管道非开挖修复技术在市政排水管道改造中的应用

刘赞

摘要：城市排水管道改造修复过程中应用非开挖修复技术可以得到良好的修复效果，但是由于该项技术在我国尚处于初步使用阶段，因此在使用时还存在一些技术上的问题。对此，相关技术人员应进行更加深入的研究，以此来提升该项技术的使用效果，满足城市地下管网建设的需要。

关键词：非开挖修复技术；市政；排水管道；改造应用

1工程概况

某路现有内肋增强聚乙烯螺旋波纹管道(公称直径DN600～DN1000mm),为整个光明区的核心排水通道,肩负起城区排水的重任。长时间使用后,部分管道出现不同程度的错口、破裂、塌陷堵塞等问题,不具备高效的排水能力。

2非开挖技术概述

基于非开挖方式展开的管道敷设与修复作业是当前管网工程的重要技术手段,尽管我国在此方面的起步时间较晚,但由于该技术具备多项优势,在短时间内便应用于大量的市政管网工程中。

施工中,以人工进管施工或定、导向钻进的方式为主,在地表处设置一个微小出入口,实现地下管道的敷设、修复等作业,该技术明显缩减了对地面的不良影响范围。在市政管道工程中,常规的非开挖修复方法主要有两种,即整体式与局部式,均具备较强的适用性,不会受到交通条件的限制。通常而言,只要设备和地质环境与工程要求相符,均可引入非开挖管道修复技术。纵观行业发展趋势,一系列新型材料与技术不断被提出,也充分说明了非开挖技术具备极为广阔的应用前景。

3非开挖修复施工技术在应用时存在的问题

由于非开挖修复技术在我国起步相对较晚，因此并没有对施工规范、施工技术、施工步骤等进行统一，这样的情况下如果出现跨区域修复现象就会提升排水管道施工的难度；还有一部分地区会将此项技术应用到非排水管道修复施工中。但是在进行深度探索时经常会受到不同因素的影响，如政策因素、环境因素、资金因素及技术因素等，这也阻碍了该项技术的发展。此外，非开挖修复技术在使用的过程中部分监理人员并没有真正了解此项技术的应用原理，不仅会给工程实际带来不利的影响，还会导致监管中的漏洞，给修复质量带来直接影响，进而影响后期运行。

4管道非开挖修改实施方案

4.1管道整体修复

紫外线原位固化法(UV-CIPP)为拉入法CIPP,采用绞车把玻璃纤维软管拖入需要修复的管道中,加压充气使软管张开并紧贴管道内壁,实用紫外线固化专业设备进入软管内进行加热固化,使软管在修复管道内形成坚硬的“管中管”结构,实现排水管道原位修复。紫外线固化后材料的厚度约为4mm。具体修复流程:①拖入保护膜,保护膜起到保护内衬软管的作用,防止软管被划伤或造成破损。②拉入玻璃纤维内衬软管:把预先碾压并切割的软管通过绞车从检查井拖拉进需修复的排水管道内,在管道两端安装闭气装置。③软管加压充气及紫外线固化设备安装:采用压缩机对内衬软管进行加压充气,通过空气压力使内衬管充气膨胀。内衬软管充气后,拖入紫外线固化设备,对紫外线固化设备进行调试、检测,应防止软管充气加压过程中出现过度膨胀或褶皱的现象。④紫外线固化:通过设定紫外线固化设备的前进速度和软管内温度等运作参数,通过设备自带的CCTV,及时检测并调整运作参数,保证软管处于设定的硬化条件下进行固化。管内紫外线设备前进速度平均为0.5m/min,启动紫外线灯,紫外灯经过的管段内,玻璃纤维内衬管则覆盖在旧管内壁上。固化前在内衬软管两端、软管外壁和旧管内壁间设置1～2个密封圈防止两管间隙渗水。⑤端头处理:紫外固化后切除修复管段外软管,拆除扎头、通气管道及小车。对管道两端的毛边进行修整,内衬管与老管在井口处设一道橡胶圈止水环,止水环外用聚合物环氧树脂组合砂浆涂抹。⑥抽出软管内膜:端头处理后,拉出内膜,清理固化施工现场。⑦检测验收:采用CCTV检测系统对修复后管道内部情况进行检测,保证管壁实现光滑、连续、无破损渗漏的修复效果。必要时可以根据《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—2008)的规定进行闭水试验。

4.2紫外线光固化管道修复技术

紫外线光固化管道修复所使用的材料属于树脂浸渍管材，在使用时采用人工方式将材料输送到管道中，在管道中硬化，进而修复地下管道。此种修复材料具有非常好的支撑力，并可以有效降低开挖过程中的工作量，减少对路面的修整，同时可以降低周边环境治理的成本，不会给周边环境带来影响。此外，此种管道修复材料具有非常好的耐腐蚀性，属于高品质聚酯树脂或乙烯基酯树脂玻璃纤维复合物，可以形成相互交织重叠的聚酯纤维网。紫外线光固化管道修复技术具有较好的可变性与扩展性，因此更适合在圆形或椭圆形的管道中使用，同时可以较好地吸收管道中产生的拉力。其具有非常好的机械性，对管道壁的薄厚没有具体要求，完成管道修复后不会给界面带来损伤。

在使用此项技术时，应先清洗修复位置，利用绞车将底模放入原管道中，然后拉入紫外线固化管道修复材料（此过程被称为拉入工序），使用密隔器将两端密封，将50kPa的压缩空气打入管中使其慢慢鼓胀，达到与管壁的贴合。使用此种修复材料不会给土壤、地下水带来污染，可以有效避免树脂渗入入口位置。压缩空气作为介质具有较明显的优势，未固化的紫外光固化管道修复材料在工程中，可以利用特别的监控镜头来观察，当光源启动时，可以在管道紫外光固化修复材料内以确定好的速度牵引。在这里，紫外光固化管道修复材料的固化是利用紫外线光完成的，实现固化后可以去除保护膜。由于固化时会将管线两端密封，因此不会排放出二氧化碳，也就是说其是以环保方式并在较短的时间内在原损坏管道中形成一个新的管道，一个包括砖渠道在内的稳定的内衬新管。缩小的管道界面面积会在紫外光固化管道修复材料的作用下变得光滑，提升管道内部的耐磨性。在固化时其速度主要取决于紫外光固化管道修复材料管径的大小及管壁的厚薄。

4.3管道错口情况及处理对策

管道错口主要是同一接口的两个管口产生横向偏移,造成管道未处于正确的位置,错口缺陷分级情况如下:①轻度错口:两个管口的连接处偏差不大于管道壁厚的1/2;②中度错口:两个管口的连接处偏差为管道壁厚的0.5～1倍;③重度错口:两个管口连接处的偏差为管道壁厚的1～2倍;④严重错口:两个管口连接处的偏差为管道壁厚的2倍以上。

通过管道CCTV检测发现项目现状雨污水管道发生错口缺陷的等级主要为1～2级,发生错口的管道管径主要为DN200的雨水管和DN400的污水管。所以雨污水口管口偏差均为2cm以内,管口偏差较小,可采用UV-CIPP整段修复工法进行管道修复。

结论

对于发达城市的现状道路需要改造排水管道,现状排水管道管径能满足水力计算和相关规划条件要求的,采用管道非开挖修复技术减少对道路交通及项目周边生活生产的负面影响;使现状管道恢复其大部分的排水能力,保证范围内排水顺畅;加强管道内部的强度,减少因管道老化破裂而造成的地陷等安全隐患。

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