摘要: W市供水主干管DN2400頂管出現(xiàn)漏點(diǎn)，漏點(diǎn)位于城市快速路下，埋深約10m，不具備長時間停水和開挖條件。為避免管道持續(xù)滲漏造成道路塌陷等其他次生安全問題，定位、修復(fù)漏點(diǎn)等搶修工作刻不容緩。采用Sahara II檢測技術(shù)進(jìn)行漏點(diǎn)分析和定位，漏點(diǎn)修復(fù)以及修復(fù)過程中采取的應(yīng)急保障措施等具有參考意義。
作者簡介：笪躍武 ，江蘇淮安人，本科，高級工程師，現(xiàn)任無錫市水務(wù)集團(tuán)總工辦主任，長期從事水廠生產(chǎn)與管網(wǎng)運(yùn)行管理等相關(guān)工作。
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管道漏點(diǎn)概況
2019年初，在例行巡檢時發(fā)現(xiàn)惠暨大道劉倉大橋北側(cè)道路旁出現(xiàn)清水滲漏，初步判定漏點(diǎn)位于現(xiàn)有道路下DN2400供水頂管上。
發(fā)生滲漏管道為鋼管，建于12年前。當(dāng)時此處管道需跨越珍珠、螃蟹養(yǎng)殖塘，采用了頂管施工工藝，頂管全長335 m、管徑2436mm、壁厚25 mm，河床標(biāo)高為-3.2 m，設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高為-9.48 m。管道北側(cè)為頂管井，南側(cè)為接收井，頂管施工設(shè)有兩組中繼間，分別位于距北側(cè)頂管井176 m和300 m處，頂管段示意見圖1。前兩年因城市發(fā)展需要，管道上部新建了城市快速路惠暨大道，目前管道埋深約10 m。
圖1 頂管段示意
該管道是W市主力在供的XC水廠的出廠管段的一段，其位置如圖2所示。XC水廠共有3根出廠管，一根DN2400（與圖2中其他管段無溝通），兩根DN2200；兩根DN2200管道出廠合并后分為一根DN1800往東線方向，另外一根DN2400先往西，再往南后又繼續(xù)分為中線DN2000和西線DN1800，也是本次出現(xiàn)漏水現(xiàn)象的管道。
圖2 漏點(diǎn)管段及附近閥門位置示意
據(jù)現(xiàn)場預(yù)估，管道漏點(diǎn)漏損水量約150 m ³/d。漏點(diǎn)現(xiàn)位于城市快速路下，不具備大面積開挖條件，無合適的施工作業(yè)面；此外，漏點(diǎn)在供水主干管上，對整個城市的供水調(diào)度影響極大；后續(xù)的修復(fù)工作面臨的施工、安全等不確定因素較多。為避免長時間管道漏損帶來的路面塌陷等一系列次生問題，修復(fù)工作刻不容緩。
面對這一復(fù)雜事件，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，考慮備用和安全系數(shù)，制定搶維修方案，組織專家進(jìn)行論證。同時，積極與當(dāng)?shù)亟煌ň致?lián)系，加強(qiáng)路面沉降監(jiān)測，與相關(guān)部門一起對道路情況進(jìn)行評估，確保道路行車安全。
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漏點(diǎn)的定位
2.1 定位方法
管道漏點(diǎn)修復(fù)工作取決且受限于對管道漏點(diǎn)數(shù)量和位置的預(yù)判，因此，準(zhǔn)確判斷漏點(diǎn)的數(shù)量和位置極為重要。因漏點(diǎn)所在供水管道埋深大，且又位于快速路下，傳統(tǒng)人工聽漏技術(shù)無法發(fā)揮作用，因此，選用了Sahara Ⅱ管網(wǎng)檢測新技術(shù)，這是一項(xiàng)基于聲學(xué)的無損狀態(tài)評估檢測技術(shù)，可在不影響管網(wǎng)正常供水運(yùn)營的狀態(tài)下，通過視頻和聲吶對管道漏損部位進(jìn)行檢測定位。
典型的Sahara Ⅱ檢測系統(tǒng)配置見圖3。Sahara Ⅱ傳感器經(jīng)由插入組件進(jìn)入運(yùn)行中的管道，插入口直徑不小于100 mm。傳感器通過光纜與地面上的光纜卷筒連接，進(jìn)入管道后，牽引傘在水流的推動下，帶動傳感器前進(jìn)。在流速較大且沒有彎管的情況下，單次插入的檢測距離最大可達(dá)1.5 km。
