(ANSI/AWWA C602-17 修订版)
美国自来水厂协会标准
公称直径4英寸(100毫米)及以上已安装输水管道的现场水泥砂浆内衬
生效日期:2023年6月1日
首版于1955年6月17日经协会董事会批准发布
本版本于2023年1月12日获批
2023年1月12日经美国国 家标准协会(ANSI)批准
美国自来水厂协会
自1881年起制定ANSI标准
AWWA标准说明
本文件为美国自来水厂协会(AWWA)标准,而非技术规范。AWWA标准仅规定最 低要求,不包含技术规范中通常涵盖的全部工程与管理信息。AWWA标准通常包含多项可选条款,需由标准使用者进行评估确认。除非使用者对每一项可选条款作出明确约定,否则相关产品或服务的技术要求未被完整定义。AWWA发布本标准,不构成对任何产品或产品类型的认可,AWWA亦不会对任何产品进行测试、认证或批准。本标准的使用完全自愿。本标准不取代、优先于或抵触任何政府主管部门发布的适用法律、法规或规范。AWWA标准旨在代表供水行业的共识,即本标准所述产品可提供令人满意的使用性能。当AWWA对本标准进行修订或废止时,相关正式公告将发布于《AWWA期刊》的官方公告板块,相关措施自《AWWA期刊》发布正式公告当月的次月1日起生效。
美国国 家标准说明
一项美国国 家标准的发布,意味着与标准范围和条款密切相关的各方已达成共识。美国国 家标准旨在为制造商、消费者和公众提供指引。无论相关主体是否批准本标准,本标准的发布均不限制其生产、销售、采购或使用不符合本标准的产品、工艺或规程。美国国 家标准会定期复审,提醒使用者获取最 新版本。鼓励依据美国国 家标准生产产品的厂商,自行在广告、宣传材料、标签或标牌上声明产品符合特定美国国 家标准的要求。
警示公告
本标准封面标注的美国国 家标准协会(ANSI)批准日期,代表ANSI审批流程的完成。本美国国 家标准可随时进行修订或废止。ANSI规程要求,自标准发布之日起不超过5年,必须对本标准进行复审确认、修订或废止。标准采购方可致信美国国 家标准协会(地址:美国纽约州纽约市西43街25号4楼,邮编10036)、致电212.642.4900,或发送邮件至info@ansi.org,获取所有标准的最 新信息。
版权声明
版权所有©2023 美国自来水厂协会
美国印刷
未经出版方书面许可,不得以任何形式、任何方式(包括电子扫描、录音、各类信息存储与检索系统)复制或传播本出版物的任何内容,禁止对本材料进行复制和商业使用。相关许可申请与咨询请发送邮件至permissions@awwa.org。
印刷版ISBN-13:978-1-64717-127-8
电子版ISBN-13:978-1-61300-658-0
数字对象标识符(DOI):http://dx.doi.org/10.12999/AWWA.C602.23
委员会人员信息
负责修订本标准的输水钢管制造商技术咨询委员会(SWPMTAC)C602工作组,修订期间人员组成如下:
• 克里斯托弗·沃尔什,主席
• 布鲁斯·J.布里顿,副主席
• H.H.巴尔达基扬,美国加利福尼亚州格伦代尔制造商顾问
• B.J.布里顿,美国马萨诸塞州阿特尔伯勒W.沃尔什公司
• R.J.卡德,美国佐治亚州舒格希尔制造商顾问
• D.W.邓克,美国得克萨斯州大草原城汤普森管道集团
• D.P.埃布纳,美国康涅狄格州沃特敦迈克尔斯公司
• B.D.凯尔,美国犹他州盐湖城西北钢管公司
• J.L.卢卡,美国南卡罗来纳州哥伦比亚美国螺旋焊管公司
• C.J.沃尔什,美国马萨诸塞州阿特尔伯勒W.沃尔什公司
负责本标准评审与批准的AWWA钢管标准委员会,批准期间人员组成如下:
• 小约翰·H.班贝,主席
• 鲍勃·J.卡德,副主席
• 约翰·L.卢卡,秘书
综合利益相关方委员
• S.A.阿尔瑙特(候补),美国得克萨斯州达拉斯斯坦泰克公司
• 小约翰·H.班贝,美国科罗拉多州阿瓦达班贝工程服务公司
• R.J.卡德,美国得克萨斯州休斯顿洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司
• R.L.吉布森,美国得克萨斯州沃斯堡弗里兹-尼科尔斯有限公司
• M.D.戈塞特,美国科罗拉多州丹佛HDR工程有限公司
• M.B.霍斯利(候补),美国堪萨斯州欧弗兰帕克霍斯利工程有限责任公司
• R.伊萨,美国得克萨斯州麦金尼AECOM公司
• C.H.柯比(候补),美国得克萨斯州休斯顿洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司
• R.A.库法斯,加拿大不列颠哥伦比亚省阿伯茨福德挪威腐蚀与检测服务有限公司
• D.L.麦克弗森(候补),美国北卡罗来纳州夏洛特HDR工程有限公司
• A.默多克,美国犹他州盐湖城雅各布斯公司
• R.奥尔特加,美国得克萨斯州休斯顿奥罗拉技术服务公司
• E.S.拉尔夫(联络员,无表决权),美国科罗拉多州丹佛AWWA标准工程师联络官
• A.E.罗默(候补),美国加利福尼亚州奥兰治市AECOM公司
• J.R.斯诺,美国科罗拉多州丹佛斯坦泰克公司
• A.M.斯坦顿,美国加利福尼亚州帕萨迪纳布莱克&维奇公司
• W.R.惠登,美国佛罗里达州温特帕克伍尔珀特公司
生产商委员
• H.H.巴尔达基扬,美国加利福尼亚州格伦代尔顾问
• D.德尚,美国科罗拉多州奥罗拉德尚基础设施服务公司
• D.W.邓克,美国加利福尼亚州里亚尔托汤普森管道集团
• B.D.凯尔,美国犹他州盐湖城西北钢管公司
• J.L.卢卡,美国南卡罗来纳州哥伦比亚美国螺旋焊管公司
