土质情况不良的工作坑开挖时应采取防塌方措施，按照设计要求进行支护；地下水位高于开挖深度的工作坑应采取降排水措施，确保工作坑开挖中和开挖后工作坑内水面位于管道底部以下。（2）原管道断管改造1）断管长度现场焊接PE管连续穿插法进管工作坑处断管长度宜为管道口径的7~10倍，不得小于管道口径5倍；钢质管道穿插内衬时，断管长度应不影响钢管进入管道；出管工作坑和中间工作坑处断管长度宜为管道口径的2~5倍。PE盘管连续穿插法和不连续穿插法工作坑处断管长度根据施工作业需求确定。2）断管操作要求应经业主确认拟断管道正确、断管位置正确、管道已停产并泄压后方可开始断管；第一次断管时，业主现场代表应在场监督。断管前应尽可能排出管道内积水，降低管道内水位。应先按设定的长度在合适的位置划线，再使用专用断管机具切割划线处管道，最后将切割完成的管段取出。不得使用大锤敲击断管，以免损伤相邻管道。（3）工序质量控制1）城镇埋地管道周围环境复杂，管道周围往往有其他地下设施，工作坑开挖过程必须经业主代表和其他设施方确认方可开挖，工作坑开挖时，业主代表应在场监督；管道断管前应经业主代表确认所断管道正确、断管位置正确、管道已停产泄压后方可开始断管，断管作业时，业主代表应在场监督。2）工序质量要求工作坑开挖质量要求工作坑开挖尺寸应符合设计要求，无设计要求时，应满足现场内衬施工作业要求。有支护要求的深工作坑应按支护方案进行支护。临近有其他建筑物和设施时，工作坑开挖引起的基础扰动沉降应符合设计或相关标准要求。开挖后裸露的其他管道、线缆应采取支撑、包裹等保护措施。工作坑内积水不得没过管道底部。工作坑应有方便施工人员进出的阶梯或梯子。开挖土方应运至指定地点；开挖土方堆放在坑四周时，应距坑边至少0.5m整齐堆放，覆盖防尘网。工作坑开挖完成后应及时清扫周围洒落泥土。工作坑四周围挡应严密牢固，设置交通指示牌、警示墩、警示灯等安全警示标识，安全警示标识应清楚醒目、齐全有效。断管质量要求断管后管道端口应平齐。断开处两侧原管道不得有裂缝、破损。管道断开后若不立即进行后序施工，应及时将管道端口包裹封堵。3、原管道预处理操作要求（1）工序作业内容原管道预处理主要内容包括内部检测、管内残余水排出、管内除障、管内修补、管道清洗、局部开挖换管等。（2）操作要求管内预处理可采用机械方式或人工方式进行作业，DN500mm以上口径管道可采用人工进入管内作业。管道预处理操作按照本章第二节操作要求执行。4、PE管焊接操作要求穿插内衬法所用内衬管通常是PE管，PE管是通过热熔对接焊接而连接起来的。热熔焊接是将塑料管材的末端利用加热板加热熔融后，相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。（1）焊接过程准备阶段——预热阶段——加热阶段——切换阶段——对接阶段——冷却阶段。（2）管材要求不同级别和溶体质量流动速率差值大于0.5g/10min（190℃，5kg）的PE管材、管件和管道附件，以及外径、壁厚不同的PE管道系统不应采用热熔对接连接方式。焊接前应检查PE管，确认规格型号和生产批次正确、管材无允许范围外的机械损伤、无氧化和热降解等超期存放而老化现象，应有PE管材出厂检测报告，如有必要应取样检测。所焊接的PE管应为相同等级和牌号原材料制作的管材，不同牌号管材焊接时，应进行热熔焊接评估，评估合格后才能进行热熔焊接。壁厚差大于2mm的PE管材不得对接焊接。（3）焊接环境条件要求PE热熔焊接环境温度宜为-5℃~45℃，5级以上大风、雨雪、扬尘雾霾、气温在-5℃以下、高温暴晒等不良天气时应采取搭设帐篷等防风保温措施，炎热夏季焊接操作时，应采取这样措施；雨雪天气和扬尘雾霾天气应采取遮挡保护措施。