市政排水管道非开挖修复技术研究及工程应用

市政排水管道非开挖修复技术研究及工程应用

孙志,李洋

淄博叶脉建设有限公司 山东淄博 255038

摘要：随着城市建设的飞速发展，排水管道的建设逐年增加，城市地下管网的规模也逐渐扩大。部分城区管网修建年份较早，由于管道基础老化、污水及有害气体的侵蚀，加上地面荷载等因素，导致管道结构发生破损，甚至出现局部破裂，这些情况严重影响了城市排水的安全运行。采用非开挖管道修复技术实现地下排水管道的修复，对交通、环境影响小。以市政排水管道修复工程为研究对象，分析了非开挖管道修复技术的工程实际应用。排水管道修复施工后，排水管道的充满度得到较大程度地降低，流速得到较大提升，流量略有降低，但对排水性能影响甚微。

关键词：市政排水管道；非开挖；修复技术

引言

由于排水管道管材质量不达标、施工技术水平及管理不规范、管道腐蚀、水土流失和管基沉降等诸多不利影响因素,导致大量管道有严重的结构性或功能性缺陷。为了水环境治理考核目标顺利达标,重点开展排水管网错混接改造、隐患排查修复等一系列工作来保证污水不入河造成水质劣化。

1城市供水管网运营存在的问题

城市供水管网运营存在以下问题。（1）供水管网数据量庞大，且各部分数据独立，没有集成信息平台，更新困难，存在“信息孤岛”。（2）供水管网漏损检测手段缺乏、精度不足，缺乏管道健康状况评估手段。（3）供水管网建设和维修过程中采用明挖施工，对环境、交通等造成了影响。

2非开挖修复技术的优越性

2.1技术优势

可以一次性地解决管道不定时泄漏问题，并且能够保证管道管理安全无隐患；排水管网改建工程中，注重对非开挖修复技术的应用，实际投入成本比较低，大约为新上管道的60%；对非开挖修复技术进行运用，只需要进行局部开挖工作坑，不仅减少了掘路量，而且不会对公共交通环境造成较大的影响；运用非开挖修复技术进行管道连接较为方便，并且不需要进行养护，可以即修即投，整个施工周期也比较短；排水管网改造施工可以采用非开挖修复技术的类型比较多，并且针对不同类型工艺技术适用情况也不尽相同，根据工程实际对这些修复技术进行合理选用，可以取得较好施工效果，并确保排水管网实际运行效能。

2.2施工优势

开展排水管网非开挖修复施工，对交通拥挤的生活区和商业区造成干扰比较小；实际开展施工可以对待修复管线的路由进行有效利用，也就不再需要对路由重新进行申请，相应施工周期也会进一步缩短；非开挖修复施工技术应用，实际操作暴露面比较小，无形中也提高了施工安全性。

3市政排水管道非开挖修复技术应用

以往供水管道的修复，基本采用明挖的方式对漏损管道进行开挖后更换，随着城市精细化管理要求的逐步提高，该工艺已不适应当前城市治理要求。为此，研发了一种高效、环保、低影响的非开挖喷涂管道修复工艺。其工作过程如下：①开挖2个首尾（始发、接收）工作井；②将原管道通过高压水清洗、拉耙管垢及原防腐层等清理管道；③通过一套喷涂设备将聚脲类速凝材料360°喷涂于管道内侧。目前，该喷涂修复工艺可实现DN150-DN500管道5mm漏损空洞的修复，修复材料自身具备一定的结构强度，可承受1.0MPa水压，在增强原有管道结构强度的同时，迅速封堵漏损点，并且喷涂材料环保性突出，可显著降低管道“管垢”的生长；喷涂工艺完成后，材料快速固化，当天修复、当天通水，可延长管道使用寿命30～50a。