• R.D.米尔克(候补),美国北卡罗来纳州罗利西北钢管公司
• G.F.鲁赫蒂(候补),美国佛罗里达州蓬塔戈尔达顾问
• B.P.辛普森(候补),美国阿拉巴马州伯明翰美国铸铁钢管公司
• C.C.松德伯格,美国华盛顿州伊萨夸市唯特利公司
• R.吴(候补),美国得克萨斯州大草原城汤普森管道集团
用户委员
• L.亚当斯,美国科罗拉多州丹佛美国垦务局
• G.A.安徒生,美国纽约州小颈市纽约市供水局
• B.程,加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比大温哥华地区水务局
• B.方丹,美国加利福尼亚州圣迭戈圣迭戈县水务局
• J.福克斯,美国佛罗里达州克利尔沃特坦帕湾水务公司
• J.加西亚(候补),美国加利福尼亚州拉文南加州大都会水区
• S.哈坦,美国得克萨斯州沃斯堡塔兰特地区水务局
• M.洛比克,美国马萨诸塞州斯普林菲尔德斯普林菲尔德给排水委员会
• T.彭,美国加利福尼亚州洛杉矶南加州大都会水区
• G.雷蒙(联络员,无表决权),美国阿肯色州小石城小石城水资源回收局标准委员会联络员
• V.斯库特尔尼库,美国加利福尼亚州洛杉矶洛杉矶水电局
• M.特尼(候补),美国科罗拉多州丹佛丹佛水务公司
目录
所有AWWA标准均遵循下述通用格式,特定标准可能存在少量格式差异。
章节 | 内容 | 页码 |
前言 | ⅶ | |
Ⅰ | 引言 | ⅶ |
Ⅰ.A | 背景 | ⅶ |
Ⅰ.B | 发展历程 | ⅶ |
Ⅰ.C | 认可度 | ⅶ |
Ⅱ | 特殊问题 | ⅶ |
Ⅲ | 本标准的使用 | ⅸ |
Ⅲ.A | 采购方可选条款与替代方案 | ⅸ |
Ⅲ.B | 标准的修改 | ⅸ |
Ⅳ | 主要修订内容 | ⅸ |
Ⅴ | 意见反馈 | ⅹ |
标准正文 | ||
1 | 总则 | 1 |
1.1 | 范围 | 1 |
1.2 | 目的 | 1 |
1.3 | 适用范围 | 2 |
2 | 规范性引用文件 | 2 |
3 | 术语和定义 | 3 |
4 | 技术要求 | 3 |
4.1 | 工艺要求 | 3 |
4.2 | 设备 | 3 |
4.3 | 施工材料 | 3 |
4.4 | 水泥砂浆内衬通用设计 | 4 |
4.5 | 修复管道的施工方法 | 6 |
4.6 | 用户临时供水旁路 | 10 |
4.7 | 附加工程 | 11 |
4.8 | 新建钢管的内衬施工方法 | 11 |
5 | 验证 | 14 |
5.1 | 检验 | 14 |
5.2 | 修复管道的检验 | 15 |
5.3 | 新建钢管的检验 | 16 |
6 | 交付 | 18 |
6.1 | 标识 | 18 |
6.2 | 运输 | 18 |
6.3 | 合规声明书 | 18 |
附图
• 图1 泵送法管道内衬施工用水泥砂浆的标称坍落度
• 图2 机械送料法管道内衬施工用水泥砂浆的坍落度限值
附表
• 表1 现场施工管道水泥砂浆内衬推荐厚度
• 表2 光滑内壁管道的合格性能指标
前言
本前言仅供参考,不构成ANSI/AWWA C602标准的正式条款。
Ⅰ 引言
Ⅰ.A 背景
水泥砂浆内衬可为黑色金属管道内壁提供光滑的表面层,保护管道免受腐蚀和结瘤。若管道在内衬施工前经过规范的清洁和修复,内衬可显著延缓旧管道腐蚀和结瘤问题的复发。此外,内衬可平整管道表面的凹凸缺陷,降低水流摩阻,从而提升管道的输水能力。
1836年,法国科学院首 次报道了水泥砂浆作为供水管道防护内衬的应用;14年后,水泥砂浆内衬的金属薄板管道引入美国。部分早期铺设的管道已持续使用了近一个世纪,但直到20世纪30年代,管道现场内衬施工的实用工艺才被研发出来。
1933年,美国新泽西州泽西市完成了首 次在用管道现场水泥砂浆内衬的现场试验,试验管段为直径72英寸(1830毫米)的短管。试验取得了良好效果,后续为新泽西州纽瓦克市供水的、直径48英寸(1220毫米)的老旧铆接钢管,完成了超27000英尺(8230米)的清洁与内衬施工。内衬施工彻底解决了管道渗漏问题,同时通过平整大尺寸铆钉处的管道内壁,将哈森-威廉姆斯流量系数提升了14个单位(工程师测算值)。
多年来,可通过离心法修复的最小管径为24英寸(600毫米),原因是需要人员随内衬施工机在管道内通行作业。1950年,遥控式离心内衬施工机问世,使得更小口径管道的现场内衬施工成为可能。目前,公称直径4英寸(100毫米)至28英尺(9.2米)的管道,均可实现现场清洁与水泥砂浆内衬施工。
Ⅰ.B 发展历程
美国自来水厂协会(AWWA)首项管道现场水泥砂浆内衬标准,于1939年作为AWWA C205-41(原7A-7-41)《输水钢管用水泥砂浆防护内衬与涂层》的一部分发布。该标准主要针对工厂内的内衬与涂层施工,与现场内衬施工属于完全不同的工艺。因此,1951年,在已故的H.A.普莱斯先生主导下,现场内衬相关内容被单独拆分,并扩充为独立标准。普莱斯先生撰写了新标准的绝大部分内容,该标准即AWWA C602《公称直径16英寸及以上输水管道的现场水泥砂浆内衬》,于1954年获批为试行标准,1955年正式发布。
1962年,普莱斯先生向AWWA输水钢管制造商技术咨询委员会(SWPMTAC)提出,鉴于离心内衬施工工艺的技术进步,已可实现最小4英寸(100毫米)管径的施工,建议对AWWA C602-55进行修订。该任务交由SWPMTAC第8小组委员会执行,修订后的标准于1967年正式通过并发布。
