大口径供水顶管漏点抢修及应急保障措施

市政供水管网是城市供水系统的重要组成部分，被喻为城市的“地下生命线”。在早期管网建设中，受限于国内给水管材生产技术、建设水平、建设标准等因素，供水管道在抗压力冲击与施工开挖扰动等方面较薄弱，易发生爆管与渗漏。随着城市的发展，在城乡一体化、道路拓展等实施进程中，早期埋设的一些管线地貌、埋深也会发生改变；此外，随着路面荷载的变化，已有的一些管线无法避免发生管道渗漏、爆裂等现象，特别是存在材质、施工工艺等方面薄弱环节的管道；由此造成的管网漏损，不但直接影响到企业的经济效益，而且影响到现场的交通和用户的正常用水。因此，如何在复杂环境下，及时对问题管道进行修复十分重要。

唐兴装备作为国内领先的非开挖设备制造商，接下来以W市供水主干管DN2400大埋深顶管段漏点抢修为例，介绍相关工作的开展情况。

1管道漏点概况

1.1漏点发现

2019年初，在例行巡检时发现惠暨大道刘仓大桥北侧道路旁出现清水渗漏，初步判定漏点位于现有道路下DN2400供水顶管上。

1.2管道概况

发生渗漏管道为钢管，建于12年前。当时此处管道需跨越珍珠、螃蟹养殖塘，采用了顶管施工工艺，顶管全长335m、管径2436mm、壁厚25mm，河床标高为-3.2m，设计管内底标高为-9.48m。管道北侧为顶管井，南侧为接收井，顶管施工设有两组中继间，分别位于距北侧顶管井176m和300m处，顶管段示意见图1。前两年因城市发展需要，管道上部新建了城市快速路惠暨大道，目前管道埋深约10m。

该管道是W市主力在供的XC水厂的出厂管的一段，其位置如图2所示。XC水厂共有3根出厂管，一根DN2400（与图2中其他管段无沟通），两根DN2200；两根DN2200管道出厂合并后分为一根DN1800往东线方向，另外一根DN2400先往西，再往南后又继续分为中线DN2000和西线DN1800，也是本次出现漏水现象的管道。

据现场预估，管道漏点漏损水量约150m³/d。漏点现位于城市快速路下，不具备大面积开挖条件，无合适的施工作业面；此外，漏点在供水主干管上，对整个城市的供水调度影响极大；后续的修复工作面临的施工、安全等不确定因素较多。为避免长时间管道漏损带来的路面塌陷等一系列次生问题，修复工作刻不容缓。

面对这一复杂事件，结合现场实际，考虑备用和安全系数，制定抢维修方案，组织专家进行论证。同时，积极与当地交通局联系，加强路面沉降监测，与相关部门一起对道路情况进行评估，确保道路行车安全。

2漏点的定位

2.1定位方法

管道漏点修复工作取决且受限于对管道漏点数量和位置的预判，因此，准确判断漏点的数量和位置极为重要。

因漏点所在供水管道埋深大，且又位于快速路下，传统人工听漏技术无法发挥作用，因此，选用了SaharaⅡ管网检测新技术，这是一项基于声学的无损状态评估检测技术，可在不影响管网正常供水运营的状态下，通过视频和声呐对管道漏损部位进行检测定位。

典型的SaharaⅡ检测系统配置见图3。Sahara Ⅱ传感器经由插入组件进入运行中的管道，插入口直径不小于100mm。传感器通过光缆与地面上的光缆卷筒连接，进入管道后，牵引伞在水流的推动下，带动传感器前进。在流速较大且没有弯管的情况下，单次插入的检测距离最大可达1.5km。

2.2定位过程

由于Sahara技术使用有一定的局限性，要求管道不能有角度大的弯头，并且对管道的流速要求较高，最佳流速为0.6~1.5m/s。为保障检测工作的顺利进行，调整了各水厂的流量分配，保持检测期间管内流速稳定在0.65m/s左右。

另外，由于管道埋深约10m，超过跟踪器探测范围，地面无法接收到需要的信号；同时，由于受检管道口径大，该技术的视频功能明显受限，无法看清管道具体情况，仅能通过声波信号分析，根据缆线进入的距离进行漏点位置判断。

