[科普中國]-堵水氣囊

堵水氣囊也稱管道封堵氣囊（Water shut-off airbag）、閉水氣囊、封堵氣囊、充氣管塞，是橡膠和纖維織物等高分子合成材料經(jīng)高溫硫化工藝制成的一種多規(guī)格、多形狀的用于管道、涵洞輸水、排污、除淤維修的用橡膠產(chǎn)品，主要用于排水、污水管道搶修、閉水試驗滲漏檢測，它可在不同管徑、不同平面和不同位置上快速阻斷水流，是地下管道進行輸排水和淤污治理的理想工具。

簡介堵水氣囊又叫管道堵水氣囊，閉水堵，管道封堵氣囊，管道封堵器。堵水氣囊由增強天然橡膠制成，每一個堵水氣囊在交付前，都會在1.5 倍的額定工作壓力和相應(yīng)型號的管徑條件下進行測試。為保證管道封堵氣囊結(jié)構(gòu)的強度，我們采用三倍于管封器額定工作壓力的安全系數(shù)。

工作原理堵水氣囊工作原理就是利用優(yōu)質(zhì)橡膠做成的管道封堵氣囊通過充氣方法使其膨脹，當堵水氣囊內(nèi)的氣體壓力達到規(guī)定要求時，堵水氣囊填滿整個管道斷面，利用管道封堵氣囊壁與管道產(chǎn)生的摩擦力堵住漏水，從而達到目標管段內(nèi)無滲水的目的1。

分類按功能分：

1、管道封堵作業(yè)型：主要用于管道搶修施工。

2、管道檢測作業(yè)型：主要用于管道閉水滲漏檢測。

按使用的原材料分：

1、純橡膠型：采用天然橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠等采用純橡膠制成。

2、復(fù)合橡膠：采用多種合成或天然橡膠加工而成的產(chǎn)品。

3、骨架材料型：采用滌綸、錦綸、尼龍、芳綸等纖維織物表面涂上橡膠或其它材料加工的產(chǎn)品。

按成型工藝分：

1、一次硫化成型工藝：氣囊在硫化罐或其它硫化設(shè)備上通過一次硫化成型的產(chǎn)品。

2、多次硫化成型工藝：一些復(fù)雜的氣囊經(jīng)過一次硫化形不成成品，就采用多次硫化成型的工藝。

3、粘合成型工藝：通過將多組膠片等片材采用黏合材料連接在一起，粘合成型。

4、熱合硫化成型工藝：將氣囊的膠片通過特種高溫壓力設(shè)備將其粘合制成。

按形狀分：

1、圓形；

2、圓柱形；

3、方形；

4、錐形；

5、蛋形；

6、中空圓柱形。

按使用壓力作用分：

1、無壓：適用于一般排水、污水等無壓管道。

2、低壓：適用于一般排水、污水等閉水試壓的管道。

3、中壓：適用于供水管道的帶水作業(yè)的搶修。

4、高壓：適用于石油等有壓管道的維修。

作業(yè)前準備了解工作管段的水流狀況，上游水流來源及管網(wǎng)分布情況，各支線管道來源及水流量情況、作業(yè)口尺寸,與管道調(diào)度部門協(xié)調(diào)、商議、預(yù)定停水、堵水、調(diào)水的方案。包括水分流方案，相關(guān)泵站水壓控制，支管封堵方法。使用器具清單，制訂安全防護措施,根據(jù)施工管段的管道口徑，制作相應(yīng)的鋼制法蘭三通（該三通的用途是施工結(jié)束后封堵氣囊的出口），準備相應(yīng)口徑的法蘭悶板,