1972年,为匹配现场水泥砂浆内衬的最 新技术水平,委员会再次启动标准修订工作。现场水泥砂浆内衬在新建大口径钢管中的应用日益广泛,委员会也在标准中补充了该应用场景的常规施工规程。本标准后续分别于1976年、1983年、1988年、1995年、2000年、2006年、2011年、2017年完成修订,本版本于2023年1月12日获批。
Ⅰ.C 认可度
1985年5月,美国环境保护署(USEPA)与美国国 家卫生基金会(NSF)牵头的联盟达成合作协议,共同制定自愿性的第三方共识标准,以及饮用水直接和间接添加剂的认证体系。该联盟初始成员还包括水研究基金会(前身为AwwaRF)、州卫生与环境管理者会议(COSHEM),美国自来水厂协会(AWWA)和州饮用水管理者协会(ASDWA)后续加入。
在美国,饮用水接触类产品的监管权限归属于各州*,地方机构可选择制定比州级要求更严格的规定。为评估产品及产品中饮用水添加剂的健康影响,各州和地方机构可参考多项依据,包括:
1. 州或地方机构的专项政策;
2. 由NSF主导制定的四项标准:NSF/ANSI/CAN 60《饮用水处理化学品-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 372《饮用水系统组件-铅含量》、NSF/ANSI/CAN 600《饮用水中化学品的健康效应评估与准则》;
3. 其他参考依据,包括AWWA标准、《食品化学品法典》、《水化学品法典》*,以及州或地方机构认定适用的其他标准。
注:* 美国境外人员应联系当地具有管辖权的主管部门;* 上述两项出版物均可从美国国 家科学院出版社获取,地址:美国华盛顿特区西北区第五大街500号,邮编20001。
多家认证机构可依据NSF/ANSI/CAN 61开展产品认证,各州或地方机构有权在其管辖范围内认可或授权认证机构,不同辖区对认证机构的资质认可存在差异。
NSF/ANSI/CAN 600(此前以附录A《毒理学评审与评估规程》的形式收录于NSF/ANSI/CAN 60和61中),对于USEPA未制定最终最大污染物限值(MCL)的物质,未规定其最大允许浓度(MAL)。非管控污染物的最大允许浓度,基于毒性测试指南(非致癌物)和风险表征方法(致癌物)制定。不同认证机构执行NSF/ANSI/CAN 600规程的具体方式可能存在差异。
ANSI/AWWA C602未对添加剂要求作出规定。本标准使用者应咨询具有管辖权的州或地方机构,以完成以下事项:
1. 确定添加剂相关要求,包括适用的标准;
2. 核实为饮用水接触/处理类产品提供认证的所有机构的认证资质状态;
3. 获取产品认证的最 新信息。
Ⅱ 特殊问题
本标准无本节相关适用内容。
Ⅲ 本标准的使用
AWWA标准使用者有责任确认标准所述产品适用于其拟定的特定应用场景。
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案
采购方应明确以下信息:
1. 采用的标准,即最 新修订版ANSI/AWWA C602《公称直径4英寸(100毫米)及以上已安装输水管道的现场水泥砂浆内衬》;
2. 项目信息:管道的管径、长度、敷设位置,可提供的应附平面与纵断面图;若运行要求有必要,需明确管道停水的时限范围;检修人孔的位置;阀门的位置、类型与规格;连通管道、消火栓支管与用户支管的位置;可能干扰清洁与内衬施工的管件与限制结构的位置;如需设置临时旁路,需明确其位置、管径与接口,以及采购方与施工单位合同范围内的其他管道细节;
3. 采购方提供的服务:明确由采购方实施的服务或现场作业内容,例如:待清洁与内衬管道的定位;管线阀门的拆除与更换;阀门的操作;对隔离待施工管线与供水系统的阀门进行挂牌上锁,防止误开启;切断连通管道的来水;排污口的定位与操作;用户临时旁路的连接与拆除;作业所需许可的办理;用户沟通对接;管道消毒;流量测试实施;
4. 施工单位需实施的附加工作:作业内容说明,包括老旧管道的修复;铆钉头与锁杆纵缝处的内衬加厚;检修开挖处的土方开挖、回填与路面恢复;管道检修口的开启与封闭方法;临时旁路管道的供应、敷设与拆除;主管线或排污阀门的操作;
注:内衬施工前需对老旧管道进行修复的,管道修复工作应由采购方实施,或按采购方与施工单位的合同约定执行。
5. 清洁与内衬施工用水:水源位置、供水方式、可用水量与水压信息;
6. 清洁废水与废弃物的处置:清洁废水、旧内衬及其他废弃物的处置要求,以及主管部门的许可办理相关说明;
7. 允许使用的水泥砂浆材料:对内衬砂浆所用水泥类型或外加剂的偏好与限制要求;
8. 采购方可选条款:采购方在审阅下述对应章节条款后,可指定的可选要求:
a. 是否要求符合NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》;
b. 联邦、州、省、地区和地方要求的细节(第4.3.1节);
c. 水泥选型(第4.3.2节);
d. 外加剂的使用(第4.3.3节、第4.4.1节、第4.4.2节);
e. 砂浆内衬厚度(第4.4.5节);
f. 检修口设置(第4.5.1节);
g. 交通管制(第4.5.1节);
h. 表面光洁度要求(第4.5.4节);
i. 阀门清洁;螺栓与垫片换新(第4.5.6.1节、第4.5.6.2节);
j. 采购方负责养护(第4.5.7.3节);
k. 用户临时供水旁路(第4.6节);
l. 临时旁路的消毒(第4.6.2节);
m. 阀门渗漏处理(第4.7.2节);
n. 新建钢管内衬施工的检修口设置(第4.8.1节);
o. 新建钢管的表面光洁度要求(第4.8.4节);
p. 是否要求合规声明书(第6.3节)。
Ⅲ.B 标准的修改
对本标准条款、定义或术语的任何修改,均需由采购方明确指定。