（4）焊接操作要求准备阶段PE管材切割应采用专用割刀或切管工具，切割端面应平整并垂直于管轴线；应根据管材或管件的规格选用夹具，将连接件的连接端伸出夹具，自由长度不应小于公称直径的10%，移动夹具使连接件端面接触，并校直对应的待连接件，使其在同一轴线上，错边不应大于壁厚的10%；应将管材或管件的连接部位擦拭干净，并应铣削连接件端面，使其与轴线垂直；连续切削平均厚度不宜大于0.2mm，切削后的熔接面不得污染；PE管焊接端面及加热板要保持干净，做到无油、无水、无灰，如有以上污垢或潮湿，须用专用擦拭布或擦拭纸醮无水乙醇檫洗，禁止用手直接接触焊接端面。预热阶段即电加热板预热卷边阶段，两管材端口施加一定压力使其熔熔卷边。PE管材对接焊的最佳焊接温度为200℃~230℃，一般厂家确定为210℃±10℃；观察温度显示仪，当温度达到210℃±10℃时，即可加热焊接端面。将两管端合拢，并调整压力至焊接压力，PE管端熔环卷边凸起高度达到规定值时，降压至拖动压力或在确保加热板与焊接端面紧密贴合的条件下，开始吸热计时。焊接压力为拖动压力与焊接规定压力之和。焊接规定压力为焊接端面压力为0.15N/mm2时相对应的操作压力值。加热阶段施加一个较小的压力和一定的时间使热量在所要连接的管材内扩散，达到均匀吸热；吸热时间为端面10倍PE管材壁厚（mm）秒。切换阶段加热板抽出阶段。加热时间达到工艺要求后，应迅速撤出加热板，检查连接件加热面熔化的均匀性，不得有损伤；切换时间10秒内尽可能地缩短，其端面冷却非常快，对接速度慢直接影响焊接质量；加热板抽出时不得碰撞损伤已熔融的焊接端面。对接阶段加热板取出后迅速合拢两个焊接端面，逐渐加压至与预热阶段相同的焊接压力，直至形成均匀一致的对称翻边。冷却阶段熔合接头的自然冷却，冷却时间约为1.1倍~1.3倍壁厚（mm）分钟，冷却至熔合接头温度降至50℃；不得采用喷水或吹风等加速冷却方式冷却；冷却期间保持焊接压力，不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。（5）热熔对接主要设备表7.4-1主要施工设备序号机械设备名称主要用途备注1发电机用于施工现场电源供应2热熔对接焊机用于PE管热熔对接焊接3托辊用于放置PE管防止管道磨损4吊车用于移位热熔对接焊机热熔对接焊机是一种应用热熔对接技术，对PE、PP等热塑性管材管件进行焊接的专用焊接设备。一般由机架、异径夹具、铣刀、加热板、操作台组成，大型热熔焊机还配备吊杆。根据使用方法不同，可以分为手动、手摇、手推、液压半自动、全自动五个类型。图7.4-3PE热熔对接焊机5、内衬管穿插衬入操作要求内衬管可通过牵拉、顶推、或两者结合的方法置入原管道中，当使用一种方法难以实现穿插作业时，使用牵拉和顶推组合工艺。内衬管正式穿插进入原管道前应完成试穿插作业，试穿插合格后才能正式穿插作业。（1）内衬管试穿插1）即采用一个与待穿插内衬管直径相同、材质相同、断面形态相同、长度不小于3米的内衬管进行试穿插；2）检测试拉后管段表面损伤情况，PE内衬管划痕深度不应大于内衬管道壁厚的10%；带防腐层钢管防腐层划痕深度不应大于1mm或满足设计要求。（2）连续管道穿插1）操作要求应在原管道进管端口设置导滑口，防止内衬管被管口划伤；在原管道出管端口安装导向轮，防止钢丝绳直接接触管口；内衬管牵拉端应具有圆滑过渡的曲面，防止牵拉端头卡阻在管道进管端口或管道内错台等位置；应对内衬管牵拉端采取保护措施，防止划伤、扭伤、弯折或拉断；内衬管穿插拉入过程中应放置在滚托架上，滚托架按照一定距离放置，保证PE管不与地面接触摩擦；内衬管自地面通过坡道进入管道时，内衬管不得与坡道、坑壁、管道端口摩擦而被划伤，PE内衬管不得出现皱褶、弯折；PE内衬管的拉伸率不得大于1.5%，管道牵拉速度不宜大于0.3m/s，在管道弯曲段或变形较大的管道中施工应减慢速度；牵拉过程中牵拉力不应大于内衬管道轴向最大允许拉力的50%，内衬管允许牵拉力应按下式计算：（7-4-3）式中：F——允许牵拉力，N；σ——PE管的拉伸屈服强度，MPa或N/mm2，PE100宜取22MPa；t——PE管壁厚，mm；Do——PE管外径，mm。