廣州城市排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)探討

張超

（中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司）

1 排水管道修復(fù)概述

2009年～2010年，廣州市以舉辦第16屆亞運(yùn)會(huì)為契機(jī)，加快宜居城市建設(shè)，投資340億元人民幣進(jìn)行水環(huán)境綜合整治，但仍存在排水管道排水不暢等問(wèn)題，需加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有管道的檢測(cè)、評(píng)估與維護(hù)，發(fā)揮其應(yīng)有能力。城市排水管道缺陷的修復(fù)主要有新鋪管道和對(duì)既有管進(jìn)行修復(fù)兩種方式。修復(fù)既有管道主要是采用非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)進(jìn)行輔助修復(fù)、局部修復(fù)或整體修復(fù)，而新鋪管道就是把原管道廢棄或更換，采用開(kāi)挖或非開(kāi)挖技術(shù)（頂管或牽引）新鋪一條管道。排水管道采用何種修復(fù)方式，應(yīng)根據(jù)污水管的性質(zhì)、管材、管位、埋深、需要修復(fù)管道損壞情況、地質(zhì)情況、交通因素以及所屬環(huán)境來(lái)具體確定。

2 非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)分類(lèi)

廣州市常用排水管道非開(kāi)挖修復(fù)按技術(shù)和修復(fù)范圍可分為輔助修復(fù)、局部修復(fù)和整體修復(fù)三大類(lèi)。

2.1 輔助修復(fù)

輔助修復(fù)通過(guò)管內(nèi)向外或地面向下對(duì)排水管道周?chē)馏w和接口部位、檢查井底板和四周井壁注漿，形成隔水帷幕防止?jié)B漏，隔斷地下水滲入管道及窨井的途徑的一種堵漏、填充方法。

2.2 局部修復(fù)

局部修復(fù)是對(duì)舊管道內(nèi)的局部破損、接口錯(cuò)位、局部腐蝕等缺陷進(jìn)行修復(fù)的方法。常用的局部修復(fù)技術(shù)有：

1）局部樹(shù)脂固化

局部樹(shù)脂固化修復(fù)施工步驟為：首先將氈筒用適合的樹(shù)脂浸透，再將氈筒纏繞于修復(fù)氣囊上，在CCTV機(jī)器人引導(dǎo)下到達(dá)管道待修復(fù)缺陷位置，使用空氣壓縮機(jī)向修復(fù)氣囊充氣使氈筒“補(bǔ)丁”被壓覆在待修復(fù)缺陷上，保持壓力待樹(shù)脂常溫下固化，修復(fù)氣囊泄壓縮小并拉出管道；最后CCTV檢測(cè)局部樹(shù)脂固化修復(fù)的質(zhì)量。

2）不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)

不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)主要材料為環(huán)狀橡膠止水密封帶與不銹鋼套環(huán)，在管道接口或局部損壞部位安裝橡膠圈雙脹環(huán)，橡膠帶就位后用2～3道不銹鋼脹環(huán)固定，達(dá)到止水目的。

3）裂縫嵌補(bǔ)修復(fù)

對(duì)管網(wǎng)有地下水滲漏的部分開(kāi)鑿裂縫用水泥麻絲封堵，在裂縫內(nèi)預(yù)埋塑料軟管，預(yù)埋管外部封蓋快干水泥，抽出預(yù)埋軟管，形成注漿空間，等水泥硬化后注入嵌補(bǔ)材料，用水泥砂漿抹平管面后完成。適用于排水管道的接口堵漏修理，也適用于檢查井。

2.3 常用的整體修復(fù)

1）紫外光內(nèi)襯修復(fù)

紫外光原位固化內(nèi)襯修復(fù)采用車(chē)載牽引設(shè)備將浸好樹(shù)脂的玻璃纖維軟管拉入待修復(fù)管道內(nèi)，通過(guò)紫外光固化車(chē)的打壓設(shè)備，將壓縮空氣送入軟管使其膨脹張開(kāi)緊貼舊管道內(nèi)壁，通過(guò)紫外光燈照射引發(fā)軟管發(fā)生固化反應(yīng)，形成一層堅(jiān)硬的“管中管”結(jié)構(gòu)。施工步驟為：

①吊入CCTV管道機(jī)器人對(duì)管道缺陷復(fù)核，且將滑動(dòng)箔片底膜鋪放置到管道內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢茫?/p>

②把碾好樹(shù)脂的紫外光固化內(nèi)襯玻璃纖維軟管從檢查井處拉進(jìn)要補(bǔ)修管道內(nèi)；

③捆綁管道兩段扎頭；向管道內(nèi)灌注壓縮空氣將軟管撐起并緊貼到原有管道內(nèi)壁；

(5) 如果配變狀態(tài)無(wú)電,則根據(jù)配變與分支線的關(guān)聯(lián)關(guān)系,取回該分支線下的所有配變以及分支線開(kāi)關(guān)的狀態(tài);

