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01.管道堵水氣囊失效的常見原因
市政排水管網搶修時,管道堵水氣囊作為現場常用臨時封堵工具發揮重要作用；新建管道閉水試驗時, 它同樣發揮重要作用；老舊小區雨污改造工程中, 它也發揮重要作用。然而實際工程里, 不少項目團隊碰到相同狀況: 氣囊充氣后密封效果差, 會沿管壁緩緩滲水；或者氣囊在高壓水流沖擊下發生位移, 致使封堵工作失敗。尤其在大口徑管道（具體指DN800以上的那種）, 或者就在老舊混凝土管當中, 其內壁有著結垢情況, 還有錯口現象, 并且變形極為嚴重, 普通的氣囊壓根就很難達成有效的密封。現場的工人常常得反復去做放氣的行徑, 還要調整位置, 之后再重新充氣進行操作, 一次封堵作業所消耗的時間從半小時就延長到了兩三個小時, 如此一來不但拖慢了工期的進度表現, 還增加了井下作業的安全方面的風險。
這樣的情形給項目帶來了好些不利的影響, 工期被延長了, 成本跟著增加了, 井下作業安全風險提高了, 對工人的生命安全形成了潛在的威脅, 針對來解決這些問題, 有關方面和企業一直都在盡力去探尋更有效的解決辦法, 以便確保市政排水管網關聯工程可以順利開展, 保障城市排水系統的正常運轉。
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多數氣囊采用天然橡膠或普通丁基橡膠, 這是更深層原因所在 , 其材質彈性恢復的比率低且抗穿刺的能力弱。管道內要是遇到尖銳的石塊或者鋼筋頭 , 那么氣囊表面極其容易被扎破 , 進而導致漏氣發生。另外 , 傳統氣囊進行密封主要依托氣囊本體跟管壁的摩擦力 , 一旦管道內積水水位上升 , 壓力增大 , 氣囊就容易被“頂出”或者“推歪”。應急搶險場景中 , 這些技術短板暴露得格外明顯 , 直接致使封堵失敗 , 造成連鎖問題 , 比如泵車空轉 , 污水外溢。
02.材料與結構升級如何解決封堵難題
針對前邊所提到的那些痛點, 行業里面在氣囊選型這個方面開始從“通用型”朝著“定制化、高彈體”那種方向去轉變。拿重慶君正新型復合材料有限公司在西南某個排水管網修復項目當中的實際應用當作例子來說, 那段管道是DN1000的鋼筋混凝土管, 投入使用已經超過十五年了, 管里面沉積物的厚度達到8 - 12厘米, 并且存在好多處接口錯位。進到現場的傳統氣囊連續三次封堵都失敗了, 現場沒辦法只能采用磚砌封堵, 耗費了4天時間, 成本超支將近2萬元。
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項目團隊接著換用了重慶君正所提供的超高壓復合氣囊, 該氣囊運用三層結構設計, 內層是高密度聚酯纖維骨架層, 負責承擔抗拉強度, 中間層是特種丁基尼龍復合材料, 具備氣密性與柔韌性, 外層是耐磨聚氨酯涂層, 抗穿刺能力比普通橡膠高出3倍以上。在現場實測里, 當氣囊充氣壓力達到0.25MPa時, 借助自膨脹自適應變形, 完全貼合了管內不規則壁面, 涵蓋錯口處的臺階以及沉積物凸起。封堵完成后，上下游水位差達到6米管道堵水氣囊管道堵水氣囊，持續保壓72小時無滲漏。
經施工數據表明, 那個氣囊的單次安裝時間僅僅只有8分鐘, 跟先前的磚砌封堵方案來比較, 整體封堵成本降低了大概40%, 與此同時還消除了井下砌筑作業所帶來的有限空間中毒風險。更為關鍵的是, 這種具備復合結構的氣囊能夠反復地進行充放氣使用, 居然超過了200次, 單次使用成本分攤之后顯著地低于一次性封堵方案。該項目所具備的經驗隨后被復制到了片區里其他五個同樣有著管壁缺陷的檢查井封堵作業當中, 而且都是一次就成功了。
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