污水管道的非开挖修复技术

作者：何维义

来源：《商品与质量·建筑与发展》2014年第07期

        【摘 要】 随着现代工业的发展，污水管道无论是在人们日常的生活中还是在现代城市建设的建设中都显得越来越重要。而大量的污水管道在投入运营5～15年之后，都会发生不同程度的损坏。本文主要就是针对污水管道的非开挖修复技术来进行分析。

        【关键词】 污水管道；非开挖；修复

        引言：

        在城市所有的地下管线中，为避开各类管线的相互交叉，污水管道往往埋设最深。在平原地区，一般2～3km设置一座污水提升泵站。从1995年开始，苏州地区的污水管道接口全面采用柔性接口。从1999年开始，口径小于且等于400的全面改用柔性管材。相比之前的刚性接口管道，大大减少了污水的渗出及地下水的渗入。但污水管道所处的土层很多位于粉砂土或亚砂土层，由于管道接口的质量不过关或施工原因，或多或少会造成接口漏水。故对于污水管道，非开挖修复技术近年来应用的十分广泛。

        1、管道的腐蚀分类及原因

        1.1管道病害分为结构性病害和功能性病害

        其中结构性病害主要有：橡胶圈脱落、腐蚀、渗漏、脱节、错口、变形以及破损等等；功能性病害主要有：管道穿越、障碍物、洼水、树根以及沉淀等等。

        1.2管道病害的主要原因

        （1）管道在承插口處的密封材料老化或是脱落，在接口之处就会发生泄露；（2）随着城市建设不断的发展，道路的扩建以及整修，地下水位的变化等等均会造成地面的不均匀下沉，使得原先铺设的管道也随之相继的出现不均匀的沉降，从而就会造成接头之处被掰开缝隙所造成的管道泄露；（3）各种工程建设的施工对于管道的机械性破坏。（4）在软基处理的地段，由于道路沉降稳定的时间根本就不足，就急于的进行施工，这样一来，就会使得管道在建设不久之后由于沉降严重所造成的管道发生损坏。从上述情况就可以看出来：管道所存在的问题并不是整体性的，仅仅只是由于个别的原因所造成管道的整体失效。

        2、非开挖管道修复技术

        2.1内衬法

        传统内衬法也被称为插管法，再将比等径的塑料管或是原管道的直径小直接插到原管道之内，在新旧管道之间的环形间隙里进行灌浆，给予固结，这样就会形成一种管中管的管道结构，将金属材料的机械性能与塑料管道的防腐性能可以合二为一，从而就可以改进管道的工作性能。其中使用最早的就是传统的内衬法，这比较适用于各种地下管道的修复。新管可以是由聚乙烯管预先的对焊所成的连续性长管，同时也可以是一节一节的短塑料管等等，在工作坑连接之后分别的送入到旧管道之内。传统的内衬法的优点就是施工非常的简单，对于工作人员的技术要求也是比较低的；施工的速度比较快；根本就不需要专用的设备，工成本低、投资少；完全可以适应大曲率半径的弯管。但是缺点就是过流断面受损失比较大，但是管径比较大的时候影响是比较小的；环形间隙要求灌浆；需要开挖一条导向槽（连续管法）；分支管的连接点得开挖进行；通常只适用于圆形断面的管道。

        改进的内衬法的优点是不需要灌浆，施工速度快；过流断面的损失很小；可适用于大曲率半径的弯管；可进行长距离修复。缺点是分支管的连接需要开挖进行；旧管的结构性破坏会导致施工困难；只适用于修复直圆形管道。

        它包括冷轧法、热拔法和变形法。利用PE或PVC管的性能，将管的直径在插入旧管之前暂时变小或改变形状，插入后新管膨胀，与旧管贴合在一起形成紧密连结，避免了传统内衬法在新旧管的环空内灌浆的需要。冷轧法和热拔法的暂时缩径，既可通过机械轧制（冷轧法），也可在一个已缩径的模具上拉拔得到（热拔法）。对变形法，管在挤压后很快变形和折叠，并缠绕在一滚筒上，插入旧管内，在蒸汽的作用下膨胀而与旧管形成紧密结合。

        2.2换位修复

        根据道路红线内所有地下管线资料的情况，可以找到新的位置。用重新施工管道来替换原来损坏的管道称为换位修复。

        我们以某区的A大道为例，利用CCTV对该道路的污水主管及支管进行了全部检测，形成了《某园区A大道污水管道CCTV检测评估报告》。污水管材料：PVC；污水管管径：干管DN1000，支管DN400；污水管损坏程度：约58%管段；污水管检测结果：管壁及管接口较多处出现了点漏或线漏，部分管道挤压变形并且管内存积有少量的淤泥。

