曾 強(qiáng)

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司， 遼寧 遼陽 110179)

管道封堵氣囊在管道檢修中的應(yīng)用

曾 強(qiáng)

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司， 遼寧 遼陽 110179)

本文針對大伙房水庫輸水工程管道維修、搶修等工作中遇到的實(shí)際問題，詳細(xì)闡述了管道封堵氣囊技術(shù)的作用、施工方法及難點(diǎn)，這一應(yīng)用實(shí)例可為同類型的工作提供參考。

封堵氣囊；管道檢修；應(yīng)用

大伙房水庫輸水二期工程，是由大伙房水庫經(jīng)2根DN2400埋地敷設(shè)的PCCP管道，向下游撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口和盤錦六城市供水的大型輸水工程，在正常情況下利用重力流向下游輸水。兩根管道同時(shí)運(yùn)行，互為備用。在輸水管線上利用雙向穩(wěn)壓塔及閥門將整條輸水管線分成若干個相對獨(dú)立的水利單元。

1 應(yīng)用管道封堵氣囊的前提及背景

為保證供水安全及檢修工作正常進(jìn)行，在PCCP輸水管道上安裝了空氣閥、蝶閥、伸縮節(jié)、泄水球閥等大量的水利設(shè)備，在傳統(tǒng)的輸水管線的檢修和搶修作業(yè)中，如要對管線上的設(shè)備進(jìn)行檢修和更換，需要將設(shè)備所處管道上、下游的截止閥門關(guān)閉，并使用排水設(shè)備將管道內(nèi)部的水排空后，才能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行檢修作業(yè)，待工作完成后還要對排空的管道進(jìn)行充水，勢必造成停水時(shí)間延長，甚至排、充水等準(zhǔn)備時(shí)間會是正常更換設(shè)備時(shí)間的8～10倍。這勢必影響下游受水城市的正常供水。在工程實(shí)踐中利用管道封堵氣囊可以在不將管道排空的情況下，對設(shè)備進(jìn)行檢修和更換，避免了反復(fù)充水對管線造成的危害，大大縮短了檢修工作時(shí)間。

2 管道封堵氣囊技術(shù)特點(diǎn)

管道封堵氣囊堵水的工作原理，是利用高級芳香族聚酰胺纖維增強(qiáng)橡膠制成的氣囊，通過充氣方法使其膨脹，當(dāng)堵水氣囊內(nèi)的氣體壓力達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，氣囊填滿整個管道斷面，利用管道封堵氣囊壁與管道產(chǎn)生的摩擦力堵住漏水，從而達(dá)到目標(biāo)管段內(nèi)無滲水的目的。氣囊封堵過程中，氣囊與管壁之間產(chǎn)生的摩擦阻力，有助于抵抗介質(zhì)水系統(tǒng)的壓力對氣囊造成的沖擊，其囊內(nèi)壓力越大，接觸面越粗糙，產(chǎn)生的摩擦力就越大，對氣囊的封堵就越有利。氣囊封堵的難點(diǎn)在于如何將氣囊在管道內(nèi)有水的情況下送到指定位置，達(dá)到封堵的目的。

3 管道封堵氣囊在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用背景

在穿越河道處輸水管線的最低點(diǎn)設(shè)有泄水系統(tǒng)，是為保證輸水管線發(fā)生故障需要排空輸水管道內(nèi)的水而設(shè)置的，從管道底部水平引出的DN800鋼管上安裝有偏心半球閥。在長期的輸水運(yùn)行過程中，泄水球閥出現(xiàn)了封閉不嚴(yán)等情況，為了盡量減少水量損失，在保障輸水管線安全的情況下更換閥門，所以采用在線封堵技術(shù)。

3.2 設(shè)備及材料準(zhǔn)備

a.管道堵水氣囊組成：包括氣囊、穿過氣囊軸線位置的導(dǎo)流管(下游側(cè)安裝有氣動閥門)、壓力表、特制氣壓膠管，打氣筒等。

b.導(dǎo)向支架：安裝在管道口，起防止氣囊被水沖出管道及引導(dǎo)導(dǎo)向鋼管的作用。

c.滑輪及導(dǎo)向繩：通過滑輪組及導(dǎo)向繩，在地面上控制氣囊的運(yùn)動方向。

d.氣泵：為氣囊充氣使用。

e.水泵：排空排水井內(nèi)積水。

3.3 帶壓封堵實(shí)施及流程

a.配件組合：開始工作前，應(yīng)先將封堵氣囊充氣裝置的配件進(jìn)行組合，進(jìn)行工具漏氣檢查。用氣泵向氣囊充氣，氣壓不得超過0.15MPa，檢查氣囊是否漏氣；計(jì)算好氣囊的推進(jìn)量(0.5+閥門軸線寬度+氣囊的軸線長度+0.5)，準(zhǔn)備相應(yīng)長度的導(dǎo)向管；計(jì)算當(dāng)排水井水位到井口時(shí)氣囊在泄水管懸浮所需要的相應(yīng)充水量和充氣壓力。