牵拉操作不宜中途停止；但是，现场没有足够的场地实现整段内衬管焊接成整根连续管后一次完成时，可分多次完成内衬管焊接连接和牵拉穿插作业；牵拉过程中应密切观察牵拉设备固定情况和牵拉力变化情况，如遇牵拉力超过最大允许牵拉力或被卡阻而不能继续牵拉前进时，现场指挥人员应及时应对；内衬管伸出原管道端口的长度应满足内衬管应力恢复、热胀冷缩以及端口处理要求；内衬管宜经过24h的应力恢复后进行后续操作；当原管道内没有影响穿插施工作业和内衬修复质量的缺陷时，可带水作业。2）施工安全环保要求采用牵拉式连续穿插作业时，固定式牵拉设备必须固定牢靠；牵拉钢丝绳两侧应使用围挡封闭起来；牵引头进入管道时，派专人密切观察，防止牵引头被卡阻在管道进管端口处；内衬管牵拉穿插作业时，人员不得站立在牵拉设备前和牵拉钢丝绳两侧，防止牵拉设备移动、倾翻砸伤人员，钢丝绳崩断时崩弹伤人。（3）不连续管道穿插1）操作要求当采用机械承插式接头连接的断管时，可带水作业，水位宜控制在管道起拱线之下；当采用热熔连接的PE管和电焊焊接的钢管时，工作井内应无水；短管的长度宜能够进入工作坑；短管进入工作坑时不应造成损伤；第一根短管前端应安装有圆弧曲面的端头，防止管道前端被损伤以及被管道内接口、错台等卡阻。2）施工安全环保要求人员在工作坑内作业时，应按照受限空间作业要求，采取足够必要安全措施，采取强制通风措施确保工作坑内气体浓度合格或人员佩戴长管呼吸器；清理坑周围地面杂物，防止地面物体坠落；派专人在坑口地面监护；设备或短管从工作坑吊下时，工作坑内不得有人员停留。管道间隙注浆注浆方式包括间隙内插入注浆管方式注浆和内衬管打孔注浆，DN800mm以上大口径内衬管可由人员进入管内在内衬管壁上打孔方式注浆。（1）操作要求1）宜采用分段注浆工艺；2）当内衬管不足以承受注浆压力时，注浆前应对内衬管进行支护，或提升内衬管内部压力至一定数值；3）带有支管的管道，注浆前，应打通内衬管的支管连接，并应采取保护措施；注浆时，浆液不得进入支管；4）注浆孔或通气孔应设置在两端密封处或支管处，也可在内衬管上开孔；5）浆液应具有流动性较强、固化过程收缩小、放热量低的特性；6）注浆完成后应封堵内衬管道上的注浆孔。7）注浆完成后应采用具有弹性和防水性能的材料将所有管道端口部位原管道和内衬管之间的间隙进行密封处理。（2）工序质量控制1）管道间隙注浆操作不当可能会出现压力过大导致内衬管变形凹陷、管内向外注浆时封堵孔强度不足和严密性不足、间隙注浆不完全等后果，注浆过程应控制注浆压力和注浆量，注浆后应严格把握注浆孔封堵，并应经业主代表验收。2）工序质量要求实际注浆量应与理论注浆量相符。注浆后内衬管不得出现鼓包、凸起、塌陷等情况。管内注浆后，注浆孔注浆嘴切除，注浆孔封堵，封堵部位强度和严密性应不低于内衬管其他部位相应参数，封堵面经打磨平滑。内衬管与原管道间隙不应有浆液流出，两端间隙应封堵。管道端口处理与连接PE管内衬修复后管道连接方式有法兰连接、电熔套箍连接、钢塑过渡连接等方式。钢质内衬管内衬修复后管道常用的连接方式有法兰连接、焊接连接。其他不能焊接的材质的管道连接采用承插连接、套箍连接等方式连接。（1）法兰连接端口处理——法兰连接1）端口处理操作要求PE管内衬修复后管道端口处理是形成金属法兰或玻璃钢法兰与PE法兰紧贴的复合法兰，端口与处理方法有PE翻边复合法兰和焊接PE法兰复合法兰。