Ⅳ 主要修订内容
本版本对标准作出的主要修订包括:
1. 更新了前言中第Ⅰ.C节认可度内容,采用了标准委员会最 新规范表述,新增了NSF/ANSI/CAN 372和NSF/ANSI/CAN 600的引用;
2. 在第3章术语和定义中,新增了饮用水的定义;
3. 更新了第4.3.1节材料内容,采用了标准委员会最 新通用规范表述;
4. 修订了第4.3.2节,新增ASTM C595/C595M IL型水泥作为可选水泥类型。
Ⅴ 意见反馈
如您对本标准有任何意见或疑问,可致电AWWA工程与技术服务部303.794.7711;致信至美国科罗拉多州丹佛市西昆西大街6666号,邮编80235-3098;或发送邮件至standards@awwa.org。
ANSI/AWWA C602-23 标准正文
(ANSI/AWWA C602-17 修订版)
美国自来水厂协会
致力于全球最珍贵的水资源
AWWA标准 公称直径4英寸(100毫米)及以上已安装输水管道的现场水泥砂浆内衬
第1章 总则
1.1 范围
本标准规定了公称直径4英寸(100毫米)及以上、已安装的新建与在用钢制、球墨铸铁、铸铁输水管道内壁水泥砂浆内衬的材料与施工要求,以及相关配套作业要求。
施工要求规定:直管段与长半径弯头的内衬施工,应采用可在管道内匀速行进的专用设备完成,该设备可将水泥砂浆涂覆于管道内壁,并配备机械抹光装置,可形成厚度均匀、表面光滑的内衬,且接头处可实现平滑过渡;弯头、异形件与阀门相邻区域的内衬,应采用机械喷涂+人工抹光施工,当机械施工无法实施时,可采用人工施工。
1.2 目的
本标准的目的是规定公称直径4英寸(100毫米)及以上输水管道现场水泥砂浆内衬的最 低要求,包括材料、设计与施工方法。
1.3 适用范围
本标准可在公称直径4英寸(100毫米)及以上输水管道现场水泥砂浆内衬相关技术文件中引用。仅当本文件被明确引用时,本标准条款方生效。
第2章 规范性引用文件
本标准引用了以下文件,其最 新版本在本标准规定范围内构成本标准的组成部分。当出现条款冲突时,以本标准要求为准。
• ANSI*/AWWA C500——《供水系统用金属密封闸阀》
• ANSI/AWWA C504——《橡胶密封蝶阀》
• ANSI/AWWA C509——《供水系统用弹性密封闸阀》
• ASTM† C39/C39M——《圆柱形混凝土试件抗压强度标准试验方法》
• ASTM C40/C40M——《混凝土用细骨料有机杂质标准试验方法》
• ASTM C143/C143M——《水工水泥混凝土坍落度标准试验方法》
• ASTM C150/C150M——《硅酸盐水泥标准规范》
• ASTM C494/C494M——《混凝土用化学外加剂标准规范》
• ASTM C595/C595M——《混合水硬性水泥标准规范》
• ASTM E11——《金属丝编织试验筛布和试验筛标准规范》
注:* 美国国 家标准协会,地址:美国纽约州纽约市西43街25号4楼,邮编10036;† ASTM国际组织,地址:美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯市巴尔港大道100号,邮政信箱C700,邮编19428-2959。
第3章 术语和定义
本标准适用以下术语定义:
1. 施工单位:提供管道铺设与安装所需作业和材料的责任主体。
2. 制造商:生产、加工或制造相关材料与产品的责任主体。
3. 饮用水:可安全、合格地用于饮用和烹饪的水。
4. 采购方:采购待实施的任何材料或作业的个人、公司或机构。
第4章 技术要求
4.1 工艺要求
施工作业应由经过管道现场水泥砂浆内衬施工培训的人员,在具备相关经验的专业人员监督下完成。
4.2 设备
施工单位用于管道内清洁、水泥砂浆涂覆与抹光、内衬养护的设备,其设计、制造与工况,应能满足本标准规定的规程要求,达到本标准规定的性能指标。
4.3 施工材料
4.3.1 材料
材料应符合《安全饮用水法》及适用的联邦、州、省、地区或其他权威法规中关于供水系统的相关要求。
4.3.2 水泥
砂浆用水泥应符合ASTM C150/C150M中的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅴ型要求,或ASTM C595/C595M中的IL型、IL(MS)型、IL(HS)型要求。
4.3.3 外加剂
为改善砂浆的和易性、密实度与强度,施工单位可选用符合ASTM C494/C494M要求的外加剂,外加剂与水泥的配比不得超出ASTM C494/C494M认证测试所用配比。严禁使用对内衬通水后饮用水水质产生有害影响的外加剂。
4.3.4 砂
砂应为惰性颗粒材料,颗粒坚硬、耐久、无包覆层,级配良好,全部通过16目筛网,过100号美国标准筛的量不超过5%(筛网与筛孔尺寸参见ASTM E11)。
4.3.4.1 砂中的有害物质
砂应保持洁净,粉尘、黏土、壤土、团块、页岩、软质或片状颗粒、云母、油脂、碱类及其他有害物质的总质量占比,不得超过砂与有害物质总质量的3%。同时,特定物质还应符合以下限值要求:
物质 | 最大允许质量占比 |
页岩 | 1% |
黏土团块 | 1% |
云母及页岩、黏土团块以外的有害物质 | 2% |
4.3.4.2 有机杂质
砂的显色不得深于ASTM C40/C40M规定配制的“参比标准显色溶液”。
4.3.5 拌合用水
砂浆拌合用水应洁净,不含泥、油、有害剂量的有机物或其他有害物质,必须采用饮用水。
4.4 水泥砂浆内衬通用设计
4.4.1 配合比
