排水管道非開(kāi)挖修復(fù)預(yù)處理技術(shù)分析

劉衛(wèi)超 辜玉紅

摘 要：非開(kāi)挖修復(fù)管道技術(shù)是指不進(jìn)行地面開(kāi)挖而對(duì)地下管道進(jìn)行修復(fù)的工藝和技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)既保證了排水管網(wǎng)的正常運(yùn)行，又不對(duì)路面進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)交通、環(huán)境產(chǎn)生的影響最小，經(jīng)濟(jì)效益良好，社會(huì)效益得到極大滿足。本文以非開(kāi)挖管道修復(fù)為研究對(duì)象，對(duì)排水管道局部、整體及PVC-U雙平壁纏繞管非開(kāi)挖修復(fù)排水管道進(jìn)行了探討。以此為城市地下管道非開(kāi)挖修復(fù)工程提供指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：排水管道；非開(kāi)挖修復(fù)；PVC-U雙平壁纏繞管

伴隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，排水管道建設(shè)每年增加，排水管網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。排水管網(wǎng)是“城市靜脈”，承擔(dān)著城市污水收集和雨水運(yùn)輸任務(wù)，是城市安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。城市給排水管道系統(tǒng)與其它構(gòu)筑物一樣，越來(lái)越老化，不可避免地受到破壞。管道埋深較大，難以直觀的了解情況，具有不可見(jiàn)性，在地面上無(wú)法了解地下管道的狀況，時(shí)常毫無(wú)征兆地遭到破壞。破壞的后果是運(yùn)行中斷，管道的重建不僅費(fèi)用不菲，還會(huì)帶來(lái)環(huán)境及社會(huì)問(wèn)題。要求最大限度減少管道建設(shè)的開(kāi)挖工作量，最好是零開(kāi)挖量。所以，管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)意義重大。

一、排水管道局部、整體非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)

隨著城市道路的作用日趨重要，城市地下管線的錯(cuò)綜復(fù)雜，使得排水管道的修復(fù)技術(shù)難度增大，尤其是在大城市，城市道路的開(kāi)挖越來(lái)越受限制

1、排水管道局部非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)

嵌補(bǔ)法：在點(diǎn)狀修理中，接縫嵌補(bǔ)是應(yīng)用最早的一種非開(kāi)挖修理方法。 早期的嵌補(bǔ)材料為石棉水泥，屬剛性材料，抗變形能力差。近年來(lái)，化學(xué)材料越來(lái)越多，有環(huán)氧焦油砂漿、聚硫密封膠、聚氨酯等。這些分化學(xué)密封料屬于柔性材料，抗變形能力強(qiáng)，密封效果好。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，修補(bǔ)后對(duì)水流沒(méi)有影響。缺點(diǎn)：施工期長(zhǎng)，耗費(fèi)人工多，質(zhì)量穩(wěn)定性差。雖然嵌補(bǔ)法有這些缺點(diǎn)，但因?yàn)閮r(jià)格便宜，在 1m以上的大管道中還是經(jīng)常被采用。

注漿法：通過(guò)向接口部位和管外土體注漿來(lái)堵塞滲漏是又一種常用的點(diǎn)狀修理方法。注漿材料可分為水泥漿和化學(xué)漿兩種；按注漿管的設(shè)置位置又可分為地面向下注漿和管內(nèi)向外注漿兩種。美國(guó)和日本規(guī)定，嚴(yán)重滲漏的管道不宜采用注漿法，注漿后每隔半年還要進(jìn)行回訪。注漿法經(jīng)常作為一種輔助手段和嵌補(bǔ)法同時(shí)使用。優(yōu)點(diǎn)：修復(fù)缺陷點(diǎn)同時(shí)具有填補(bǔ)土體中的空洞，增強(qiáng)管道基礎(chǔ)承載力的作用。缺點(diǎn)：比較盲目，可靠性比較差。

套環(huán)法：在接口部位安裝止水套環(huán)的一種點(diǎn)狀修理方法。

2、排水管道非開(kāi)挖整體修復(fù)技術(shù)