端口处理流程：钢法兰焊接或法兰转换件安装——PE法兰翻边或PE法兰焊接PE管翻边复合法兰端口处理法是先在原管道端口上焊接钢法兰或安装钢制法兰转换件，待PE管拉入并恢复后，通过加热PE管伸出原管道管口部分使之变软后再利用专用定型模具将变软的PE管挤压，使之外翻并最终紧贴在钢法兰密封断面上，冷却后形成PE翻边法兰，与钢法兰一起组成复合法兰。原管道是钢管道时，钢法兰直接焊接在管道端口上；原管道是其他材质管道时，在管道端口安装带钢法兰的预制转换件。图7.4-4PE翻边法兰复合法兰焊接PE法兰复合法兰端口处理法焊接PE法兰复合法兰端口处理法是先在原管道端口上预套钢法兰或安装钢质法兰转换件，待PE管拉入恢复后，利用热熔焊接方法将成品带颈PE法兰焊接在已拉入原管道内的PE管端口上，并通过一定方法使新焊接的PE法兰与已预套的钢法兰贴合在一起形成复合法兰。图7.4-5焊接PE法兰2）端口处理质量技术要求所用钢法兰规格型号应满足设计要求或相关标准规范要求；钢法兰在PE管衬入前焊接在管道上或钢质转换件上；PE管内衬后不应进行焊接作业；钢法兰套在管道端口上，管道端口插入法兰深度超过法兰厚度1/2且不伸出法兰密封端面；法兰密封端面应与管道轴线垂直；钢法兰焊接在管道上时应内外双面焊接，满焊，外部焊缝焊接两遍；内部焊缝不应有焊瘤，内部焊缝焊接完毕后应使用角磨机打磨去除毛刺、棱角；PE法兰应与钢法兰紧贴在一起；成品PE法兰或翻边PE法兰外径应大于钢法兰密封面直径，且不影响紧固螺栓穿入；成品PE法兰密封端面应有水纹线，水纹线数量、直径和深度应与钢法兰上水纹线的参数相同；PE法兰端面应平整、无烧伤和划伤等损伤。3）法兰连接操作要求法兰连接方式有中间加短管连接和无短管之间连接。中间加装短节的法兰连接法中间加装短节的法兰连接法是在原管道断开部位两端端口处理完毕后，在两端口中间安装带法兰的管管短节，然后使用螺栓进行紧固将断开的管道连接起来的方法，是管道内衬修复工程中最常用的连接方法，适用于多种口径、输送压力和现场情况下管道修复后管道连接。带法兰的管道短节连接件应在现场预制，在坑下组对点焊固定后，坑上焊接并防腐后再就位安装，管道短节安装后不得再进行电焊、火焊作业。图7.4-6带短节法兰连接中间无短节法兰连接法精确丈量断管处两侧管道端口处理时法兰的位置，严格按照划定的位置进行端口处理，断管处两端完成端口处理工作后，断管处两侧管道通过管道端口上的法兰直接连接起来；该方法不需在断开部位增加连接短节，减少了连接口数量；适合于现场开阔便于开挖长度大的工作坑的小口径管道PE管内衬修复后的连接。图7.4-7不带短节法兰连接（2）管道连接质量技术要求管道连接前应按设计要求核对管材、管件及管道附件，并应在施工现场进行外观质量检查。连接部位金属管材管件都应按照设计要求或相关规定进行内外防腐处理；连接管件及管道上设置的阀门、消火栓、排气阀等管道附件，其重量不得由管道支承，应设置固定墩；固定墩应有足够的体积和稳定性，并应有锚固装置固定附配件；固定支墩砌筑并凝固后方可向管道内注水。1）法兰连接质量技术要求两法兰盘上螺孔应对中，法兰面相互平行，螺栓孔与螺栓直径应配套，螺栓规格应一致，螺母应在同一侧。紧固法兰盘上的螺栓应按对称顺序分次均匀紧固，螺栓拧紧后宜伸出螺母1～3丝扣。金属端与金属管连接应符合金属管连接要求。法兰面应相互平行，其允许偏差不应大于法兰盘外径的1.5%，且不应大于2mm；螺孔中心允许偏差不应大于孔径的5%。2）钢塑转换连接法质量技术要求钢塑转换接头钢管端与金属管道连接应符合设计要求。钢塑转换接头钢管端与钢管焊接时，在钢塑过渡段应采取降温措施。钢塑转换接头连接后应对接头进行防腐处理，并应达到原设计防腐要求。