内衬用砂浆应由水泥、砂、水充分拌合而成,具备适宜的稠度,可形成密实、均质的内衬,砂浆中也可加入外加剂。
4.4.2 组分比例
内衬砂浆中,水泥与砂的体积比宜为1:1~1:1.5,具体配比应根据所用砂的特性确定。若使用外加剂(第4.3.3节),必须严格按照制造商书面推荐的用量使用。
4.4.3 用水量
拌合用水量应在保证砂浆和易性的前提下取最小值,同时需考虑管道内壁表面的凝结水影响。砂浆拌合完成后、送入内衬施工机前,应定期进行坍落度测试,测试按照ASTM C143/C143M规定执行。内衬施工用水泥砂浆的标称坍落度见图1、图2。
图1 泵送法管道内衬施工用水泥砂浆的标称坍落度
注:管径大于36英寸(900毫米)的管道,坍落度范围应由施工单位提交。
图2 机械送料法管道内衬施工用水泥砂浆的坍落度限值
注:管径大于80英寸(2000毫米)的管道,坍落度范围应由施工单位提交。
4.4.4 拌合
砂浆拌合时长应保证达到最 佳塑性,且必须在初凝前使用完毕。
4.4.5 内衬厚度
4.4.5.1 通用要求
除管道接头或变形处外,内衬厚度应均匀,在允许公差范围内。水泥砂浆内衬厚度应符合表1规定,采购方另有指定的除外。若要求水泥砂浆内衬厚度超过1/2英寸(13毫米),施工单位可选择分层施工。厚度测量设备应由施工单位与采购方共同确认。
表1 现场施工管道水泥砂浆内衬推荐厚度
公称管径范围英寸 (毫米) | 标称厚度密耳 (毫米) | 最小厚度密耳 (毫米) | 最大厚度密耳 (毫米) | 厚度公差密耳(毫米) |
4~10(100~250) | 5/32(4.0) | 3/32(2.4) | 1/4(6.3) | -1/32,+1/32(-0.8,+0.8) |
11~23(280~580) | 3/32(2.4) | 1/16(1.6) | 5/32(4.0) | -1/32,+1/32(-0.8,+0.8) |
24~36(600~900) | 7/32(5.6) | 5/32(4.0) | 3/8(9.5) | -1/32,+1/32(-0.8,+0.8) |
≥36(≥900) | 2/32(1.6) | 5/32(4.0) | 1/2(12.7) | -1/32,+3/32(-0.8,+2.4) |
注:对于严重老化的管道或特殊使用工况,采购方应根据工程判断,指定更厚的内衬厚度。
4.4.5.2 铆钉与锁杆处的厚度
钢管铆钉头顶部与锁杆纵缝处的水泥砂浆内衬厚度,不得小于1/8英寸(3.2毫米),采购方另有指定的除外。
4.5 修复管道的施工方法
4.5.1 检修口通用要求
内衬施工所需的检修口,除采购方另有指定外,应由施工单位负责开设与封闭。交通管制方案应由采购方明确。
4.5.2 管道表面处理
4.5.2.1 内部清洁
待内衬施工的管道内壁,应采用采购方认可的方法清洁,彻底清除腐蚀产物、化学沉积物、旧内衬的松散与老化残留物、油脂,以及积水、污垢、杂物。若管道清洁未采用水冲方式,必要时应对直径2英寸(50毫米)及以下的支管,采用空气或水反冲方式清理。
4.5.2.2 锁杆或铆接钢管
初次清洁后,应对锁杆或铆钉周边区域进行检查,内衬施工前必要时应进行人工清洁。
4.5.3 砂浆内衬的机械施工
4.5.3.1 施工机前方清洁
内衬施工机在管道内行进前,应立即清除表面处理完成后可能堆积的砂、松散砂浆等异物。
4.5.3.2 内衬施工规程
内衬应通过在管道内行进的施工机,分一道或多道涂覆,砂浆均匀分布于直管段与长半径弯头的全断面。砂浆应从施工机后方出料,避免新涂覆的砂浆被污染、划伤。施工机的行进速度与砂浆出料速率应采用机械调控,确保全段内衬表面光滑、厚度均匀。砂浆应密实附着于管道内壁,无有害回弹脱落。
4.5.3.3 铆钉与明缝处的施工规程
公称直径24英寸(600毫米)及以上的钢管,可在内衬施工机行进前,人工对铆钉头行列与钢板搭接处预涂砂浆,保证厚度均匀。必要时,明缝应在内衬施工前用砂浆填实,确保接头处表面平滑过渡。机械内衬施工前,预填砂浆区域应保持湿润,无表面开裂。
4.5.4 表面光洁度
除本标准明确允许人工抹光或不抹光内衬的部位外,水泥砂浆内衬均应采用机械抹光处理。
4.5.4.1 抹光内衬
内衬施工机应配备砂浆机械抹光装置,砂浆的涂覆与抹光均应在施工机后方完成,避免新涂覆、抹光的砂浆受损。抹光装置应保证对内衬施加均匀的压力,形成厚度均匀、表面光滑、无螺旋凸起的内衬。公称直径24英寸(600毫米)及以上的管道,当日施工完成的机械涂覆抹光内衬,其成品表面应按照第4.5.4.1.1节规定检验,并满足第5.2.7节的性能指标要求。
4.5.4.1.1 检验规程
公称直径24英寸(600毫米)及以上、当日完成内衬抹光施工的管段,应按照采购方与施工单位共同确认的预定抽样方法,在直管段选取10个测点。每个测点处,将12英寸(300毫米)的直尺沿管道轴线平行放置。10个测点中,至少9个测点的内衬表面与直尺之间的最大间隙,应满足:工况良好的光滑内壁管道不超过1/32英寸(0.8毫米),内壁粗糙或不平整的管道不超过1/8英寸(3.2毫米)。本测试不适用于未内衬管道本身过于粗糙/不平整、机械内衬无法达到公差要求的部位。
4.5.4.2 不抹光内衬
成品表面应光滑、规整,允许出现类似橘皮的轻微麻面外观,严禁因施工机行进速率不均造成的凸起棱边或厚度不均。
4.5.4.2.1 不抹光内衬的允许适用场景
盲端管段、严重失圆的管道,以及公称直径20英寸(500毫米)及以下、包含错口接头、急弯弯头与折角的管段,可采用不抹光水泥砂浆内衬。
4.5.5 砂浆内衬的人工施工
人工涂覆的砂浆表面应平整,与相邻机械施工内衬实现平滑过渡。