圖3 典型的 Sahara II 檢測系統(tǒng)配置
2.2 定位過程
由于Sahara技術(shù)使用有一定的局限性，要求管道不能有角度大的彎頭，并且對管道的流速要求較高，最佳流速0.6～1.5 m/s。為保障檢測工作的順利進(jìn)行，調(diào)整了各水廠的流量分配，保持檢測期間管內(nèi)流速穩(wěn)定在0.65 m/s左右。
另外，由于管道埋深約10 m，超過跟蹤器探測范圍，地面無法接受到需要的信號；同時，由于受檢管道口徑大，該技術(shù)的視頻功能明顯受限，無法看清管道具體情況，僅能通過聲波信號分析，根據(jù)纜線進(jìn)入的距離進(jìn)行漏點(diǎn)位置判斷。
通過聲譜及同步聲音監(jiān)聽，在距離插入口132～220 m范圍內(nèi)聽到漏水聲，經(jīng)多次線纜回拉測試，最后確定距頂管井172.5m處為漏水聲峰值，提示此處管道有漏點(diǎn)。
2.3 位置確認(rèn)
在管道內(nèi)部具備作業(yè)條件后，安排人員從頂管井處人孔進(jìn)入，逐段排查管道內(nèi)部情況。最終確認(rèn)，在距離頂管井176 m即頂管中繼間頂部位置發(fā)現(xiàn)一處漏點(diǎn)，管道其余位置完好。
以上實(shí)踐表明，采用Sahara技術(shù)在無法使用定位跟蹤器的情況下，僅通過聲吶檢測和線纜長度估算，也能基本反映管道漏損情況（結(jié)果同實(shí)際偏差為±5m）。探測結(jié)果可為初期搶修方案的制定提供極為有用的信息。
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漏點(diǎn)的修復(fù)
由于漏點(diǎn)管道不具備開挖搶修條件，修復(fù)方案重點(diǎn)研究非開挖修復(fù)。
3.1 修復(fù)方案
非開挖修復(fù)技術(shù)總體上可分為局部修復(fù)和整體修復(fù)兩大類。適用于壓力流供水管道并在國內(nèi)已有成功案例的非開挖修復(fù)技術(shù)有：連續(xù)式滑動內(nèi)襯法、緊貼襯里法、軟襯法（原位固化法）、不銹鋼薄板內(nèi)襯技術(shù)、玻璃鋼夾砂管內(nèi)襯法、橡膠脹圈局部修復(fù)法等。
本次發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)的鋼管管道，漏點(diǎn)位于頂管中繼間的位置，如采用上述不銹鋼薄板內(nèi)襯技術(shù)、玻璃鋼夾砂管內(nèi)襯法、橡膠脹圈等修復(fù)方案，相關(guān)配件的采購，定制，設(shè)備的準(zhǔn)備需要較長的時間，經(jīng)綜合研判分析，決定采用與原有管道材質(zhì)一致的，鋼板內(nèi)襯加固的局部修復(fù)的方法。
首先暫時封堵漏點(diǎn)，再在管道內(nèi)漏點(diǎn)處分段安裝同弧度內(nèi)襯鋼管，將內(nèi)襯鋼管焊接在原有管道內(nèi)部，最后敷設(shè)水泥砂漿防腐抹面，完成管道修復(fù)工作。其中內(nèi)襯鋼管采用成品鋼管，在廠內(nèi)加工成寬200 mm、厚16 mm、外徑及弧度同 Φ2 400 mm頂管內(nèi)徑一致的一圈若干，寬500 mm、厚16 mm、外徑及弧度同
Φ2 400 mm頂管內(nèi)徑的1/4圈若干，運(yùn)輸?shù)酱薰艿纼?nèi)。
鋼內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)步驟：修復(fù)管道排水→管道內(nèi)通風(fēng)與安全檢測→管道內(nèi)筑壩堵水→清理泄漏處水泥砂漿→堵漏劑暫時封堵漏點(diǎn)→焊接內(nèi)襯短管→水泥砂漿防腐施工。
3.2 修復(fù)實(shí)施
實(shí)施修復(fù)前，排空管道內(nèi)存水約1.8ｘ10 4m³，分別在頂管井（北端）透氣井、頂管井（北端）管內(nèi)、透氣井（南端）管內(nèi)三處進(jìn)行排水。對于頂管段，通過管內(nèi)架泵抽水排出，水量約1600 m³。
