玻璃鋼管道鋼套管內(nèi)襯局部加強(qiáng)快速修復(fù)技術(shù)

劉元蘭 茍益陽

(北京龍安華誠建筑設(shè)計(jì)有限公司重慶分公司，重慶 400045)

1 背景

山地城市排水管道由于使用工況的改變和長期污水腐蝕等作用而導(dǎo)致的破裂、坍塌等現(xiàn)象較為普遍，特別是采用新型輕質(zhì)管材后，由于管道施工過程中回填密實(shí)度不足、道路和市政設(shè)施改造造成上覆土層厚度變化巨大、車輛荷載以及管材質(zhì)量等問題，管道破損問題較為突出［1］。在當(dāng)代城市，地下管網(wǎng)日趨復(fù)雜，城市道路交通繁忙，排水管道的開挖對(duì)市民生活影響嚴(yán)重，地下排水管道非開挖快速修復(fù)技術(shù)需求迫切［2］。但是山地城市排水管道往往埋深大、施工距離小，許多在平原城市適用的非開挖快速修復(fù)技術(shù)在山地城市并不適用或修復(fù)成本大幅提升。例如國外應(yīng)用較廣的原始固化軟管內(nèi)襯修復(fù)法需要大型施工機(jī)具，主要原材料依賴進(jìn)口，本身修復(fù)成本就很高［3］，而山地城市排水管道很多處于交通不便的地方，大型施工機(jī)具難于到達(dá)。高密度聚乙烯管內(nèi)襯法則需要開挖大型工作坑，施工成本較高，且影響交通，不適宜大埋深管道的修復(fù)［4］。因此迫切需要開發(fā)適用于山地城市的新型經(jīng)濟(jì)型管道快速修復(fù)技術(shù)。

2 常用非開挖修復(fù)方法比較

排水管道的非開挖修復(fù)技術(shù)是非開挖施工技術(shù)領(lǐng)域中的一部分，是指在地表不開挖或少開挖的情況下對(duì)地下排水管道進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)或科學(xué)［5］。與開挖修復(fù)法相比，非開挖修復(fù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好，環(huán)境污染小，對(duì)社會(huì)的不利影響小。幾種主要的非開挖修復(fù)技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，比較如表1所示。

表1 常用的非開挖修復(fù)技術(shù)比較

可見，各種非開挖修復(fù)技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。其中HDPE內(nèi)襯修復(fù)方法雖然可以用于結(jié)構(gòu)性修復(fù)，但在施工中需要開挖很大的工作坑，施工難度大，成本很高。不銹鋼內(nèi)襯法雖然可用于結(jié)構(gòu)性修復(fù)，但污水管道容易腐蝕，施工及維護(hù)費(fèi)用較高。CIPP法［6］雖然多方面優(yōu)點(diǎn)都比較突出，但是其施工造價(jià)很高。玻璃鋼涂覆法［7］主要缺點(diǎn)是不能用于結(jié)構(gòu)性修復(fù);人需要進(jìn)入管道工作，存在一定的安全問題。而本文提出的大管徑玻璃鋼管道鋼套管內(nèi)襯局部加強(qiáng)快速修復(fù)技術(shù)與主流的非開挖修復(fù)技術(shù)相比，可用于結(jié)構(gòu)性修復(fù)和非結(jié)構(gòu)性修復(fù)、施工較方便、價(jià)格便宜、對(duì)周圍環(huán)境影響極少。

3 大管徑玻璃鋼管道鋼套管內(nèi)襯局部加強(qiáng)快速修復(fù)技術(shù)