4.5.5.1 人工施工适用场景
公称直径24英寸(600毫米)及以上的管道,急弯弯头、异形件、阀门紧邻区域等机械内衬施工无法实施的部位,应采用人工施工。本标准允许通过人工施工对任何缺陷进行修补。
4.5.5.2 材料
人工施工用水泥砂浆,应与机械施工内衬所用材料一致。
4.5.5.3 清洁
待内衬施工区域应按照第4.5.2节规定清洁,人工涂覆砂浆前,必要时应洒水湿润基层表面。
4.5.5.4 抹光
除弯头部位外,人工水泥砂浆涂覆应采用钢制抹光刀施工。人工抹光区域的外边缘可采用毛刷处理,降低与相邻内衬的搭接错台。
4.5.5.5 施工时限
一个管段的机械内衬施工完成后,该区域的人工收面作业应在24小时内完成。必要时,应暂停或停止机械内衬施工,确保符合该时限要求。
4.5.6 支管与用户连接口的特殊要求
内衬施工不得堵塞待施工管道上的支管与接口。
4.5.6.1 公称直径小于24英寸(600毫米)的管道
砂浆内衬涂覆完成后、终凝前,必要时或按采购方要求,应对直径2英寸(50毫米)及以下的支管与用户接口,采用空气或水反冲清理,反冲作业不得损伤新涂覆的内衬。无需清洁与内衬的支管,无需开挖。内衬施工机通过后,施工单位应对主管线阀门的内部进行清洁;经采购方批准,施工单位可拆除主管线闸阀的阀盖与闸板完成清洁,完成后恢复安装;必要时,施工单位可经采购方批准,从主管线拆除蝶阀,内衬作业完成后重新安装。阀盖或阀门更换所用的新螺栓与垫片,应符合对应AWWA阀门标准(ANSI/AWWA C500、C504、C509)的要求,由施工单位供应。
4.5.6.2 公称直径24英寸(600毫米)及以上的管道
内衬施工前,管道上的排气阀、排污口、人孔、附属设施开口,以及支管与接口,应采用适配的装置临时封堵,防止水泥砂浆进入。后续拆除封堵装置时,不得损伤水泥砂浆内衬。管道内作业无法实施时,施工单位可通过冲洗清理连通管道,并经采购方批准后,通过拆除阀盖与闸板的方式清洁闸阀;必要时,施工单位可经采购方批准,从主管线拆除蝶阀。阀盖或阀门更换所用的新螺栓与垫片,应符合对应AWWA阀门标准的要求,由施工单位供应。
4.5.7 养护
4.5.7.1 通用要求
一个管段的砂浆内衬机械施工完成后,应立即启动养护作业。管段的所有开口应采用气密盖板封闭,直至管道充水前,内衬应始终保持湿润状态。
4.5.7.2 施工单位负责养护
一个管段内衬施工全部完成后,施工单位负责砂浆内衬的养护,直至采购方完成管道充水,或内衬通过采购方验收,最长养护周期不超过7天。
4.5.7.3 采购方负责养护
内衬施工作业完成后,采购方应尽快以不损伤内衬的方式对管道进行充水。除管道纵坡变化产生的压力外,内衬施工完成至少24小时内,管段不得承受任何压力。除采购方另有指定外,管道充水由采购方负责实施。
4.5.7.4 外部洒水
在内衬施工、抹光与养护期间,若施工单位或采购方判定为防止内衬开裂有必要,应对阳光直射的管道外壁,在日间进行洒水养护。
4.6 用户临时供水旁路
4.6.1 总则
待清洁与内衬施工的管道,为保障沿线用户的持续供水,可能需要设置临时旁路设施。旁路系统的设计由采购方负责,包括旁路管道布置、需保障供水的用户、特定位置的旁路管道公称直径,以及临时消防栓的类型与位置。施工单位应按采购方的指定要求,负责临时旁路管道的供应、安装、维护与拆除。
4.6.2 管道与材料
临时旁路管道、用户支管与接口连接所用的管道、软管及其他材料,由施工单位供应,材料应能承受设计压力与其他使用工况,管道与管件应具备水密性,投用前必须进行消毒,消毒作业由施工单位实施。
4.6.3 施工规程
临时旁路设施应配备软管,以及通往每个用户接口的必要出水口与管件。施工单位应负责临时旁路管线的安装、维护,确保其安全、可正常运行。主管线恢复供水后,施工单位应拆除临时旁路及相关设施,保持作业现场整洁有序。
4.6.4 临时旁路供水
采购方负责保障旁路系统供水的水压与水量充足,并提供旁路可连接的取水口或其他适配的供水点。若附近无消火栓或地上取水口可用于旁路连接,采购方应按需在管网上增设出水口,或指令施工单位完成接口安装。
4.6.5 用户临时连接
任何影响用户供水的作业启动前,施工单位应提前通知采购方,以便采购方告知相关用户。用户支管的停水作业、旁路管线与用户支管的连接作业,由施工单位实施。采购方有要求时,需开挖、切割、开孔的旁路供水接口,也由施工单位实施。管道清洁与内衬施工完成后,施工单位应采用空气或水反冲清理用户支管;若因无法进入用户场所导致支管无法清理,施工单位应在主管线处开挖清理支管。用户供水的恢复,包括从旁路系统断开、重新接入主管线,由施工单位负责。
4.7 附加工程
4.7.1 障碍物
管道内阻碍清洁或内衬施工设备通行的障碍物,由施工单位负责清除,包括但不限于:
1. 采购方提供的图纸未标注的弯头、异径管、阀门或其他管件;
2. 超量灌注的铅封接头;
3. 管壁变形、管道失圆或管道缺陷;
4. 突出的支管与用户接口;
5. 内部拉杆;
6. 连续错口接头。
4.7.2 渗漏阀门
内衬施工完成前,采购方应负责防止既有接口的来水进入管道。渗漏的支线阀门一经发现,采购方应立即负责维修或更换。采购方可要求施工单位实际实施维修更换作业;即便未提出该要求,若采购方未立即采取措施,施工单位有权在渗漏阀门的单侧或双侧开挖、切断管道,制止渗漏。
4.8 新建钢管的内衬施工方法
4.8.1 内衬施工检修口
内衬施工期间,施工单位可利用现有的人孔、法兰接口、检修孔作为检修口与材料进料口,检修口的拆除与恢复按采购方指定要求执行。检修口及相邻区域的水泥砂浆内衬,可采用机械或人工方式施工。现场水泥砂浆内衬施工的管道检修,可通过以下一种或多种方式实现:
