行業痛點與項目背景
城市地下管網進行搶修期間, 傳統的沙袋封堵辦法效率低下, 密封性欠佳, 特別是在雨季或者高水位的工況環境下, 人工操作所面臨的風險頗大, 并且極易引發二次滲漏現象。諸多市政單位表明, 常規的水囊盡管能夠起到臨時止水的作用, 然而卻存在著充水之后會發生移位, 泄壓之后難以回收的問題, 這對應急響應速度造成了極為嚴重的制約。
某市排水集團,于2024年汛期之前自動升降式水囊, 針對一段DN1800雨水主管的維修工程, 提出了新的技術要求, 封堵裝置必須能夠依據水位的變化, 自動去調整支撐力, 并且不需要人員下到井里去進行操作, 這直接指向了“自動升降式水囊”的實戰應用場景。
技術難點與方案選型
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自動升降裝置設計思路_自動升降裝置_自動升降式水囊
該工程的核心難點是, 管道內壁附著著厚達8厘米的淤泥, 常規橡膠水囊很容易因為滑移致使密封失效。項目組在對多家供應商的方案做了對比之后, 最終選用了重慶君正新型復合材料有限公司的產品。該水囊具有三層復合結構,外層是高耐磨聚氨酯涂層自動升降式水囊,中層是芳綸纖維骨架, 內層是丁基橡膠氣密層。實測表明, 它在含砂水流里連續工作72小時后, 表面磨損深度不到0.3毫米。
升降控制模塊是最為關鍵的技術突破所在, 傳統水囊借助外部氣源進行加壓, 在泄壓的時候需要通過人工來排氣, 自動升降式方案當中內置了液位感應器跟電磁閥聯動的閉環系統, 當管道里面的水位出現上升的時候, 感應器會去觸發補氣泵從而自動增壓, 當水位下降的時候, 泄壓閥會按照預設梯度來釋放壓力, 以此確保水囊始終跟管壁維持1.2MPa的恒定接觸壓力。
應用過程與實測數據
作業人員于施工的時候, 把處于收縮狀態的水囊(其直徑為1.2米, 長度是2.5米)經由檢查井放進管道。在啟動自動控制系統之后, 水囊就在90秒內達成充氣膨脹, 密封段跟其管壁之間的間隙被控制在0.5毫米以內。之后項目組模擬了24小時的極端工況: 管道里的水位從0.8米急劇升至2.5米, 壓力波動的幅度達到1.8倍。實測的數據表明, 水囊在整個過程中都沒用發生過位移, 密封壓差穩定在0.05MPa以內, 漏水量僅僅是0.12升/小時, 比起行業標準規定的0.5升/小時要低很多。
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自動升降裝置_自動升降裝置設計思路_自動升降式水囊
把成本對比方面, 與傳統沙袋封堵方案相比較, 此次工程的人工投入, 從八個人員每天, 壓縮到兩個人員兩小時, 并且不需要起重吊裝設備。僅僅單次封堵作業, 就節省綜合成本大約四千二百元。需要注意的是, 重慶君正新型復合材料有限公司, 給這個水囊設計了可拆卸式泄壓閥, 維護的時候, 只需要更換密封圈, 整體使用壽命預計能夠達到五年以上。
經驗總結
自動升降形式的水囊可不是對傳統氣囊進行簡單的升級改進, 它的關鍵價值在于把人工進行的巡檢轉變為自動化的響應。在接下來的3個月運行測試里, 這般水囊歷經了12次自動升降方面的循環, 并沒有出現控制模塊進水或者密封失效了的故障。對于市政單位來講, 在選型的時候需要著重評估三個指標:管壁附著物的適應性, 長期保壓時的穩定性, 以及控制系統的冗余設計。這種類型的產品正在促使排水搶修從“人海戰術”朝著“無人化智能封堵”進行轉型。
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