管道水抽干后，在管頂部中繼間處有地下水水往管道內(nèi)滲漏，水量約1 m ³/h。首先采用青鉛敲合漏水處，再對漏點(diǎn)處燒電焊實(shí)現(xiàn)暫時止水；同時進(jìn)行漏點(diǎn)附近的水泥砂漿防腐涂層的清除工作。清除工作完成后，確認(rèn)漏水點(diǎn)是中繼間前位管與中繼間內(nèi)封板的閉合焊縫邊，結(jié)構(gòu)特殊，長約600 mm。中繼間內(nèi)封板內(nèi)徑小于前位管，從管內(nèi)觀察中繼間內(nèi)封板凸出于前位管內(nèi)壁約40mm，采取了如圖4所示的堵漏及加固方案。
圖4 修復(fù)方法示意
由于中繼間內(nèi)封板較厚，需在封板旁設(shè)置兩層墊板，在上面再設(shè)置一層墊板，實(shí)現(xiàn)對漏點(diǎn)的封堵。該方案需要進(jìn)行4條焊縫的施工，采用電弧焊焊接工藝，現(xiàn)場多名電焊工輪流工作。
管內(nèi)焊接參照《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—2008）、《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》（GB 50235—2010）、《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50683—2011）相關(guān)要求執(zhí)行，不銹鋼內(nèi)襯管道焊縫外觀整齊、無氣孔、無未焊透、無裂紋、無焊瘤、無過燒，焊接后進(jìn)行外觀和無損檢驗(yàn)。
焊縫檢測完成后，進(jìn)行水泥砂漿內(nèi)防腐施工，參照《城鎮(zhèn)給水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 244—2016），城鎮(zhèn)給水管道非開挖修復(fù)更新工程的質(zhì)量驗(yàn)收符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50268—2008的有關(guān)規(guī)定要求。非開挖修復(fù)更新工程完成后，應(yīng)進(jìn)行表觀檢測。當(dāng)管徑≥800 mm，可采用管內(nèi)目測。檢測資料應(yīng)存入竣工檔案。
管道內(nèi)防腐完成后，進(jìn)行管道內(nèi)垃圾的清運(yùn)和管道清洗工作。待以上工作完成并檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行人工蓋板的安裝和恢復(fù)正常供水調(diào)度準(zhǔn)備工作。
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應(yīng)急保障措施
本次DN2 400大口徑管道的搶修歷時總計(jì)36 h，搶修過程中，除部分用戶處于低壓供水，零星片區(qū)出現(xiàn)少量黃水，全市管網(wǎng)運(yùn)行平穩(wěn)，未對城市的正常用水造成較大影響。
本次搶修工作的順利實(shí)施得益于較高質(zhì)量的漏點(diǎn)定位與修復(fù)工作，同時還離不開搶修前、搶修過程中及后期采取的一系列應(yīng)急保障措施。
4.1交通調(diào)度
漏點(diǎn)發(fā)現(xiàn)后，公司積極與當(dāng)?shù)亟煌ň致?lián)系，加強(qiáng)路面沉降監(jiān)測，及時引導(dǎo)排除路邊滲水；提前進(jìn)行交通干預(yù)，對重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行封閉，通告有條件車輛適當(dāng)繞行，漏點(diǎn)附近路段實(shí)施單幅雙向，在漏點(diǎn)修復(fù)完成恢復(fù)正常供水時才調(diào)整至原有交通調(diào)度。
4.2閥門檢查
實(shí)施修復(fù)前的排水工作，對于施工需要關(guān)閉的閥門，提前再次檢查狀態(tài)，確保施工時能正常關(guān)閉，為避免由于閥門關(guān)閉不到位導(dǎo)致排水工作無法進(jìn)行，還考慮了擴(kuò)大停水的備用閥門，確保萬無一失。