④持續(xù)充氣并用紫外光燈組對(duì)軟管進(jìn)行實(shí)時(shí)巡航固化；

⑤固化完成后取出扎頭，切除管段端頭多余料，抽出內(nèi)膜；

⑥將新形成的內(nèi)襯管與原管道的交界處用快干水泥抹平順和做好防滲漏處理。

2）熱水翻轉(zhuǎn)原位固化內(nèi)襯修復(fù)

CIPP翻轉(zhuǎn)法熱水固化修復(fù)技術(shù)，使用空氣或水，采用翻轉(zhuǎn)的方法將涂有樹(shù)脂的內(nèi)襯軟管送入地下管道內(nèi)。

3）機(jī)械制螺旋纏繞法修復(fù)

機(jī)械制螺旋纏繞法是排水管道非開(kāi)挖整體內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)，按螺旋纏繞工藝分為固定口徑法和擴(kuò)張法兩種。適用于大管徑或渠箱，過(guò)水?dāng)嗝鎿p失大，應(yīng)用較少。

4）短管內(nèi)襯修復(fù)

HDPE短管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是將適合尺寸的HDPE管插入需要修復(fù)的舊管道內(nèi)，形成“管中管”復(fù)合結(jié)構(gòu)使修復(fù)后的管道具備綜合性能。但管道修復(fù)后斷面損失比較大。

5）噴涂法內(nèi)襯修復(fù)

砂漿噴涂?jī)?nèi)襯修復(fù)技術(shù)是將攪拌均勻的高性能灰漿泵送到由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)噴涂器部位，灰漿在高速旋轉(zhuǎn)離心力作用下均勻的澆筑到井內(nèi)壁。通過(guò)電動(dòng)絞車(chē)控制旋轉(zhuǎn)噴涂器的上下運(yùn)行，確保在井壁形成連續(xù)均勻的內(nèi)襯。由于澆筑在內(nèi)壁圓周上是均勻的，內(nèi)襯厚度可在灰漿凝固前進(jìn)行隨機(jī)測(cè)量。將預(yù)先配置好的特種水泥灰漿修復(fù)材料，泵送到位于管道或檢查井中軸線上，由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)噴頭上，材料在高速旋轉(zhuǎn)離心力的作用下均勻甩向管道（或檢查井）內(nèi)壁，同時(shí)旋轉(zhuǎn)噴涂設(shè)備在牽引車(chē)的帶動(dòng)下沿管道中軸線勻速行駛，是修復(fù)材料在管壁（或井壁）內(nèi)形成連續(xù)致密的內(nèi)襯層。

6）牽引法內(nèi)襯

牽引內(nèi)襯是對(duì)排水管道非開(kāi)挖整體內(nèi)襯修理，采用牽引機(jī)將整條塑料管由工作坑或檢查井牽引拉入舊管內(nèi)，然后進(jìn)行形狀復(fù)原，形成新的內(nèi)襯管。按施工技術(shù)分為折疊牽引法、縮徑牽引法、滑襯法和裂管法[1]。

3 管道檢測(cè)及評(píng)估

廣州市中心城區(qū)內(nèi)近年來(lái)實(shí)施了廣州市《南粵水更清行動(dòng)計(jì)劃》、“黑臭水體治理工程”等多項(xiàng)有關(guān)污水治理工程，另有各片相關(guān)屬地街道完成的多項(xiàng)工程，排水管網(wǎng)情況已發(fā)生了很大的改變，且前期的摸查成果完成時(shí)間距現(xiàn)在已有一段時(shí)間間隔，故基礎(chǔ)資料可能與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況存在出入，不足以滿足工程設(shè)計(jì)的需要，需進(jìn)一步的探測(cè)確認(rèn)。采用QV管道潛望鏡、CCTV管道電視檢測(cè)系統(tǒng)以及聲納等技術(shù)手段來(lái)詳細(xì)探測(cè)，從而更加科學(xué)地明確需要修復(fù)的管道、管段的缺陷類(lèi)型，采取合適的、針對(duì)性的修復(fù)方案。

以廣州市中心城區(qū)污水管線缺陷修復(fù)項(xiàng)目為例，本次修復(fù)工程主要位于廣州市中心城區(qū)內(nèi)白云大道、花地大道、江南大道、黃埔大道、中山大道、科韻路、臨江大道等主干道路，共計(jì)約1000余處已建公共排水設(shè)施結(jié)構(gòu)性隱患缺陷。工程實(shí)施點(diǎn)分散于整個(gè)廣州中心城區(qū)，合同金額約8000萬(wàn)元，已完成赤崗涌紫龍府管道修復(fù)、五山路管道修復(fù)、廣州深涌右支涌截污管道修復(fù)、荔灣湖渠箱修復(fù)，點(diǎn)狀CIPP樹(shù)脂固化修復(fù)139處，CIPP水翻熱固化全內(nèi)襯修復(fù)2處，CIPP拉入式紫外光全內(nèi)襯原位固化修復(fù)29處，鋼板內(nèi)襯施工1處。