無導(dǎo)流孔管道封堵氣囊，第二次試驗在DN200mm口徑的管段內(nèi)實行，采用有導(dǎo)流孔管道封堵氣囊。工作人員佩戴防護面具和安全保護用具，由專人在地面監(jiān)護,測量封堵氣囊進入的管道直徑，確保尺寸在封堵氣囊的使用范圍內(nèi);在插入管道封堵氣囊之前，清潔封堵氣囊其外部以及封堵氣囊即將進入的管道內(nèi)部,將封堵氣囊的一端（帶有氣嘴的一端）用牽引繩拉住，慢慢將封堵氣囊放入管道，放入過程注意管口，避免損壞堵水氣囊。在給堵水氣囊充氣之前，應(yīng)將其完全插入管中，插入氣管，連接好氣壓表和氣泵,啟動氣泵，開始充氣，緩慢打開壓力控制表的氣閥，充氣壓力控制在壓力標的紅色區(qū)外的安全區(qū)域內(nèi)。觀察堵水氣囊的充氣狀況，確認充氣狀態(tài)開始后，工作人員撤離。確保在充氣期間無人在管道附近, 拉緊牽引繩，將繩在枕木上綁扎牢固,通過壓力控制表，觀察堵水氣囊氣壓數(shù)據(jù)，當堵水氣囊氣壓達到技術(shù)規(guī)定數(shù)時，關(guān)閉氣壓控制閥門，充氣結(jié)束。充氣結(jié)束后，20分鐘內(nèi)壓力控制表保持與氣管連接，觀察封堵氣囊壓力的數(shù)據(jù)變化情況，一切正常，即可開始管道施工作業(yè)。管道封堵以及其他作業(yè)中，派專人監(jiān)視檢查封堵氣囊的氣壓，與作業(yè)現(xiàn)場人員保持良好穩(wěn)定的通訊，遇有異情及時報告，確保作業(yè)人員的安全。至此，正常狀態(tài)的堵水作業(yè)試驗已經(jīng)全部完成，進入破壞性操作試驗。實驗前，再次檢查作業(yè)段附近有沒有人員；由于本次試驗的管段閥門關(guān)閉良好，僅有少量的余水，為了模擬以后施工中出現(xiàn)的不間斷流水狀況，我們將來水方向的閥門打開了一點，管道內(nèi)開始進水。5分鐘后，堵水氣囊出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，當即關(guān)閉來水閥門，破壞性試驗結(jié)束。

拆除堵水氣囊前，確認管道內(nèi)沒有其他人員在作業(yè)。檢查牽引繩，必須拉緊拴牢。打開閥門放氣。放氣過程注意觀察水位變化和牽引繩情況。必要時用泵抽管道中的水，以降低封堵氣囊的后部壓力。否則，由于水的壓力，封堵氣囊很可能滑脫。觀察氣壓表，確認封堵氣囊恢復(fù)原狀，拆除封堵氣囊。通過預(yù)先制作好的三通口將封堵氣囊用牽引繩拉出，注意保護封堵氣囊，避免劃傷表面。

正常的堵水作業(yè)中，完全按照廠方提供的操作規(guī)程操作。由于兩次實驗全部是在無水狀態(tài)下進行，順利完成成了操作程序，未發(fā)生意外情況，從開始堵水至正常堵水結(jié)束，時間控制在45分鐘之內(nèi)。由于封堵氣囊堵水應(yīng)用是在有流水狀況下進行，因此，此種狀況下的操作只是驗證了封堵氣囊堵水作業(yè)程序的可操作性以及封堵氣囊堵水操作所需要的時間，無法證明在復(fù)雜的實際情況下，封堵氣囊能否正常工作。

為了模擬現(xiàn)場不間斷漏水的實際情況，我們在兩次實驗中分別打開了來水閥門，檢驗有導(dǎo)流孔和無導(dǎo)流孔兩種封堵氣囊在持續(xù)不斷的漏水中不發(fā)生移動的可能性。從實驗的結(jié)果中，我們可以看到，無導(dǎo)流孔的封堵封堵氣囊在管內(nèi)壓力低于0.1MPa時，封堵氣囊能不發(fā)生移動，且堵漏情況良好，未發(fā)現(xiàn)有漏水情況。但當管內(nèi)壓力大于0.1MPa時，隨著壓力逐漸增高至自由水壓，封堵氣囊在壓力的作用下開始發(fā)生移動，也就是說封堵氣囊堵水的效果沒有了。由于供水管道是有壓管道，當發(fā)生漏水時，密封管段內(nèi)的壓力隨著時間的推移必然會和自由壓力相同，而管道維修施工往往會持續(xù)幾個小時，在這段時間內(nèi)密封管段內(nèi)的壓力早已超過了0.1MPa，因此為確保施工的安全和可操作性，無導(dǎo)流孔的封堵氣囊很難在的供水管道中使用。而在有導(dǎo)流孔的封堵氣囊實驗中，由于導(dǎo)流孔的存在，通過導(dǎo)流孔的排水作用，有效地降低了封堵氣囊與止水閥門之間管道不斷增加的壓力，保證了維修管段的維修時間，使得作業(yè)任務(wù)能有效完成。在實際施工中，通過排污口和消防閥門的減壓，漏水一般不會超過DN50mm口徑的流量，而導(dǎo)流孔的直徑為DN50mm，剛好能抵消不斷增加的水壓，因此帶有導(dǎo)流孔的封堵氣囊在供水管道上是有實用價值的2。

