带压堵漏技术在供水管道抢修中的应用

2023-01-09

近年来, 各地供水企业输配水管道频频发生爆管现象, 传统的维修方式通常采用换管修复, 但是其停水时间长、劳动强度大、工作效率低等缺点已不能满足企业生产发展的需要。因此为保证供水管道的安全生产, 急需一种维修效率高、操作简单的新材料和新技术。现采用一种新型维修堵漏器具—马鞍管卡, 这种方法改变了以前只有停水才能堵漏的状况。

1 带压堵漏技术

带压堵漏是在不停工、不影响生产运行的情况下, 利用各种可以采用的密封方法使泄漏处重新获得密封[1]。带压堵漏技术在供水管道抢修中的应用具有以下优点[2]:

(1) 提高管网供水保证率。采用带压堵漏的方法抢修管道, 可以使管网保持一定的供水能力, 减少了由于爆管给社会和用户造成的损失。 (2) 减少水损, 节约能源。由于带压堵漏技术不用停水, 即无需将管道内的水排掉, 这对于供水管道而言, 可达到节约大量水资源的目的。

由此可见, 带压堵漏技术可提高供水安全可靠度, 从而取得巨大的社会效益和经济效益。

2 马鞍管卡的特点

马鞍管卡的使用是一种带压堵漏技术, 其构造简单, 主要由半圆管鞍铸件、密封胶垫、U型卡、引流管组成 (见图1) 。

马鞍管卡的主要特点:

(1) 结构简单。采取夹具式结构, 具有体积小、质量轻等优点, 施工开挖面积和对现场设施的损坏程度相应减少, 使维修成本得以进一步降低。 (2) 由于不需要停水就能带压施工, 既节约用水又提高了企业的经济效益。 (3) 适用范围广泛。由于马鞍管卡技术属于机械式的安装方法, 不需焊接, 故适用于各种不同管材的带压堵漏。 (4) 安装简单。由于结构简单, 维修人员很容易掌握操作要领。

3马鞍管卡的构造及使用

由于漏点处的水流呈喷射状, 当安装马鞍管卡时, 必然在管鞍与管道之间的内腔中产生压力, 造成安装管卡困难。为使管卡顺利安装在管道上, 需在马鞍管卡上设置一个引流管进行泄压。

根据爆管的管径和爆裂尺寸, 选用合适的管卡, 马鞍管卡上的引流管及其泄水阀门事先已经安装好。安装马鞍管卡时, 先打开引流管上的阀门, 将密封橡胶垫与管卡对好, 扣在爆裂的管道上, 安装U型卡, 使马鞍管卡固定于管道之上, 然后关闭引流管上的阀门, 马鞍管卡即安装完毕。

当管道恢复运营后, 半圆管鞍与管道之间的内腔压力为管道内的工作压力, 固定半圆管鞍的U型卡应能承受管鞍所受的水压。U型卡选用Ф18的HRB235钢筋, 假设每个管鞍的内圆半径恰好等于需修复管道的外圆半径, 半圆管鞍的宽度与所要修复的管道管径相等, 通过下式计算可初步得到封堵住泄漏管径为200mm～600mm的供水管道所需要钢筋数目n:

式中, α—考虑钢筋埋地受到周围土壤腐蚀等因素确定的安全余量, 取1.2～1.4;

P为供水管道内工作压强, 取0.6MPa;

D为供水管道管径, mm;

r为Ф18的HRB235钢筋半径, mm。

根据上式计算求得封堵住泄漏管径为200mm～600mm的给水管道所需要Ф18的HRB235钢筋数目n的数值如表1所示。

考虑到造价合理、安装方便以及使用安全等因素, 引流管需采用加厚镀锌钢管制作, 泄水阀门采用螺纹闸阀, 管径可选50mm～80mm, 长度约为20cm。由于引流管易受到周围土壤的腐蚀, 同时还可能遭受外界机械作用而导致的破坏, 这两个因素将会影响引流管的使用寿命。为此, 可以采用混凝土对其进行防护, 具体方法是:使固定半圆管鞍的U型卡伸出螺帽的部分尽可能与引流管顶端平齐, 然后将引流管、闸阀、U型卡伸出螺帽的部分及螺帽用防水性能较好的豆石混凝土浇筑, 构成钢筋混凝土防护墩, 既防止引流管遭受腐蚀, 又保护其受到机械损伤[3]。