整體修復(fù)技術(shù)是對(duì)檢查井之間的整段管進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)。采用整體修理可以達(dá)到防腐、防滲，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度甚至整舊如新的目的。總體上看，整體修復(fù)是排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)的主流。按修復(fù)后的管道內(nèi)的內(nèi)襯管和原有舊管之間的結(jié)構(gòu)不同進(jìn)行分類，非開(kāi)挖整體修復(fù)技術(shù)可以分為自立管、復(fù)合管、雙層構(gòu)造管三種類型。

排水管道的非開(kāi)挖整體修復(fù)方法經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)十分豐富。包括現(xiàn)場(chǎng)固化法、螺旋內(nèi)襯法、短管內(nèi)襯法、滑動(dòng)內(nèi)襯法、緊貼內(nèi)襯法、PE灌漿內(nèi)襯法、裂管法和噴漿內(nèi)襯法等。在排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，滑襯法是第一個(gè)被廣泛應(yīng)用于排水管道非開(kāi)挖修復(fù)工程的非開(kāi)挖工法；螺旋內(nèi)襯法憑借其能夠帶水施工的特點(diǎn)在澳大利亞等地方得到廣泛的應(yīng)用；現(xiàn)場(chǎng)固化法（CIPP）是現(xiàn)在世界上應(yīng)用最廣泛的非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)。

二、工程概況

某市政道路西側(cè)排水管道為d800 mm鋼筋混凝土合流管道，是城市廢水排放管道，長(zhǎng)約680 m。沿線有30座檢查井、58個(gè)雨水口，排水主管道主要位于綠化帶下，少部分位于慢車道下。由于常年受大化排放廢水（堿）的侵蝕，排水管道底部破損嚴(yán)重，大部分管道只剩上半部分。由于管道坍塌，大化東門北側(cè)慢車道上出現(xiàn)了3～4 m2的深坑，其他部位也存在不同程度的坍塌，導(dǎo)致排水不暢、綠化樹(shù)木死亡，直接影響了城市形象和道路系統(tǒng)的安全，因此必須對(duì)該管道進(jìn)行徹底修復(fù)。為了減小對(duì)地面其他設(shè)施的影響，采用了在線非開(kāi)挖修復(fù)工藝。

三、施工工藝分析

采用非開(kāi)挖工藝修復(fù)混凝土排水管道，可減小對(duì)路面設(shè)施的影響。PVC-U雙平壁纏繞管具有耐酸堿、抗腐蝕、質(zhì)量輕、施工方便、密封性能好、不滲漏等優(yōu)點(diǎn)，適用于排水管道的非開(kāi)挖修復(fù)。

1、管材的選用及管徑的確定

（1）管材的選用

修復(fù)管材必須耐酸堿、抗腐蝕、管壁薄、內(nèi)徑大，且有足夠的強(qiáng)度和耐磨性、柔韌性，管接口必須是平口連接，有一定的抗拉強(qiáng)度，價(jià)格適中，經(jīng)比選后，確定選用PVC-U雙平壁纏繞管。PVC-U雙平壁纏繞管是一種用特定結(jié)構(gòu)型材纏繞的管材，其管徑大小可根據(jù)需求確定。該產(chǎn)品基材的幾何形狀為方孔、雙壁封閉式結(jié)構(gòu)，從而大大提高了產(chǎn)品的環(huán)剛度，特別是將迷宮式封閉理論應(yīng)用在基材的結(jié)合部位，并施以良好的粘合劑粘結(jié)，從而使纏繞管具有良好的抗?jié)B性，可承受內(nèi)壓力達(dá)0.4MPa。纏繞結(jié)構(gòu)又使該管材在軸線方向形成了仿脊椎體結(jié)構(gòu)，當(dāng)管材因溫度變化及地基沉降而引起管道伸縮、變形時(shí)能夠起到自身補(bǔ)償作用。管材接口采用306樹(shù)脂玻璃布包敷法，對(duì)口后管道兩端用鋼絲刷打毛，將樹(shù)脂均勻涂在管道的表面，用在樹(shù)脂中浸泡的30 cm寬的玻璃布拉緊纏繞15層，固化時(shí)間為20～30 m in。

