摘要: W市供水主干管DN2400頂管出現漏點，漏點位于城市快速路下，埋深約10m，不具備長時間停水和開挖條件。為避免管道持續滲漏造成道路塌陷等其他次生安全問題，定位、修復漏點等搶修工作刻不容緩。采用Sahara II檢測技術進行漏點分析和定位，漏點修復以及修復過程中采取的應急保障措施等具有參考意義。
作者簡介：笪躍武（1974 -），男，江蘇淮安人，本科，高級工程師，現任無錫市水務集團總工辦主任，長期從事水廠生產與管網運行管理等相關工作。
01.管道漏點概況
2019年初，在例行巡檢時發現惠暨大道劉倉大橋北側道路旁出現清水滲漏，初步判定漏點位于現有道路下DN2400供水頂管上。
發生滲漏管道為鋼管，建于12年前。當時此處管道需跨越珍珠、螃蟹養殖塘，采用了頂管施工工藝，頂管全長335 m、管徑2436mm、壁厚25 mm，河床標高為-3.2 m，設計管內底標高為-9.48 m。管道北側為頂管井，南側為接收井，頂管施工設有兩組中繼間，分別位于距北側頂管井176 m和300 m處，頂管段示意見圖1。前兩年因城市發展需要，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，再往南后又繼續分為中線DN2000和西線DN1800，也是本次出現漏水現象的管道。
圖2 漏點管段及附近閥門位置示意
據現場預估，管道漏點漏損水量約150 m3/d。漏點現位于城市快速路下，不具備大面積開挖條件，無合適的施工作業面；此外，漏點在供水主干管上，對整個城市的供水調度影響極大；后續的修復工作面臨的施工、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，修復工作刻不容緩。
面對這一復雜事件，結合現場實際，考慮備用和安全系數，制定搶維修方案，組織專家進行論證。同時，積極與當地交通局聯系，加強路面沉降監測，與相關部門一起對道路情況進行評估，確保道路行車安全。
02.漏點的定位
2.1 定位方法
管道漏點修復工作取決且受限于對管道漏點數量和位置的預判，因此，準確判斷漏點的數量和位置極為重要。因漏點所在供水管道埋深大，且又位于快速路下，傳統人工聽漏技術無法發揮作用，因此，選用了Sahara Ⅱ管網檢測新技術，這是一項基于聲學的無損狀態評估檢測技術，可在不影響管網正常供水運營的狀態下，通過視頻和聲吶對管道漏損部位進行檢測定位。
典型的Sahara Ⅱ檢測系統配置見圖3。Sahara Ⅱ傳感器經由插入組件進入運行中的管道，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，進入管道后，牽引傘在水流的推動下，帶動傳感器前進。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1.5 km。
圖3 典型的 Sahara II 檢測系統配置
2.2 定位過程
由于Sahara技術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行，調整了各水廠的流量分配，保持檢測期間管內流速穩定在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，根據纜線進入的距離進行漏點位置判斷。
通過聲譜及同步聲音監聽，在距離插入口132～220 m范圍內聽到漏水聲，經多次線纜回拉測試，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。
2.3 位置確認
在管道內部具備作業條件后，安排人員從頂管井處人孔進入，逐段排查管道內部情況。最終確認，在距離頂管井176 m即頂管中繼間頂部位置發現一處漏點，管道其余位置完好。
以上實踐表明，采用Sahara技術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（結果同實際偏差為±5m）。探測結果可為初期搶修方案的制定提供極為有用的信息。
03.漏點的修復
由于漏點管道不具備開挖搶修條件，修復方案重點研究非開挖修復。
3.1 修復方案
非開挖修復技術總體上可分為局部修復和整體修復兩大類。適用于壓力流供水管道并在國內已有成功案例的非開挖修復技術有：連續式滑動內襯法、緊貼襯里法、軟襯法（原位固化法）、不銹鋼薄板內襯技術、玻璃鋼夾砂管內襯法、橡膠脹圈局部修復法等。
本次發現漏點的鋼管管道，漏點位于頂管中繼間的位置，如采用上述不銹鋼薄板內襯技術、玻璃鋼夾砂管內襯法、橡膠脹圈等修復方案，相關配件的采購，定制，設備的準備需要較長的時間，經綜合研判分析，決定采用與原有管道材質一致的，鋼板內襯加固的局部修復的方法。
首先暫時封堵漏點，再在管道內漏點處分段安裝同弧度內襯鋼管，將內襯鋼管焊接在原有管道內部，最后敷設水泥砂漿防腐抹面，完成管道修復工作。其中內襯鋼管采用成品鋼管，在廠內加工成寬200 mm、厚16 mm、外徑及弧度同Φ2 400 mm頂管內徑一致的一圈若干，寬500 mm、厚16 mm、外徑及弧度同
Φ2 400 mm頂管內徑的1/4圈若干，運輸到待修管道內。
鋼內襯修復技術步驟：修復管道排水→管道內通風與安全檢測→管道內筑壩堵水→清理泄漏處水泥砂漿→堵漏劑暫時封堵漏點→焊接內襯短管→水泥砂漿防腐施工。
3.2 修復實施