        2.2.1管道损坏可能性分析

        1）污水管道埋设较深，污水管管材强度不够；2）污水管道基础位于砂性土层，管道基础底漏砂；3）污水管道接口未施工完好；4）污水管道施工回填碾压问题。

        2.2.2管道功能型影响

        1）管道漏水，导致污水管网内进入了大量地下水；2）因挤压变形，管道过水使横截面减小，以致管道流量减小；3）管道若不及时修复会对地面造成影响。根据此报告，污水管道必须尽快进行修复。在对道路红线内地下管线的分析后，道路西侧4m的绿化控制带可以作为换位修复的位置。由于埋设8m多深，为减少对建成道路的影响，可采用换位顶管的修复方案。因西侧土地还未拍卖，故临时可借用。在d1000钢筋砼干管顶管结束后，再对破损的各支管进行拖管施工切换接驳点。待所有管道修复完成后，再对老管道进行填塞处理。

        2.3原管位修复

        在城市大多数的道路下，地下空间位置相对很紧张，找不到新的管位重新铺设管道。近年来，原管位修复污水管道得到了很大的发展。

        2.3.1涂层法

        适用于直径800mm以上，以防腐、防渗为修复目的。

        某区域内的d2000污水干管，管材为钢筋混凝土，已使用了16年。内壁腐蚀严重，局部钢筋外露，见图1所示。

        因该管道无法长时间断水，经综合比较，决定采用涂层法修复该污水干管。现在该工程已完工，修复后的效果达到了管道正常使用功能。

        2.3.2 CIPP翻转法

        主要施工原理为，根据现场的实际情况在工厂内按设计制造内衬软管，然后灌浸热硬化性树脂制成树脂软管。施工时，将树脂软管和加热用温水输送管翻转插入辅助内衬管内。某园区污水管道建设于上世纪90年代，管径为DN400。钢筋混凝土管道为刚性接口，经20年的使用，在污水管道的普查中发现有地下水渗入现象，局部位置有渗漏现象。由于管道位于该道路的快车道，车辆来往频繁，交通情况复杂。管道的埋深在4m，如果采用大开挖修复需要封道，对周围交通以及生活环境将造成很大影响。针对上述情况，拟定对该管道采用翻转法CIPP技术进行整体内衬修复施工方案。

        2.3.3拖拉管内衬法

        此方法适用于原管接口多处漏水，但原管强度仍满足要求，缩小的内衬管道的流量也满足该片区污水的污放要求。

        某园区污水管道同样建设于上世纪90年代，管径为DN800-DN1000。钢筋混凝土管道为刚性接口，管壁及管道接口已有多处出现了漏点。并且管内存积有大量的淤泥，管道已无法满足正常的运行要求。根据对该区域污水量的重新核算，DN600的管径也能满足污水污放要求。因此在2012年，采用大管内拖小管的拖拉管内衬法来修复此段污水管道。

        内衬材料选用的630mm、PE100级、SDR21、壁厚30mm、公称压力为0.8Mpa的PE直壁管。PE管是一种改性热可塑性材料，这种材料具有良好的物理化学特性。特别是具有突出的耐磨性，使用寿命长达50年。当整个内管施工完成后，在两管空隙内填入水泥浆液。

        2.3.4原位拖管法

        适用于原管管径≤600mm，管材为塑料管的管道修复。

        某园区新园路污水管道，管径为400mm，设计管材为UPVC加筋管。在2008年竣工不到一年的时间里，发现路面有塌陷情况。养护方立即进行了CCTV进污水管道的检测，发现管道的质量有问题。管道本身已开裂压扁，存在多处漏水现象。因该道路路幅宽度内无多余的管位进行换位修复，原施工单位找到上海一家技术较先进的施工单位，在原管位上重新拖入一根400mm的污水管道，管材选用PE直壁管。与普通的拖管设备不同之处在于扩孔机头，该机头可以将原塑料管涨开破碎。管道施工完毕后，管道外的空隙必须注浆密实以防路面后期出现沉降。经过这次成功的管道修复，积累了原位管道修复的经验。

        2.3.5原位顶管法

        通常只是适用于原管管径>600mm的管道修复，≤600的顶管设备较少。

        顶管法为最早使用的非开挖施工方法，与拖管相比，标高控制更准确，对周围土体扰动小，地面沉降小。最早采用的方法大都為人挖机顶，设备简单，现在此方法已被全封闭机械顶管淘汰。从顶管平衡理论来分，机械顶管可分为三类，泥水平衡式顶管、土压平衡式顶管、气压平衡式顶管。在三类机械顶管方法中，泥水平衡顶管用得最多，相应的设备种类也最多。其中，带有破碎机头的设备可用在原位顶管修复污水管道工程中。因此类修复造价高，目前在苏州地区用得很少。

        3、结束语

        非开挖修复的方法整体优势在于修复的负面影响小，修复所占用场地比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响很微弱。因此推广非开挖修复技术在污水管道修复领域的运用势在必行。

        参考文献：

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