通过声谱及同步声音监听，在距离插入口132~220m范围内听到漏水声，经多次线缆回拉测试，最后确定距顶管井172.5m处为漏水声峰值，提示此处管道有漏点。

2.3位置确认

在管道内部具备作业条件后，安排人员从顶管井处人孔进入，逐段排查管道内部情况。最终确认，在距离顶管井176m即顶管中继间顶部位置发现一处漏点，其余位置完好。

以上实践表明，采用Sahara技术在无法使用定位跟踪器的情况下，仅通过声呐检测和线缆长度估算，也能基本反映管道漏损情况（结果同实际偏差为±5m）。探测结果可为初期抢修方案的制定提供极为有用的信息。

3漏点的修复

由于漏点管道不具备开挖抢修条件，修复方案重点研究非开挖修复。

3.1修复方案

非开挖修复技术总体上可分为局部修复和整体修复两大类。适用于压力流供水管道并在国内已有成功案例的非开挖修复技术有：连续式滑动内衬法、紧贴衬里法、软衬法（原位固化法）、不锈钢薄板内衬技术、玻璃钢夹砂管内衬法、橡胶胀圈局部修复法等。

本次发现漏点的钢质管道，漏点位于顶管中继间处，如采用上述不锈钢薄板内衬技术、玻璃钢夹砂管内衬法、橡胶胀圈等修复方案，相关配件的采购、定制，设备的准备需要较长的时间，经综合研判分析，决定采用与原有管道材质一致、钢板内衬加固的局部修复的方法。

首先暂时封堵漏点，再在管道内漏点处分段安装同弧度内衬钢管，将内衬钢管焊接在原有管道内部，最后敷设水泥砂浆防腐抹面，完成管道修复工作。其中内衬钢管采用成品钢管，在厂内加工成宽200mm、厚16mm、外径及弧度同Φ2400mm顶管内径一致的一圈若干，宽500mm、厚16mm、外径及弧度同Φ2400mm顶管内径的1/4圈若干，运输到待修管道内。

钢内衬修复技术步骤：修复管道排水→管道内通风与安全检测→管道内筑坝堵水一清理泄漏处水泥砂浆→堵漏剂暂时封堵漏点→焊接内衬短管→水泥砂浆防腐施工。

3.2修复实施

实施修复前，排空管道内存水约1.8×10⁴m³，分别在顶管井（北端）透气井、顶管井（北端）管内、透气井（南端）管内三处进行排水。对于顶管段，通过管内架泵抽水排出，水量约1600m^3。

管道水抽干后，在管顶部中继间处有地下水往管道内渗漏，水量约1m³/h。首先采用青铅敲合漏水处，再对漏点处烧电焊实现暂时止水；同时进行漏点附近的水泥砂浆防腐涂层的清除工作。清除工作完成后，确认漏水点是中继间前位管与中继间内封板的闭合焊缝边，其结构特殊，长约600mm。中继间内封板内径小于前位管，从管内观察中继间内封板凸出于前位管内壁约40mm，采取了如图4所示的堵漏及加固方案。

由于中继间内封板较厚，需在封板旁设置两层垫板，在上面再设置一层垫板，实现对漏点的封堵。该方案需要进行4条焊缝的施工，采用电弧焊焊接工艺，现场多名电焊工轮流工作。

管内焊接参照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268一200、《工业金属管道工程施工规范》（GB50235-20100、《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》（GB50683-2011）相关要求执行，不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无焊瘤、无过烧，焊接后进行外观和无损检验。

焊缝检测完成后，进行水泥砂浆内防腐施工，参照《城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程》
（CJJ/T244-2016），城镇给水管道非开挖修复更新工程的质量验收符合现行国家标准GB50268一2008的有关规定要求。非开挖修复更新工程完成后，应进行表观检测。当管径≥800mm，可采用管内目测。检测资料应存入竣工档案。