注意事項選購注意事項1、多大管道內(nèi)徑就選對應(yīng)的堵水氣囊產(chǎn)品，不能大不能?。蝗绻艿纼?nèi)有壓力，要告知廠家，有壓力的管道需要加長的堵水氣囊。

2、使用時充氣壓力一定要在規(guī)定的范圍內(nèi)，不要超壓。

施工注意事項1、該處內(nèi)壁有接縫，影響堵水嚴密性。

2、以免堵水氣囊向一側(cè)膨脹，氣壓打不上去，如果繼續(xù)充氣，堵水氣囊會被打破。對于鑄鐵排水管，要求清砂干凈，內(nèi)壁平整，不允許有毛刺，否則會影響堵水密封性，甚至刺破膠囊。各種規(guī)格的堵水氣囊必須在相應(yīng)的管道內(nèi)使用，不能以小代大。

3、為了防止氣囊與膠管脫開，在氣囊和膠管接口處應(yīng)用鐵絲扎緊或用其它方式綁緊。

4、樓面的灌水口（也可以在檢查口）灌水至樓面高度，然后對灌水管道及管件接口逐一檢查，如發(fā)現(xiàn)有漏點，做出記號，排水后進行修復(fù)處理；如為橡膠圈柔性接口，可在滲漏接口帶水緊螺栓修復(fù)。如灌水管道檢查無一滲漏點，則水位可穩(wěn)住，灌水時間延續(xù)15分鐘，保持5分鐘灌水液面不下降為合格。

5、堵水氣囊放氣，然后徐徐抽出堵水氣囊，注意不要使堵水氣囊受損。

6、取出堵水氣囊后，水應(yīng)能很快排走，如下降很慢，說明灌水管段內(nèi)有雜物堵塞，應(yīng)及時清理。

7、堵水氣囊充氣的方法，也可檢查蹲式大便器是否滲漏。將堵水氣囊置于蹲式大便器排水口并充氣，然后在蹲式大便器內(nèi)灌水（水位平便器上沿），如果水位下降，說明沖洗進水接口處有滲漏，或者蹲式大便器下水接口封閉不嚴，或者蹲式大便器本身有滲漏，應(yīng)針對排除.

8、堵水試驗應(yīng)分區(qū)段（層）進行，試驗結(jié)果應(yīng)作出記錄。

管道封堵氣囊使用方法1、預(yù)備：先將堵水氣囊充氣裝置的配件進行組合，做工具漏氣檢查。將堵水氣囊置于盛滿水的水桶中并按住，用氣筒向堵水氣囊充氣，檢查堵水氣囊是否漏氣。

2、打開立管檢查口，將堵水氣囊從此口慢慢向上送入約0.2m，然后向堵水氣囊充氣，使堵水氣囊與管內(nèi)壁緊密接觸屯水不漏為度。操縱職員在下層充氣，上層注水。留意，堵水氣要避免放在立管管件接頭處，原因：

（1）該處內(nèi)壁有接縫，影響堵水嚴密性。

（2）以免堵水氣囊向一側(cè)膨脹，氣壓打不上去，假如繼承充氣，堵水氣囊會被打破。對于鑄鐵排水管，要求清砂干凈，內(nèi)壁平整，不答應(yīng)有毛刺，否則會影響堵水密封性，甚至刺破膠囊。各種規(guī)格的堵水氣囊必需在相應(yīng)的管道內(nèi)使用，不能以小代大。

3、在樓面的注水口（也可以在檢查口）注水至樓面高度，然后對注水管道及管件接口一一檢查，如發(fā)現(xiàn)有漏點，做出記號，排水后進行修復(fù)處理；如為橡膠圈柔性接口，可在滲漏接口帶水緊螺栓修復(fù)。如注水管道檢查無一滲漏點，則水位可穩(wěn)住，注水時間延續(xù)15分鐘，保持5分鐘注水液面不下降為合格。

4、將堵水氣囊放氣，然后垂垂抽出堵水氣囊，留意不要使堵水氣囊受損。

根據(jù)設(shè)計要求每個構(gòu)筑物都必需在其主體結(jié)構(gòu)混凝土達到100%設(shè)計強度后，并在防水層及防腐層施工前進行閉水試驗，用以考核檢修污水處理構(gòu)筑物的滲水量是否達到尺度要求，以免污水滲漏，再次污染環(huán)境，而且也避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋遭受侵蝕，影響結(jié)構(gòu)安全。這期間應(yīng)留意閉水試驗必需用凈水(切忌用污水)，逐池緩慢地放水試驗，發(fā)現(xiàn)滲漏點要做好標記。試水水位應(yīng)放至正常使用的最高水位，經(jīng)三個日夜的觀察、記實，無滲漏再逐步放水3。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)