3.1管网缺陷排查

排水管道检测与缺陷识别技术主要有CCTV检测、管道潜望镜(QV)检测、声纳检测、红外热成像法等方法,其中QV检测探测距离较短,适用于较短的排水管;声纳检测对结构性缺陷检测有局限性;CCTV检测准确率高,检测方法较成熟,但工作负荷大。现状排水管道出现起伏、变形、破裂、渗漏等诸多现象,造成此现象可能与排水管道管材管质以及管道在施工过程中,由于地基处理、回填压实等施工措施中操作不当等诸多不利因素有关,影响因素不同管道损坏的程度不同,可能是一种也可能是多种结合存在。考虑到现状管道的复杂性与多样性以及各种检测手段的优缺点和局限性,在工程实施过程中可能涉及到多种检测手段或者各种手段结合的方式。

3.2管道修复方案比选

根据排水片区规划,复核现状排水管道的过流能力,管径在满足计算的条件下,管道建设主要任务是维护老旧管道。恢复管道的过流能力、排除因管道缺陷造成地面塌陷等一些安全隐患,实施方案可对管道非开挖修复、非开挖顶管施工和开挖施工3种工艺进行比选。从现场施工条件、工期和造价几方面因素综合比较,在非开挖修复可满足管道功能的条件下,首选非开挖修复工艺,其次再考虑开挖施工和非开挖顶管施工工艺。

3.3非开挖修复工艺

排水管道缺陷错综繁杂、等级不一,因此管道修复方案不具备统一性、规律性,要结合管道缺陷的种类和等级综合确定修复方案,这也使非开挖修复技术更为广泛。目前的非开挖修复技术有热水固化法、紫外光固化法、热塑成型法、机械制螺旋缠绕内衬法、水泥基砂浆喷筑法、碎(裂)管法、短管内衬法、土体固化法、点状原为固化法、不锈钢双胀环、不锈钢快速锁等技术。

3.4短管内衬修复技术

在不开挖路面的前提下，通过检查井，将经过特殊加工的聚乙烯短管推进至管道破损位置，然后在衬管和原管道之间的空隙注入水泥浆，使短管内衬得到稳固，从而实现对破损旧管道的修复。DN300~DN600的排水管道经内衬短管修复后，流速得到极大提升，其中DN300和DN600管道的流速提升超过50%。分析认为，因内衬了PE材质的短管，排水管道内径略有减小，管道流量有所减小。与此同时，充满度得到不同程度地下降，排水流畅。以上数据证明了内衬短管修复技术的有效性。

3.5UV内衬修复技术

UV内衬修复技术用纤维软管作为内衬材料，内衬固化成型后，在管道内表面形成一层坚硬结构，即可完成排水管道的修复。UV内衬在材料的固化方面有所创新，其固化方式为紫外灯照射固化，固化时间大幅缩短。管道修复完成后即可立即恢复使用。DN700~DN1500的排水管道修复后，流速得到较大提升，其中DN700和DN800管道的流速提升超过40%，其他管径的排水管道流速提升在25%~35%之间。固化之后的纤维内衬比较薄，对管径几乎没有影响，排水管道流量不变。充满度得到较大程度地下降，管壁的粗糙系数由0.016下降至0.01，排水流畅。

3.6翻转内衬修复技术

翻转内衬修复技术是利用气压，将装有树脂的纤维软管翻转压入待修复的管道内，有树脂的一面贴附在待修复的排水管道内表面。可使用热水加快固化成型，使内衬成为管壁的一部分，便可恢复排水管道原有的功能。DN1550~DN1750的排水管道经翻转内衬施工修复后，流速的提升幅度在25%~35%之间。软管固化之后内衬比较薄，对管径影响较小，排水管道流量稍微有所降低。同时，充满度得到较大程度的下降，说明翻转内衬技术对修复损伤的排水管道有效。

结束语

非开挖技术在经济效益上明显优于开挖施工。相较于开挖施工，排水管道的管径越小，非开挖修复施工的总费用的优势越明显。同时，非开挖施工对交通、环境的影响小，是排水管道修复工程的首选方案。

参考文献

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