（2）管徑的確定

PVC-U雙平壁纏繞管內(nèi)壁光滑，其摩阻系數(shù)n為0.007～0.01，按慣例取n=0.009?；炷凉艿纼?nèi)壁粗糙，n=0.014。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用Φ720 mm的PVC—U纏繞管，壁厚為20 mm，內(nèi)徑為680 mm，管道流量大于原管道，符合設(shè)計(jì)要求。

2、施工工藝

施工步驟：打開(kāi)檢查井通風(fēng)—清淤—截流—導(dǎo)流—開(kāi)挖工作坑—穿管—穩(wěn)管—封口—注漿—工作坑處理—拆除截流堰—通水。

（1）通風(fēng)、清淤、確定穿管方案

對(duì)管道實(shí)行強(qiáng)制通風(fēng)，將有毒、有害氣體排出，人工進(jìn)行徹底清淤。管道的淤積深度約為30 cm，淤泥量約為150 m?。將管道中的淤泥及受腐蝕的混凝土清理干凈，查看管道的沉降、錯(cuò)位、平直情況，確定穿管方案。

（2）截流、導(dǎo)流、開(kāi)挖工作坑

施工段有兩處過(guò)路管道，把過(guò)路處檢查井南端截住后，通過(guò)過(guò)路管將水引向道路東側(cè)。如截流段有客水進(jìn)入時(shí)則用潛水泵導(dǎo)流，使本段內(nèi)無(wú)水進(jìn)入。拆除檢查井及前后各一節(jié)排水管，工作坑長(zhǎng)為5 m，寬為1.5 m。

（3）穿管、封口、注漿

PVC-U雙平壁纏繞管（外徑為720 mm）每節(jié)管長(zhǎng)為5 m，將管放入工作坑后再推入混凝土中。穿管時(shí)用Φ15 mm鋼絲繩拴住管道尾部的墊木，在出口檢查井用滑輪導(dǎo)向后，利用機(jī)械設(shè)備牽引至相應(yīng)位置，管道前端套上由薄鐵皮制作的端帽以防止纏繞管在混凝土管中被卡住，穿管過(guò)程中若遇到排水管的局部錯(cuò)位，則采用人工糾偏的方法使管道就位。

封口時(shí)在管端新舊管之間的縫隙中塞填M10的水泥砂漿，在塞填前先抬起管端，盡可能使下部空隙最大。采用人工塞填，塞填深度約為50 cm，要求塞填牢固且嚴(yán)密不漏氣，并抹壓密實(shí)。封口時(shí)在管道兩端分別預(yù)留一個(gè)排氣孔和一個(gè)注漿管（注漿管為Φ50 mm塑料管，排氣孔為Φ20 mm塑料管），排氣孔設(shè)在最高處。封口凝固后，對(duì)新舊管間的縫隙進(jìn)行注漿，使PVC-U管與舊混凝土管成為一體。水泥漿采用商品灰漿，粉煤灰與水泥的比例為30∶70，稠度為14～18 s，要求28 d強(qiáng)度≥10 MPa。在水泥漿中加入緩凝減水劑以延緩凝結(jié)，滿足注漿施工需要。水泥漿從攪拌車放出后進(jìn)入儲(chǔ)漿容器，容器容積約0.2m?，下設(shè)支墩，注漿的水泥漿壓頭約15 kPa。注漿飽滿后即封堵排氣孔和注漿孔?；謴?fù)檢查井，兩側(cè)用素土夯填。最后拆除截流堰、通水。水泥漿的計(jì)算用量和實(shí)際用量基本吻合，可見(jiàn)管間縫隙水泥漿飽滿。注漿凝固后基本無(wú)空鼓。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，排水管道非開(kāi)挖修復(fù)過(guò)程中，由于排水管道存在變形、沉陷、滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷，容易引起管道填埋層產(chǎn)生“流沙”現(xiàn)象，甚至進(jìn)一步坍塌的問(wèn)題。為能夠在排水管道非開(kāi)挖修復(fù)過(guò)程中提供安全可靠的操作空間，需對(duì)修復(fù)排水管道填埋層進(jìn)行預(yù)處理加固。

參考文獻(xiàn)

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