3）电熔套箍连接法质量技术要求在断管处毎侧PE管端口上各热熔对接焊接一个PE过渡管件，两侧管道上的PE过渡管件应轴心对正，端口平整、相互平行且与管道轴心垂直，端口间隙不大于5mm；当管材不圆度影响安装时，应采用整圆工具进行整圆；应将连接部位擦拭干净，将两侧PE过渡管件外壁氧化层刮除，并应在PE过渡管件上划出插入深度标线，插入深度为PE电熔套箍宽度的一半；将预埋电阻丝的PE套箍套在一端PE过渡管件上；将两侧PE过渡管件对正，检查无错口后移动PE电熔套箍至划定标线处，PE电熔管件轴向长度中点应与两个PE过渡管件端口接缝对正；按照设定参数通电将PE电熔管件和两个HPDE管电熔焊接成一整体，通电电压、加热及冷却时间应符合设计要求或电熔管件供应商的要求；电熔连接冷却期间，不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。原管道断管处的裸露PE材料外面安装钢质套管，在套管与PE材料之间的夹层注浆。图7.4-8电熔套箍连接修复后管道水压试验、冲洗与消毒修复后管道压力试验应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141的有关规定和设计文件的要求。工作坑回填、现场清理工作坑回填应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141的有关规定和设计文件的要求。现场施工完毕后应做到工完料尽场地清。恢复原有设施和地貌。材料与设备1、主要材料用于穿插法修复的材料种类和规格较多，根据设计要求或项目具体要求进行调整材。表7.4-2主要施工材料序号材料名称主要用途备注1PE内衬管用于PE管内衬饮用水专用材料2PE法兰用于管道连接3钢法兰用于管道连接与PE法兰组成复合法兰4钢管用于管道连接管道断开部位连接5注浆料用于间隙注浆根据设计选择材料种类聚乙烯（PE）管（1）给水管道缩径内衬修复用材料主要是聚乙烯（PE）管。PE管应符合下列规定：1）PE管材的原材料应选用PE80或PE100级的应用水管道专用颗粒料。2）PE管材规格尺寸应按设计的要求确定。3）PE管材为标准管时，其物理力学性能应符合现行国家标准《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663的有关规定；内衬PE管材为非标准管时，其物理力学性能应符合现行行业标准《采用聚乙烯内衬修复管道施工技术规范》SY/T4110的有关规定。①PE管材的耐开裂性能应符合现行行业标准《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。②PE管材物理力学性能应满足表7.4-5要求。7.4-3PE管材静液压强度序号项目环向应力（MPa）要求PE80PE100120℃静液压强度（100h）9.012.4不破裂，不渗漏280℃静液压强度（165h）4.65.5不破裂，不渗漏380℃静液压强度（1000h）4.05.0不破裂，不渗漏表7.4-4PE管材物理性能要求序号项目要求1断裂伸长率（%）≥3502纵向回缩率（110℃）（%）≤33氧化诱导时间（200℃）（min）≥104耐候性（管材累计接受E≥3.5GJ/m3老化能量后）80℃静液压强度（165h）不破裂，不渗漏断裂伸长率（%）≥350氧化诱导时间（200℃）（min）≥10PE管材的拉伸屈服强度应满足现行行业标准《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》CJJ/T210中的规定。表7.4-5PE管材拉伸屈服强度序号项目PEPE80PEPE1001拉伸屈服强度（MPa）>20>205）PE管件应符合现行国家标准《给水用聚乙烯（PE）管道系统第2部分：管件》GB/T13663.2的有关规定。