1. 临时预留短段“可抽出”管道;
2. 内衬施工全部完成后,再安装管道封闭段;
3. 在已安装的管道上开设“半帽型”检修口;
4. 在已安装的管道上开设临时进料人孔。
4.8.2 管道表面处理
水泥砂浆内衬施工前,应对管道内壁进行清洁,清除油污、油脂与积水,去除新管道内壁的松散氧化皮、污垢、锈迹与施工杂物。大口径管道可采用硬质街道扫帚清理,小口径管道可采用拖刷清理,无需进行抛丸或喷砂处理。
4.8.3 水泥砂浆内衬的机械施工
4.8.3.1 施工机前方清洁
内衬施工机在管道内行进前,应立即清除砂、松散砂浆、污垢、杂物等异物。
4.8.3.2 内衬施工规程
内衬应通过在管道内行进的施工机,分一道或多道涂覆,砂浆均匀分布于直管段与长半径弯头的全断面。砂浆应从施工机后方出料,避免新涂覆的砂浆被污染、划伤。施工机的行进速度与砂浆出料速率应采用机械调控,确保全段内衬表面光滑、厚度均匀。砂浆应密实附着于管道内壁,无有害回弹脱落。
4.8.3.3 接头处施工规程
必要时,接头应在内衬施工前用砂浆填实,确保接头处表面平滑过渡。机械内衬施工前,预填砂浆区域应保持湿润,无表面开裂。
4.8.4 表面光洁度
除本标准明确允许人工抹光或不抹光内衬的部位外,本标准所述管径的管道水泥砂浆内衬,均应采用机械抹光处理。
4.8.4.1 抹光内衬
内衬施工机应配备砂浆机械抹光装置,砂浆的涂覆与抹光均应在施工机后方完成,避免新涂覆、抹光的砂浆受损。抹光装置应保证对内衬施加均匀的压力,形成厚度均匀、表面光滑、无螺旋凸起的内衬。
公称直径24英寸(600毫米)及以上的管道,机械涂覆抹光内衬的成品表面,应按照第4.5.4.1.1节规定检验,并满足第5.2.7节的性能指标要求;公称直径小于24英寸(600毫米)的管道,机械涂覆抹光内衬的成品表面,应按照第5.2.4.1节规定检验,并满足第5.2.7节的性能指标要求。
4.8.4.2 不抹光内衬
成品表面应光滑、规整,允许出现类似橘皮的轻微麻面外观,严禁因施工机行进速率不均造成的凸起棱边或厚度不均。
4.8.4.2.1 不抹光内衬的允许适用场景
管道严重失圆的管段,可采用不抹光水泥砂浆内衬。
4.8.5 水泥砂浆内衬的人工施工
人工涂覆的砂浆表面应平整,与相邻机械施工内衬实现平滑过渡。
4.8.5.1 人工施工适用场景
公称直径24英寸(600毫米)及以上的管道,急弯弯头、异形件、阀门紧邻区域等机械内衬施工无法实施的部位,应采用人工施工。
4.8.5.2 材料
人工施工用水泥砂浆,应与机械施工内衬所用材料一致。
4.8.5.3 清洁
待内衬施工区域应按照第4.8.2节规定清洁,人工涂覆砂浆前,必要时应洒水湿润基层表面。
4.8.5.4 抹光
除弯头部位外,人工水泥砂浆涂覆应采用钢制抹光刀施工。人工抹光区域的外边缘可采用毛刷处理,降低与相邻内衬的搭接错台。
4.8.5.5 施工时限
一个管段的机械内衬施工完成后,该区域的人工收面作业应在24小时内完成。必要时,应暂停或停止机械内衬施工,确保符合该时限要求。
4.8.6 开口处的特殊要求
内衬施工不得堵塞待施工管道上的支管与接口。管道上的人孔、出水口、排污口等开口,应采用可拆除的盖板或其他适配装置临时封闭,防止水泥砂浆进入。内衬施工完成后,施工单位应拆除这些封闭装置,并修复过程中造成的内衬损伤。
4.8.7 养护
4.8.7.1 通用要求
一个管段的水泥砂浆内衬机械施工完成后,应立即启动养护作业。管段的所有开口应采用气密盖板封闭,直至管道充水前,内衬应始终保持湿润状态。
4.8.7.2 施工单位负责养护
一个管段内衬施工全部完成后,施工单位负责水泥砂浆内衬的规范养护,直至采购方完成管道充水,或内衬通过采购方验收,最长养护周期不超过7天。
4.8.7.3 采购方负责养护
内衬施工作业完成后,采购方应尽快以不损伤内衬的方式对管道进行充水。除管道纵坡变化产生的压力外,内衬施工完成至少24小时内,管段不得承受任何压力。管道充水由采购方负责实施。
4.8.7.4 外部洒水
在内衬施工、抹光与养护期间,应对阳光直射的管道外壁日间进行洒水保湿,防止内衬开裂。
第5章 验证
5.1 检验
所供应的材料与实施的作业均应接受检验。施工单位应为采购方提供材料与工艺检验所需的样品及合理协助。
5.1.1 取样与测试频次
每个施工班次,应至少制作2组标准砂浆试块,用于满足第5.1.2节的质量控制要求。
5.1.2 水泥砂浆内衬强度
水泥砂浆测试试块的制作与测试应符合ASTM C39/C39M规定,28天抗压强度最 低应达到4500 psi(31 MPa)。未达到本标准强度要求的水泥砂浆内衬,可予以拒收。
5.2 修复管道的检验
5.2.1 采购方与施工单位的责任
水泥砂浆内衬施工的全流程,可由采购方进行全程监督检验,但该检验不免除施工单位按照本标准供应材料、实施作业的责任。
5.2.2 准入权
采购方可自由进入与本标准规定的材料供应、作业实施相关的所有区域、场所与设施。
5.2.3 施工单位配合义务
施工单位应为采购方履行检验职责提供合理协助,尤其是提供所用材料的相关信息与工程进度情况。
5.2.4 管道检验规程
水泥砂浆内衬施工完成后,采购方可对管道进行检验,识别内衬缺陷区域、评定内衬质量,确认是否符合本标准要求。
5.2.4.1 小口径管道检验规程
公称内径小于24英寸(600毫米)、人员无法进入的管道,内衬检验可采用闭路视频录像方式,或通过强光、反光镜从衬后管段的两端进行观测,采购方可通过目视检查评定内衬质量。条件允许时,公称内径小于24英寸(600毫米)的管道,可在内衬初凝前由采购方完成检验(初凝后的缺陷水泥砂浆内衬,已不具备可拆除性)。