實施修復前，排空管道內存水約1.8ｘ104m3，分別在頂管井（北端）透氣井、頂管井（北端）管內、透氣井（南端）管內三處進行排水。對于頂管段，通過管內架泵抽水排出，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滲漏，水量約1 m3/h。首先采用青鉛敲合漏水處，再對漏點處燒電焊實現暫時止水；同時進行漏點附近的水泥砂漿防腐涂層的清除工作。清除工作完成后，確認漏水點是中繼間前位管與中繼間內封板的閉合焊縫邊，結構特殊，長約600 mm。中繼間內封板內徑小于前位管，從管內觀察中繼間內封板凸出于前位管內壁約40mm，采取了如圖4所示的堵漏及加固方案。
圖4 修復方法示意
由于中繼間內封板較厚，需在封板旁設置兩層墊板，在上面再設置一層墊板，實現對漏點的封堵。該方案需要進行4條焊縫的施工，采用電弧焊焊接工藝，現場多名電焊工輪流工作。
管內焊接參照《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB 50268—2008）、《工業金屬管道工程施工規范》（GB 50235—2010）、《現場設備、工業管道焊接工程施工質量驗收規范》（GB 50683—2011）相關要求執行，不銹鋼內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，焊接后進行外觀和無損檢驗。
焊縫檢測完成后，進行水泥砂漿內防腐施工，參照《城鎮給水管道非開挖修復更新工程技術規程》（CJJ/T 244—2016），城鎮給水管道非開挖修復更新工程的質量驗收符合現行國家標準GB 50268—2008的有關規定要求。非開挖修復更新工程完成后，應進行表觀檢測。當管徑≥800 mm，可采用管內目測。檢測資料應存入竣工檔案。
管道內防腐完成后，進行管道內垃圾的清運和管道清洗工作。待以上工作完成并檢驗合格后，進行人工蓋板的安裝和恢復正常供水調度準備工作。
04.應急保障措施
本次DN2 400大口徑管道的搶修歷時總計36 h，搶修過程中，除部分用戶處于低壓供水，零星片區出現少量黃水，全市管網運行平穩，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施得益于較高質量的漏點定位與修復工作，同時還離不開搶修前、搶修過程中及后期采取的一系列應急保障措施。
4.1交通調度
漏點發現后，公司積極與當地交通局聯系，加強路面沉降監測，及時引導排除路邊滲水；提前進行交通干預，對重點監控區域進行封閉，通告有條件車輛適當繞行，漏點附近路段實施單幅雙向，在漏點修復完成恢復正常供水時才調整至原有交通調度。
4.2閥門檢查
實施修復前的排水工作，對于施工需要關閉的閥門，提前再次檢查狀態，確保施工時能正常關閉，為避免由于閥門關閉不到位導致排水工作無法進行，還考慮了擴大停水的備用閥門，確保萬無一失。
4.3應急調度、區域聯動
漏點管段主供城市西部用水，日常調度供水區域如圖5所示，水量約26ｘ104m3/d，約占全市總供水的1/5。如直接關閥停水搶修，將嚴重影響城市西部片區居民及生產用水。
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，制定了應急調度方案，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）的轉輸能力，由南部水廠彌補北邊不足的水量；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，進行區域聯動；西南部馬山片區離主力在供水廠較遠，屬于供水邊緣地區，日常主要由西線保障供水，應急時可開啟常州往馬山方向的DN500供水管上閥門，實現聯網通水。
搶修期間，由于部分管路聯絡閥門的動作，利用水力模型提前計算了水流發生變化及反向的管道，對可能出現黃水的零星地區通過消火栓放水等進行處理。
因應急調度和區域聯動科學到位，西部片區部分正常供水，部分低壓供水（高峰時期下降3～7 m），沒有完全停水區域。區域聯動管道累計轉輸水量17 878 m3，當日西部供水量減少8ｘ104m3/d，不到正常用水的1/3；無用水水質相關投訴。實際受到影響的范圍控制在原有預計中。
4.4施工安全
本次管內作業屬于有限空間作業，除日常安全措施，需重點考慮管內通風和用電安全。
在人進入管內作業前，在管道始末端架設軸流式通風機進行通風，請專業隊伍攜帶專業設備下管檢測管內空氣質量，包括氧濃度與有毒有害氣體含量等。此次作業通風機功率0.75 kW、風量10 000 m3/h、轉速1 450 r/min、全壓200 Pa。管內空氣質量檢測合格后安排下井進入管內開展正式作業。
由于管道內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電纜及電焊機不進入管內，采用二次線進行管內焊接作業；②管內照明采用充電頭燈及充電野營燈；③管內焊縫磨平采用充電時鋰電池磨光機；④管內維修處筑壩抽水采用12 V低壓1英寸（2.54 cm）水泵。
本文發表于《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搶修及應急保障措施
笪躍武，沈海軍，袁君，王瑞，胡淑圓，桑子文
（無錫市水務集團有限公司，江蘇 無錫214031）
本文標準著錄格式：
笪躍武，沈海軍，袁君，等. 大口徑供水頂管漏點搶修及應急保障措施[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).
來源：中國給水排水 笪躍武，等