[发明专利]水下钢制管爆裂快速简易修复方法

说明书

本发明公开了一种水下钢制管爆裂快速简易修复方法，适用于水下修复爆裂的自来水管道、排水压力管道、石油管道、煤气管道、乙炔管道、压缩空气管道、引水管道等带压金属管道。

目前传统的水下管漏抢修的施工方法大致可分为三类：围堰施工法、沉箱施工法、更换新水管法。围堰施工法，要将水下爆裂金属管道周围一大片水域，采用围堰方法围栏起来，将水抽干再补焊，化费时间长，工程投资大。沉箱施工法（水下干法焊接），采用焊接修补水下管道，此法设备大型化，施工复杂难以达到要求，焊接辅助工作时间长，成本高，耗资大，对于财源不足的中小企业所难以实现的。更换新水管法，是将成型水下金属管道用驳船及起重设备吊浮起来，然后更换新的水管，难度大，工期长，费用高。目前，国外焊接水下管道采用水下干法焊接为多。我们也委托有关工程单位在水下补焊修补，采用直接补焊，补焊加辫状钢板焊、补焊加钢制哈夫、补焊加焊弧形钢板及扁钢加强等六个修复方案，四位潜水焊工轮流焊接82.6小时，修复竣工后，经泵水压力为1.6～1.95公斤力/平方 公分之间，均未达到过河倒虹吸管道的试验压力要求。经分析，主要是所谓空气排水电焊法，只是焊缝部位局部排水，焊件的大部分都在水体之中，水的急骤冷却作用仍然存在，焊接金属体和基本金属之间的元件过渡保护区域，焊接表明达不到的要求程度而形成淬火，迫使焊接再度破裂，难以修复。

本发明目的在于提出一种水下钢管爆裂快速简易修复方法，采用法兰哈夫套筒膨胀氯化钙水泥砂浆填料修复水下钢制管道，设备比较简单，操作简便，施工可行，速度快，修复费用低廉，效果好。

膨胀氯化钙水泥砂浆机理与配方，为了使水下爆裂、损坏钢制管及早修复运行，使填料具有速凝早强性、抗渗性，我们研制了膨胀氯化钙水泥砂浆，根据有关资料表明，不掺铝粉的水泥砂浆收缩率为0.47～0.52%，掺入0.01%铝粉后，水泥砂浆内均布着的铝粉与水泥水过程中产生的氢氧化钙起作用，产生密闭氢气泡，使水泥砂浆在初凝时产生的体膨率为0.93～1.78%。

为了减少水泥砂浆硬结时的收缩，我们进行了水泥砂浆配合比设计。对水下膨胀氯化钙的材料，级配性能及施工方法进行了广泛的研究和探讨。水下水泥砂浆铝粉掺量按式计算：

Ac＝ (K)/(β) -（1.2 (F)/(C) +O）

式中：

Ac-水泥砂浆中的铝粉掺量（与水泥重量比）;

(F)/(C) -水泥中粉煤灰与水泥塑料之比（约为0.25～0.66）;

β-铝粉中的纯铅含量;

k-与水泥品种及标号有关系数;

αo-与水泥砂浆中的砂灰比有关系数;

水深5米掺铝粉水泥砂浆膨胀，相当1个大气压下的膨胀率7.5%膨胀氯化钙水泥砂浆（水下84Pz粘聚剂）配料成份范围（未加水的干料）为：

600号硅酸盐水泥，36～39.5%（重量）

砂子    63～59.3%（重量）

铝粉    0.007～0.008%（重量）

固体氯化钙    0.9～1.1%（重量）

各组份的总和为    100%（重量）

其中600号硅酸盐水泥为膨胀氯化钙水泥砂浆主液，砂子为骨料，铝粉为膨胀剂，氯化钙为早强剂。

施工时先将600号硅酸盐水泥、砂子、铝粉、固体氯化钙按重量百分比称量好，硅酸盐水泥、砂子、铝粉干料先拌和，固体氯化钙溶解在适量的水中，将混和的干料搅拌成稀粥状，以喷浆泵吸入为准。

水下钢制法兰哈夫套筒，是根据水下灌注施工技术，对膨胀氯化钙水泥砂浆硬化条件，必须具有较适宜的温度条件及水下钢制管爆裂修补现状，经多方论证和比较，进行综合研究设计。膨胀氯化钙水泥砂浆一般在水养护条件下确能达到充分的膨胀，能起到密封填层的作用，它能完全填实哈夫套筒与管道之间的空隙，能使填料迅速通水承压。

钢制法兰哈夫套筒由异径管段拼焊组合，套筒中间段一个直径、两头为同一个直径。异径管段组合是套筒中间段两头截面加焊圆形钢制件过渡吻合，按技术要求尺寸进行加工。法兰哈夫套筒中间段与钢制管道之间留有一定空隙，空隙长度为一节卷焊钢管长度加二分之一角钢加强长度，再加一定量的裕度。套筒两头小径管段与管道之间的空隙，为嵌缝材料橡胶圈直径加搭接铜线径度。法兰连接板与哈夫套筒焊缝处，必须加焊厚三角钢板加强，钢板加强点要适量均布，免造成焊件变形。法兰连接板采用厚度大于哈夫套筒厚度厚钢板制成。