5.2.4.2 大口径管道检验规程
公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道,采购方可对衬后管道内壁进行人工目视检查,评定内衬质量、识别需修复的内衬缺陷区域。实体检查应严格遵守受限空间作业的相关安全规范。
5.2.5 缺陷内衬
水泥砂浆内衬的缺陷包括但不限于:砂囊、空洞、砂量过多区域、内衬厚度低于规定值的区域、表面光洁度不合格区域。养护干燥后,水泥砂浆内衬与钢管管壁之间的收缩脱离,是水泥砂浆内衬的固有特性;管道通水后,砂浆内衬会发生体积膨胀,绝大部分干燥收缩可自行恢复。
5.2.6 缺陷内衬的修复
5.2.6.1 公称内径小于24英寸(600毫米)的管道
公称内径小于24英寸(600毫米)的管道,内衬初凝前发现的缺陷,应将该管段的缺陷内衬全部清除,重新进行内衬施工。初凝后判定不合格的缺陷内衬,应由采购方会同施工单位确定最实用的方法进行修复。
5.2.6.2 公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道
公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道,内衬缺陷应进行修复。小面积缺陷区域,应人工清除缺陷内衬后,重新涂覆水泥砂浆;覆盖管道全断面的缺陷区域,条件允许时应采用机械方式重新内衬施工。
5.2.7 表面光洁度性能指标
哈森-威廉姆斯C系数(Chw)是评定水泥砂浆内衬表面光洁度、修复管道输水能力恢复情况的通用合格判定指标,具体要求见表2。
表2 光滑内壁管道的合格性能指标
管道公称内径 | 最 低哈森-威廉姆斯C系数* | |
英寸 | 毫米 | |
4 | 100 | 90 |
6 | 150 | 100 |
8 | 200 | 110 |
10 | 250 | 115 |
12 | 300 | 120 |
14~20 | 350~500 | 125 |
>20 | >500 | 130 |
注:* 基于水泥砂浆内衬施工前的管道公称内径计算。
5.3 新建钢管的检验
5.3.1 采购方与施工单位的责任
水泥砂浆内衬施工的全流程,可由采购方进行全程监督检验,但该检验不免除施工单位按照本标准供应材料、实施作业的责任。
5.3.2 准入权
采购方可自由进入与本标准规定的材料供应、作业实施相关的所有区域、场所与设施。
5.3.3 施工单位配合义务
施工单位应为采购方履行检验职责提供合理协助,尤其是提供所用材料的相关信息与工程进度情况。
5.3.4 管道检验规程
水泥砂浆内衬施工完成后,采购方可对管道进行检验,识别内衬缺陷区域、评定内衬质量,确认是否符合本标准要求。
5.3.4.1 小口径管道检验规程
公称内径小于24英寸(600毫米)、人员无法进入的管道,内衬检验可采用闭路视频录像方式,或通过强光、反光镜从衬后管段的两端进行观测,采购方可通过目视检查评定内衬质量。条件允许时,公称内径小于24英寸(600毫米)的管道,可在内衬初凝前由采购方完成检验(初凝后的缺陷水泥砂浆内衬,已不具备可拆除性)。
5.3.4.2 大口径管道检验规程
公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道,采购方可对衬后管道内壁进行人工目视检查,评定内衬质量、识别需修复的内衬缺陷区域。实体检查应严格遵守受限空间作业的相关安全规范。
5.3.5 缺陷内衬
水泥砂浆内衬的缺陷包括但不限于:砂囊、空洞、砂量过多区域、内衬厚度低于规定值的区域、表面光洁度不合格区域。养护干燥后,水泥砂浆内衬与钢管管壁之间的收缩脱离,是水泥砂浆内衬的固有特性;管道通水后,砂浆内衬会发生体积膨胀,绝大部分干燥收缩可自行恢复。
5.3.6 缺陷内衬的修复
5.3.6.1 公称内径小于24英寸(600毫米)的管道
公称内径小于24英寸(600毫米)的管道,内衬初凝前发现的缺陷,应将该管段的缺陷内衬全部清除,重新进行内衬施工。初凝后判定不合格的缺陷内衬,应由采购方会同施工单位确定最实用的方法进行修复。
5.3.6.2 公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道
公称内径24英寸(600毫米)及以上的管道,内衬缺陷应进行修复。小面积缺陷区域,应人工清除缺陷内衬后,重新涂覆水泥砂浆;覆盖管道全断面的缺陷区域,条件允许时应采用机械方式重新内衬施工。
5.3.6.2.1 内衬裂缝
砂浆内衬中宽度小于1/32英寸(0.8毫米)的温缩与干缩裂缝,无需修复;宽度超过1/32英寸(0.8毫米)的裂缝,若能向采购方证明裂缝可在持续浸水后发生自愈合,也无需修复。自愈合过程可通过任何能保持管道内衬持续湿润的方式验证。
5.3.7 内衬防护
应采取一切必要措施防止内衬受损。项目完工前的任何阶段,若施工单位造成内衬损伤,应按照本标准要求进行修复。
5.3.8 表面光洁度性能指标
哈森-威廉姆斯C系数(Chw)是评定管道水泥砂浆内衬表面光洁度的通用合格判定指标,具体要求见表2。
第6章 交付
6.1 标识
本标准无本节相关适用内容。
6.2 运输
本标准无本节相关适用内容。
6.3 合规声明书
采购方可要求施工单位提供合规声明书或材料测试报告,证明所用材料符合本标准的相关要求。
美国自来水厂协会
地址:美国科罗拉多州丹佛市西昆西大街6666号,邮编80235-3098
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