管道内防腐完成后，进行管道内垃圾的清运和管道清洗工作。

待以上工作完成并检验合格后，进行人工盖板的安装和恢复正常供水调度准备工作。

4应急保障措施

本次DN2400大口径管道的抢修历时36h，抢修过程中，除部分用户处于低压供水，零星片区出现少量黄水外，全市管网运行平稳，未对城市的正常用水造成较大影响。

本次抢修工作的顺利实施得益于较高质量的漏点定位与修复工作，同时还离不开抢修前、抢修过程中及后期采取的一系列应急保障措施。

4.1交通调度

漏点发现后，积极与当地交通局联系，加强路面沉降监测，及时引导排除路边渗水；提前进行交通干预，对重点监控区域进行封闭，通告有条件车辆适当绕行，漏点附近路段实施单幅双向，在漏点修复完成恢复正常供水时才调整至原有交通调度。

4.2阀门检查

实施修复前的排水工作，对于施工需要关闭的阀门，提前再次检查状态，确保施工时能正常关闭。

为避免由于阀门关闭不到位导致排水工作无法进行，还考虑了扩大停水的备用阀门，确保万无一失。

4.3应急调度、区域联动

漏点管段主供城市西部用水，日常调度供水区域如图5所示，水量约26×10⁴m³/d，约占全市总供水量的1/5。如直接关阀停水抢修，将严重影响城市西部片区居民及生产用水。

为减少抢修期间对居民用水的影响，制定了应急调度方案，主要包括两个方面：①充分利用供水高速通道（大口径DN2400清水管道，连通城市主力在供水厂）的转输能力，由南部水厂弥补北边不足的水量；再打开所有往西供水的管道沟通阀门，尽可能减少、减轻用水影响范围和影响程度。②积极沟通，进行区域联动；西南部马山片区离主力在供水厂较远，属于供水边缘地区，日常主要由西线保障供水，应急时可开启常州往马山方向的DN500供水管上阀门，实现联网通水。

抢修期间，由于有部分管路联络阀门的动作，利用水力模型提前计算了水流发生变化及反向的管道，对可能出现黄水的零星地区通过消火栓放水等进行处理。

因应急调度和区域联动科学到位，西部片区部分正常供水、部分低压供水（高峰时期下降3~7m），没有完全停水区域。区域联动管道累计转输水量17878m³，当日西部供水量减少8×10⁴m³，不到正常用水的1/3；无用水水质相关投诉。实际受到影响的范围控制在原有预计中。

4.4施工安全

本次管内作业属于有限空间作业，除日常安全措施外，需重点考虑管内通风和用电安全。

在进入管内作业前，在管道始末端架设轴流式通风机进行通风，请专业队伍携带专业设备下管检测管内空气质量，包括氧浓度与有毒有害气体含量等。此次作业通风机功率0.75kW、风量10000m³/h、转速1450r/min、全压200Pa。管内空气质量检测合格后安排下井进入管内开展正式作业。

由于管道内存水不可能完全排除，为确保施工用电安全，主要采取了以下措施：①220V电缆及电焊机不进入管内，采用二次线进行管内焊接作业；②管内照明采用充电头灯及充电野营灯；③管内焊缝磨平采用充电时锂电池磨光机；④管内维修处筑坝抽水采用12V低压1英寸（2.54cm）水泵。

5结论及建议

①Sahara IⅡ管网检测新技术在管道口径大、埋深大、视频受限、跟踪器无法定位的情况下，仅通过声波信号和线缆进入长度分析，可以为漏点定位提供有用的信息。

②本次管道漏点在顶管的中继间接缝处，属于施工的薄弱环节，需要加强施工管理和质量控制，必要时可以采取覆钢板加固，避免留下安全隐患。

③大口径顶管建议保留顶管井和接收井，在管道两端一定范围内设置阀门，为日后抢修、维修提供便利。

④供水主干管抢修对城市供水影响较大，应急保障与区域联动措施在降低影响范围和程度上发挥了重要作用，建议相关部门加强该类应急预案的制定和完善。

 

本文由唐兴装备整理自《中国给水排水》中的《大口径供水顶管漏点抢修及应急保障措施》笪跃武，沈海军，袁 君，王 瑞，胡淑圆，桑子文，如有侵权请联系删除，转载请注明出处。