4.3應(yīng)急調(diào)度、區(qū)域聯(lián)動
漏點(diǎn)管段主供城市西部用水，日常調(diào)度供水區(qū)域如圖5所示，水量約26ｘ10 4m³/d，約占全市總供水的1/5。如直接關(guān)閥停水搶修，將嚴(yán)重影響城市西部片區(qū)居民及生產(chǎn)用水。
圖5 W市供水格局與搶修影響范圍
為減少搶修期間對居民用水的影響，制定了應(yīng)急調(diào)度方案，主要包括兩個方面：①充分利用供水高速通道（大口徑DN2 400清水管道，連通城市主力在供水廠）的轉(zhuǎn)輸能力，由南部水廠彌補(bǔ)北邊不足的水量；再打開所有往西供水的管道溝通閥門，盡可能減少、減輕用水影響范圍和影響程度。②積極溝通，進(jìn)行區(qū)域聯(lián)動；西南部馬山片區(qū)離主力在供水廠較遠(yuǎn)，屬于供水邊緣地區(qū)，日常主要由西線保障供水，應(yīng)急時可開啟常州往馬山方向的DN500供水管上閥門，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通水。
搶修期間，由于部分管路聯(lián)絡(luò)閥門的動作，利用水力模型提前計(jì)算了水流發(fā)生變化及反向的管道，對可能出現(xiàn)黃水的零星地區(qū)通過消火栓放水等進(jìn)行處理。
因應(yīng)急調(diào)度和區(qū)域聯(lián)動科學(xué)到位，西部片區(qū)部分正常供水，部分低壓供水（高峰時期下降3～7 m），沒有完全停水區(qū)域。區(qū)域聯(lián)動管道累計(jì)轉(zhuǎn)輸水量17 878 m ³，當(dāng)日西部供水量減少8ｘ104m³/d，不到正常用水的1/3；無用水水質(zhì)相關(guān)投訴。實(shí)際受到影響的范圍控制在原有預(yù)計(jì)中。
4.4施工安全
本次管內(nèi)作業(yè)屬于有限空間作業(yè)，除日常安全措施，需重點(diǎn)考慮管內(nèi)通風(fēng)和用電安全。
在人進(jìn)入管內(nèi)作業(yè)前，在管道始末端架設(shè)軸流式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，請專業(yè)隊(duì)伍攜帶專業(yè)設(shè)備下管檢測管內(nèi)空氣質(zhì)量，包括氧濃度與有毒有害氣體含量等。此次作業(yè)通風(fēng)機(jī)功率0.75 kW、風(fēng)量10 000 m³/h、轉(zhuǎn)速1 450 r/min、全壓200 Pa。管內(nèi)空氣質(zhì)量檢測合格后安排下井進(jìn)入管內(nèi)開展正式作業(yè)。
由于管道內(nèi)存水不可能完全排除，為確保施工用電安全，主要采取了以下措施：①220 V電纜及電焊機(jī)不進(jìn)入管內(nèi)，采用二次線進(jìn)行管內(nèi)焊接作業(yè)；②管內(nèi)照明采用充電頭燈及充電野營燈；③管內(nèi)焊縫磨平采用充電時鋰電池磨光機(jī)；④管內(nèi)維修處筑壩抽水采用12 V低壓1英寸（2.54 cm）水泵。
本文發(fā)表于《中國給水排水》2020年第24期，作者及其單位如下：
大口徑供水頂管漏點(diǎn)搶修及應(yīng)急保障措施
笪躍武，沈海軍，袁君，王瑞，胡淑圓，桑子文
本文標(biāo)準(zhǔn)著錄格式：
笪躍武，沈海軍，袁君，等.大口徑供水頂管漏點(diǎn)搶修及應(yīng)急保障措施[J].中國給水排水，2020，36（24）：140-144.
DA Yuewu, SHEN Haijun, YUAN Jun, et al. Emergency repair and safeguard measures of leakage points in large diameter water supply jacking pipes[J]. China Water & Wastewater, 2020, 36(24): 140-144(in Chinese).
編輯： 李德強(qiáng)