b.安裝導(dǎo)向裝置：將未充氣、只充入計(jì)算所得水量的氣囊，通過排水井內(nèi)的泄水管道口送入管道，放在距離泄水球閥0.50m處，將導(dǎo)氣管一端連接在氣囊的進(jìn)氣管上，另一端引到地面與氣泵相連；將導(dǎo)向管一端固定在氣囊上，一端引出到排水井內(nèi)。在管口處將導(dǎo)向支架固定在墻壁上，使導(dǎo)線管通過支架中心的導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向管和管道同心，在末節(jié)導(dǎo)向管上固定安裝一個水平滑輪2，在導(dǎo)向支架左右大約1m處的墻壁上各安裝一個水平定滑輪1和3，在井口位置墻壁上固定安裝一個豎直定滑輪4。在泄水管對面墻壁上安裝固定錨栓和水平定向滑輪5。將導(dǎo)向繩一端固定在定滑輪1上，接著穿過滑輪2、3、4通過井口引到地面上，并做好位置的記號。

c.封閉排水：關(guān)閉位于準(zhǔn)備更換的泄水球閥上、下游側(cè)主管線上的蝶閥，使泄水球閥所處的管道為一封閉區(qū)間，將排水泵放入排水井內(nèi)，緩慢開啟泄水球閥，泄掉管道內(nèi)的壓力，根據(jù)排水井內(nèi)的水位情況，適時(shí)調(diào)整泄水球閥的開度和開啟排水泵進(jìn)行排水，以保證水不漫出井口為宜。詳見圖1。通過反復(fù)調(diào)整閥門，開啟水泵抽水，當(dāng)水位在水泵不工作情況下，第一排水井頂板處于停止抽水作業(yè)狀態(tài)。

圖1 泄水系統(tǒng)

d.送氣囊到指定位置：在管道內(nèi)外的水壓達(dá)到平衡的狀態(tài)下，將泄水球閥全部開啟，然后通過氣泵向管道封堵氣囊充氣，充氣至計(jì)算所需懸浮壓力時(shí)即停止。拉動導(dǎo)向繩，氣囊緩慢的向前移動并通過閥門到達(dá)閥門的上游側(cè)，按照事先計(jì)算的移動長度和繩子上的記號，在氣囊進(jìn)氣端距離閥門法蘭大約0.50m處時(shí)停止拖動，此時(shí)，氣囊已經(jīng)進(jìn)入到指定位置。詳見圖2。接通氣泵，使氣囊受壓膨脹，密切關(guān)注壓力表的示數(shù)，了解氣囊內(nèi)充壓情況。使氣囊側(cè)壁與管道內(nèi)壁緊密壓合，到規(guī)定壓力后停止充氣。

圖2 送入、拖出氣囊示意圖e.排除積水：開啟排水泵將排水井內(nèi)的積水排除，如通過氣囊仍然有水流出說明氣囊封堵效果不佳，應(yīng)繼續(xù)向氣囊內(nèi)打氣，提高封堵壓力；反之沒有水流出說明氣囊達(dá)到了封堵效果。

f.更換泄水球閥：施工人員進(jìn)入泄水閥井內(nèi)，更換泄水球閥。

g.取出氣囊：更換完泄水球閥后，將閥門開到全開位置，施工人員入排水井內(nèi)，進(jìn)入下游側(cè)管道，將氣壓膠管安裝在氣囊泄氣閥上，導(dǎo)向管安裝在氣囊上。導(dǎo)向繩通過固定錨栓、滑輪2、滑輪5、滑輪4后引出到井口。

施工人員撤出地面后，打開導(dǎo)流管上閥門，上游側(cè)水通過導(dǎo)流管進(jìn)入到下游側(cè)管道及排水井內(nèi)，待達(dá)到內(nèi)、外壓力平衡時(shí)，通過氣壓膠管將氣囊內(nèi)氣體緩慢放出，氣囊內(nèi)氣壓達(dá)到懸浮壓力時(shí)停止放氣。拉動導(dǎo)向繩將縮小的氣囊從閥門的上游側(cè)緩慢拖動到下游側(cè)安全位置后關(guān)閉泄水球閥。啟動排水泵排除排水井內(nèi)水，施工人員進(jìn)入排水井拆除導(dǎo)向支架及導(dǎo)向管，取出氣囊，整個氣囊封堵工程完成。

4 結(jié) 語

在輸水管線泄水球閥進(jìn)行檢修更換過程中采用的管道氣囊封堵技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用的效果分析達(dá)到了預(yù)期效果，豐富了現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，提高了工作效率，縮短了檢修工作的持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，大大減少了管道內(nèi)水量的流失，避免了反復(fù)充水對輸水管道的沖擊和影響，為保障輸水安全起到了重要的作用。

Application of pipeline plugging airbag in pipeline maintenance

ZENG Qiang

(LiaoningRunzhongWaterSupplyCo.,Ltd.,Liaoyang110179,China)

In the paper,functions,construction methods and difficulties of pipeline plugging airbag technology are described in detail aiming at actual problems encountered in water conveyance project pipeline repair,emergency repair and similar work in Dahuofang Reservoir.

sealing airbag;pipeline repair;application

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.09.024

TV67

B

1005-4774(2015)09-0076-02