[发明专利]一种管道免开挖快速修复方法及其所用的牵引杆

说明书

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，尤其涉及一种管道免开挖快速修复方法及其所用的牵引杆。

背景技术

各种管道经过多年运行后，由于腐蚀、运行管理不善等原因，不可避免的会产生各种损伤和泄露，带来严重的经济损失，但全线更换新管道，不仅工程量庞大，而且耗资大、工程期长。如何经济高效、快捷地恢复管道安全运行受到了国内外的极大关注，因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。

管道修复的方法有很多种，近年来采用穿插修复旧管道的方法因为施工快、免开挖、修复费用低等优点得到了推广应用，此方法是将合适尺寸的新管插入需要修复的旧管道内，利用原有旧管道的抗冲击、抗压能力和新管道的耐腐蚀、耐磨特性形成具有综合特性的复合管道。目前常用的新管是PE(聚乙烯)管和HDPE(高密度聚乙烯)管，其中PE管的耐温极限仅为60℃，因此只适用于输送60℃以下的燃气或生活污水等；HDPE管的耐温极限可达到100℃，同时具有良好的耐腐性能。而本发明采用的UHMW-PE(超高分子量聚乙烯)管机械性能指标高于HDPE管，具有突出抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性，还具有卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性等优点。

申请号为03126240.6(申请日为2003年7月4日)的中国专利公开了一种“交联高密度聚乙烯和及其穿插修复旧管道的施工工艺”，其中对管道修复的施工工艺做了详细的描述，其修复过程的第五步为“让缩径后的交联HDPE管通过定型装置，将缩径的交联HDPE管定型”，第七步“给交联HDPE管两端采用热熔焊法焊接法兰，进行封头处理，”第八步“给交联HDPE管内充含有交联促进剂的热介质，保温保压，使缩径的交联HDPE管恢复变形，并进行交联反应，同时涨贴于施衬的管道内；”申请号为201310139949.5(申请日为2013年4月22日)的中国专利公开了一种“既有管道修复方法”，其修复过程的第三步为：“HDPE管焊接，并将其断面机械变形为马蹄形”。从这两个公开文件来看，采用HDPE管的修复过程相对复杂，而本发明采用UHMW-PE管，在一次穿越长度范围内为连续管，无需焊接；其与牵引头连接部分采用收缩缝和连接件达到与锥形连接段紧密贴合的目的，无需机械变形；而在穿插完成后，也不必加热加压。

“交联高密度聚乙烯和及其穿插修复旧管道的施工工艺”的《权利要求书》中明确指出“适用的管径为DN100～DN1200，一次施衬长度在1000米左右。”事实上，在本行业内，因为受牵引杆抗拉强度和HDPE管抗拉强度的限制，采用牵引法通常只能进行DN100以上管的修复，目前普遍采用管道机器人牵引铁线穿过，再通过铁线牵引钢丝绳，钢丝绳再牵引聚乙烯管的方法。但由于小管径管道机器人无法通过，所以DN100以下管始终无法采用穿插法修复。

发明内容

本发明提供了一种管道免开挖快速修复方法，采用UHMW-PE管施工，实现了DN100以下小口径管道采用牵引穿插施工，施工后的复合管性能更好，而且施工方法更加简单，成本更低；本发明同时提供了采用此方法所用的牵引杆。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种管道免开挖快速修复方法，包括旧管道定位-旧管道清洗-修复-检查过程，所述修复过程是将UHMW-PE管利用多级缩径机缩径，用复合碳纤维牵引杆将缩径后的UHMW-PE管拉入旧管道内，UHMW-PE管自然恢复原始尺寸后外壁与旧管道内壁紧密贴合形成复合管，适用管径为DN40～DN600；具体修复过程如下：

1)在已定位的旧管道两端分别挖一个操作坑，对旧管道进行清洗；

2)将外径为旧管道内径1.01～1.05倍的UHMW-PE管采用多级缩径机进行缩径，缩径量为8％～12％；

3)在一侧操作坑内安装牵引机，用牵引机将复合碳纤维牵引杆杆体推入旧管道内，直至牵引杆杆体从旧管道另一端伸出；缩径后的UHMW-PE管通过牵引头与牵引杆杆体连接，用牵引机拉动牵引杆，UHMW-PE管在牵引杆的牵引下被拉入旧管道内，直到将旧管道内壁全部覆盖；

4)静置24小时以上，待UHMW-PE管直径自然恢复并与旧管道内壁紧密贴合，形成具有耐磨、防腐、高强度特性的复合管。

所述牵引头与UHMW-PE管连接部分具有锥形连接段，UHMW-PE管与牵引头锥形连接段连接部分沿纵向开设4～8道拼接缝并进行拼接，与锥形连接段紧密贴合后通过连接件固定连接。

所述牵引机拉动牵引杆的牵引力为100～320KN，牵引速度为3～10m/min，一次穿越长度≤2000m。