6）管道内衬修复所用PE管材、管件、附配件及相关材料卫生性能应符合现行国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219的有关规定。（2）设计计算参数1）聚乙烯（PE）管的材料弹性模量可按表7.4-6的规定取值。表7.4-6PE管的材料弹性模量序号聚乙烯（PE）管材料等级PEPE80PEPE1001弹性模量80010002）PE管温度对压力折减系数（ft）可按表7.4-7的规定取值。表7.4-7聚乙烯（PE）管温度对压力的折减系数温度T（℃）0<T≤2020<T≤2525<T≤3030<T≤3535<T≤40压力折减系数ft1.000.930.870.800.743）管道的材料密度、当量粗糙度、泊桑比、线膨胀系数可按表7.4-8的规定取值。表7.4-8聚乙烯（PE）管密度、当量粗糙度、泊桑比、线膨胀系数管道名称材料等级密度（kg/m3）当量粗糙度（mm）泊桑比线膨胀系数（m/(m·℃）聚乙烯（PE）管PE80/PE1009500.010.4518×10-54）管道的材料拉伸强度设计值应按表7.4-9的规定取值。表7.4-9聚乙烯（PE）管的材料拉伸强度设计值管道名称拉伸强度设计值（MPa）聚乙烯（PE）管PE806.3PE1008.05）管道材料的弯曲强度设计值应按表7.4-10的规定取值。表7.4-10聚乙烯（PE）管的材料弯曲强度设计值管道名称弯曲强度设计值（MPa）聚乙烯（PE）管PE8016.0PE10020.3（3）运输与贮存1）PE管材、管件运输应符合下列规定：管材搬运时应小心轻放，不得抛、摔、滚、拖。当采用机械设备吊装时，应采用非金属绳或带吊装。管材运输时应水平放置，采用非金属绳或带捆扎和固定，并应采取防止管口变形的保护措施。堆放处不得有损伤管材的尖凸物，并应有防晒、防高温措施。管件运输时，应逐层叠放整齐、固定牢靠，并应有防雨淋措施。2）聚乙烯（PE）管材、管件的贮存应符合下列规定：管材、管件宜存放在通风良好的库房或棚内，并远离热源；管材露天存放应有防晒措施。管材、管件不得与油类或化学品混合存放，库区应有防火措施。管材应水平堆放在平整的支撑物或地面上，并应采取防止管口变形的保护措施。当直管采用梯形堆放或两侧加支撑保护的矩形堆放时，堆放高度不宜大于1.5m；当直管采用分层货架存放时，每层货架高度不宜大于1m，堆放总高度不宜大于3m。管件应成箱贮存存放在货架上或叠放在平整地面上；当成箱叠放时，堆放高度不宜超过1.5m。管材、管件存放时，应按不同规格尺寸和不同类型分别存放，并应遵守先进先出原则。3）聚乙烯（PE）管材、管件不宜长期存放。管材从生产到使用的存放时间不宜超过18个月，管件从生产使用的存放时间不宜超过24个月。超过上述期限，宜对管材、管件的物理力学性能重新进行抽样检验，合格后方可使用。2、主要设备施工用机械设备分常规设备和专业设备，根据施工现场需求进行调整。表7.4-11主要施工设备序号机械设备名称主要用途备注1发电机用于施工现场电源供应2热熔对接焊机用于PE管热熔对接焊接3卷扬机用于管道清洗和内衬管穿插衬入4电焊机用于现场碳钢材料焊接5托辊用于放置PE管防止管道磨损6注浆泵用于间隙注浆7电锯用于塑料管断管8火焊工具用于碳钢管断管9等离子切割机用于铸铁管断管10断管机用于金属管道断管11潜水泵用于工作坑和管内抽水12注水泵用于管道注水13试压泵用于管道试压14轴流风机用于管道内通风换气15气体检测仪用于受限空间气体浓度检测16吊车用于管道和设备吊装、移位施工质量验收标准1、施工质量验收标准（1）原有管道预处理原有管道清洗预处理完成后，内衬修复前应进行检查。