針對(duì)山地城市管道修復(fù)方法存在的問題以及對(duì)大管徑排水管道修復(fù)方法的不適用性，提出了一種大管徑玻璃鋼管道鋼套管內(nèi)襯局部加強(qiáng)快速修復(fù)技術(shù)，與玻璃鋼涂覆修復(fù)技術(shù)配合使用，既可以用于管道的非結(jié)構(gòu)性修復(fù)，又可以用于管道的結(jié)構(gòu)性修復(fù)。與傳統(tǒng)的鋼套管內(nèi)襯技術(shù)要求管道全長套管不同，本文方法只需在待修管道內(nèi)安裝3段寬度為400 mm的鋼套管，并在內(nèi)插鋼管上半圓內(nèi)壁焊接至少一個(gè)起加強(qiáng)作用的月牙肋以增加其強(qiáng)度和剛度，完成對(duì)管道的結(jié)構(gòu)性修復(fù)。施工前，在待加固修復(fù)管道兩端的檢查井處堆砌砌體，并用砂漿把縫隙封堵，防止漏水。上游管道的污水可通過水泵和軟管排放到待修復(fù)管道下游，從而不影響排水管道正常運(yùn)行。對(duì)待修復(fù)管道進(jìn)行清洗，并進(jìn)行CCTV(Closed Circuit Television)管道內(nèi)窺電視檢測(cè)系統(tǒng)檢查。在施工過程中，把在管道外事先切割加工好的上下半圓鋼套管安裝就位后使用焊接技術(shù)將上下半圓鋼套管焊接成一個(gè)整體，共同受力，如圖1和圖2所示。對(duì)于有大變形的管段，應(yīng)先用千斤頂?shù)妊b備把變形處頂回原處或采用人工切削方法把凸出變形較大的地方削掉，再進(jìn)行鋼套管的安裝。完成管道的結(jié)構(gòu)性修復(fù)后，采用環(huán)氧樹脂粘合劑填充鋼套管與玻璃鋼管道之間的空隙。對(duì)待修復(fù)管道中有縫隙的部分采用玻璃鋼涂覆法修復(fù)，增加管道的防腐防漏功能，并確保管道內(nèi)表面光滑，不阻水。與傳統(tǒng)的非開挖技術(shù)相比，本方法施工較方便，不需要大型施工設(shè)備，材料較節(jié)省，修復(fù)價(jià)格較便宜，適用于管徑800 mm以上的管道的修復(fù)。

4 工程實(shí)例

位于重慶市北部新區(qū)西部奧特萊斯W5截流干管服務(wù)流域?yàn)轼x鴦組團(tuán)金渝大道東南側(cè)的龍湖南湖郡片區(qū)、奧林匹克花園片區(qū)等、金山組團(tuán)金渝大道東南側(cè)的出口加工區(qū)片區(qū)等，并沿途收集江北區(qū)茅溪河兩側(cè)地塊的污水。2009年2月5日，在重慶市排水有限公司管網(wǎng)管理公司對(duì)北部新區(qū)W5管線從W5-86號(hào)(奧特萊斯門口)至W5-99號(hào)段進(jìn)行結(jié)構(gòu)性例行檢查中，發(fā)現(xiàn)W5干管出口加工區(qū)段管線管道發(fā)生變形、破損、塌陷等情況，其中93號(hào)～96號(hào)段(長度330 m)管道受損嚴(yán)重，造成管線不能正常運(yùn)行。

圖1 內(nèi)插鋼套管局部加強(qiáng)修復(fù)平面圖

圖2 內(nèi)插鋼套管局部加強(qiáng)修復(fù)剖面圖

采用鋼套管內(nèi)襯局部加強(qiáng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性修復(fù)，采用玻璃鋼涂覆法進(jìn)行非結(jié)構(gòu)性修復(fù)，取得了良好的修復(fù)效果。加固修復(fù)后，管道的變形明顯減小，斷續(xù)性部分裂紋或整體貫穿性裂紋經(jīng)玻璃鋼涂覆后已消失。對(duì)修復(fù)管道進(jìn)行了閉水試驗(yàn)，測(cè)得管道的滲水率只有0.299%，小于施工規(guī)范規(guī)定的允許值，滿足正常使用要求(見圖3～圖6)。

圖3 待安裝鋼套管

圖4 已安裝鋼套管與加勁肋

圖5 加固修復(fù)前管道

圖6 加固修復(fù)后管道

5 結(jié)語

大管徑玻璃鋼管道內(nèi)襯粘鋼法快速修復(fù)技術(shù)是一種適用于山地城市的新型經(jīng)濟(jì)型管道快速修復(fù)技術(shù)，施工方便，不需要大型施工設(shè)備，材料較節(jié)省，修復(fù)價(jià)格較便宜，適用于管徑800 mm以上的玻璃鋼管道修復(fù)。該技術(shù)已成功應(yīng)用于重慶市北部新區(qū)西部奧特萊斯W5截流干管的修復(fù)工程中，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可推廣使用。

［1］ 李春光.城市排水管道修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用［J］.中國市政工程，2005(2):32-35.

［2］ 王中柱，李 田.城市排水管道開挖與非開挖修復(fù)的綜合成本分析［J］.給水排水，2008，34(6):95-99.

［3］ 彭朝輝.非開挖管道修復(fù)技術(shù)介紹［J］.市政技術(shù)，2009，27(1):47-52.

［4］ 余美文.排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)［J］.福建建筑，2008(3):89-90.

［5］ 張 浩.非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工中的應(yīng)用［J］.安裝，2009(9):27-29.

［6］ 張書運(yùn)，王增義.翻轉(zhuǎn)制管工藝在非開挖修復(fù)排水管道中的應(yīng)用［J］.北京水務(wù)，2010(3):34-37.

［7］ 陳立道，施蘭章，朱保羅.城市排水管道損壞原因與修復(fù)對(duì)策［J］.給水排水，2002，28(3):76-79.