内部检测常用管道CCTV电视检测，DN500mm以上口径的管道可采用人工检测；管道预处理作为隐蔽工程，原管道预处理施工质量对衬入作业和修复质量有重要影响，须经业主代表验收合格后方可进入下道工序。穿插内衬法对原管道预处理质量标准应符合表7.4-12管道预处理质量等级表中要求。（2）工序质量验收标准内部检测常用管道CCTV电视检测，DN500mm以上口径的管道可采用人工检测；管道预处理作为隐蔽工程，原管道预处理施工质量对衬入作业和修复质量有重要影响，须经业主代表验收合格后方可进入下道工序。穿插内衬法对原管道预处理要求低，管道预处理质量标准应符合管道预处理质量等级表中要求。表7.4-12管道预处理质量等级分类表清洗质量等级适用修复方法类型适用修复方法清洗质量要求1粘贴式修复CIPP翻转法、喷涂法等管道污垢、障碍等缺陷被完全清除，管内无泄漏、无积水；无影响衬入作业和内衬修复质量的沉积、结垢、障碍物及尖锐凸起物和其他管体结构缺陷；管道内表面露出原有材质，无明显凸起、无液珠，管道内表面保持干净、干燥，内表面处理质量应满足相应内衬修复作业要求2紧贴式修复CIPP拉入法、折叠内衬法、缩径内衬法、不锈钢内衬法等管道内障碍物和沉积物基本被清除，管道内无尖锐凸起，管壁结垢已基本清除，其残留物应是牢固附着的，且残留物表面平滑，厚度不大于2mm；无影响衬入作业和内衬修复质量的沉积、结垢、障碍物及尖锐凸起物和其他管体结构缺陷；CIPP拉入法、不锈钢内衬法修复时，管内应无积水3间隙式修复穿插法无影响衬入作业和内衬修复质量的沉积、结垢、障碍物及尖锐凸起物（3）修复更新管道表7.4-13管道修复更新检查验收表修复更新工法检查项目检查方法穿插内衬法材料检查验收产品合格证、产品质量证明书、出厂检验报告、产品使用说明书、卫生批件，进口材料应有商检证明；装箱单、提货单或材料接收单；原材料、半成品、成品见证取样抽样检测报告。检查材料质量证明文件主控项目检查验收（1）内衬管道不应出现局部凹陷、隆起、划伤、裂缝、磨损、孔洞、褶皱、起泡、干斑、分层和软弱带等影响管道使用功能的缺陷；（2）连续穿插内衬管道焊接质量满足相关标准规范和设计要求。（1）检查施工记录、电视检测（CCTV）记录（或管内目测记录）（2）检查焊接记录、焊缝检测报告一般项目检查验收管道线形和顺，接口平顺，特殊部位过渡平缓。检查现场记录、电视检测（CCTV）记录等（或管内目测记录）（4）管道试压、冲洗、消毒①修复后的管道应进行管道水压试验，管道水压试验应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的有关规定和设计文件的要求。②管道水压试验合格后，应按现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的有关规定对管道进行冲洗消毒和水质检验。3、交工验收文件和记录表7.4-14验收文件和记录序号项目文件1设计设计图及会审记录，设计变更通知单和材料规格要求2施工方案施工组织设计（方案）、施工组织设计（方案）审批单3技术交底技术交底记录4材料质量证明文件出厂合格证、产品质量检验报告、取样检测报告5中间检查验收记录管道预处理质量检查验收记录，管道内衬检查验收记录，管道试压记录，管道冲洗消毒记录6施工日志7施工记录管道清洗记录、管道焊接记录、间隙注浆记录8工程检验记录管道检测记录和资料、抽样质量检验记录、试验记录9施工单位资质证明资质复印件10施工人员资格证明资格证书复印件11施工机械设备资料产品合格证、操作使用说明书、仪器仪表校验、鉴定证书12竣工图纸13开、竣工报告14交工验收证书15其他技术资料技术联络单、质量整改单、监理通知单、技术总结等

折叠内衬法折叠内衬法（Fold-and-FormLining），又称U型内衬法、心形内衬法，分为现场折叠内衬法和工厂折叠