以深涌右支涌截污管道修復(fù)工程為案例，通過(guò)QV檢測(cè)設(shè)備對(duì)廣州市排水公司東區(qū)營(yíng)運(yùn)分公司管轄的深涌右支涌河道上截污管道實(shí)施檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該河涌河堤上截污管道共有六段DN400mm和DN600mm的HDPE材質(zhì)管道(共計(jì)81.60m)和七座檢查井，管道內(nèi)存在六處結(jié)構(gòu)性缺陷。具體缺陷情況為滲漏2級(jí)缺陷兩處、滲漏3級(jí)缺陷兩處、錯(cuò)口1級(jí)缺陷一處和錯(cuò)口2級(jí)缺陷一處，同時(shí)該區(qū)域管段內(nèi)還存在兩處功能性缺陷，即樹(shù)根1級(jí)缺陷一處、沉積2級(jí)缺陷一處，另外部分檢查井井壁存在多處嚴(yán)重滲漏水缺陷。該管段日常都在高水位狀況下運(yùn)行，因存在較多缺陷，嚴(yán)重影響到深涌右支涌河道內(nèi)水質(zhì)的質(zhì)量和截污管道正常的輸水、排水基本功能。

非開(kāi)挖管道修復(fù)位置位于廣州市天河區(qū)東圃珠村隔塘街，且該區(qū)域內(nèi)的建筑物密集、道路狹窄、車(chē)流與人流繁忙，個(gè)別路段僅能通過(guò)小型家用轎車(chē)或行人，大型施工機(jī)械設(shè)備根本無(wú)法抵達(dá)，無(wú)法采用開(kāi)挖法對(duì)上述存在缺陷的管段實(shí)施修復(fù)，因而須優(yōu)先選用非開(kāi)挖工法對(duì)其實(shí)施修復(fù)。修復(fù)工程的難點(diǎn)在部分檢查井內(nèi)壁和井底滲漏涌水嚴(yán)重缺陷的預(yù)處理工作，因此在實(shí)施該區(qū)域管段內(nèi)缺陷修復(fù)施工前，要對(duì)存在滲漏涌水嚴(yán)重的檢查井實(shí)施井內(nèi)化學(xué)注漿止水、井筒內(nèi)部及井底部修復(fù)前實(shí)施相應(yīng)的預(yù)處理工作。首先對(duì)待修管段涉及檢查井實(shí)施相應(yīng)的截水、堵水、導(dǎo)排水和清淤，然后對(duì)待修復(fù)管段上共計(jì)7個(gè)檢查井內(nèi)存在井壁滲漏涌水嚴(yán)重的內(nèi)壁、井底實(shí)施井內(nèi)化學(xué)注漿止水。依據(jù)現(xiàn)有待修管段上檢查井井筒內(nèi)壁及井底所存在的缺陷狀況，對(duì)每個(gè)存在滲漏涌水嚴(yán)重的檢查井內(nèi)壁和井底實(shí)施注漿，并采用管道機(jī)器人對(duì)W47至W48檢查井段DN600mm管內(nèi)存在的樹(shù)根實(shí)施切割，切割樹(shù)根長(zhǎng)度L=0.8m。

進(jìn)場(chǎng)前需要對(duì)路面交通實(shí)施臨時(shí)交通導(dǎo)行和圍蔽，對(duì)待修復(fù)管道的上游管道、下游管道和對(duì)應(yīng)檢查井接入的支管實(shí)施氣囊管堵安拆，現(xiàn)場(chǎng)安拆的DN400mm臨時(shí)氣囊管堵量為3只，DN600氣囊管堵量為13只，采用出水口徑為DN100mm潛污水泵對(duì)該管段上游來(lái)水實(shí)施臨時(shí)導(dǎo)水、排水和抽降水，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際投入4臺(tái)水泵對(duì)需要實(shí)施修復(fù)的管段進(jìn)行降水、抽水和導(dǎo)水。在完成對(duì)深涌右支涌W42至W48檢查井段檢查井井筒壁外側(cè)注漿止水施工和管道清疏后，即對(duì)相應(yīng)的管道實(shí)施整體CIPP拉入式紫外光全內(nèi)襯原位固化修復(fù)，修復(fù)DN400mm規(guī)格管段長(zhǎng)度L1=19.0m，修復(fù)DN600mm管段長(zhǎng)度L2=62.60m。完成管段的整體全內(nèi)襯修復(fù)施工后，采用CCCP鋁酸鹽水泥砂漿對(duì)7座檢查井內(nèi)壁實(shí)施噴涂修復(fù)施工。在實(shí)施管道修復(fù)施工期間采用四合一有毒有害氣體檢測(cè)儀對(duì)其實(shí)施全面檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近十年黑臭河涌治理工作的開(kāi)展，廣州市在水環(huán)境治理方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)，其水環(huán)境治理管理能力走在了全國(guó)前列，2017年3月，廣州率先在全省出臺(tái)市級(jí)河長(zhǎng)制實(shí)施方案，市委主要領(lǐng)導(dǎo)任第一總河長(zhǎng)，市政府主要領(lǐng)導(dǎo)任總河長(zhǎng)，市四套班子負(fù)責(zé)人任主要河流市級(jí)河長(zhǎng)，并召開(kāi)全面推行河長(zhǎng)制工作動(dòng)員會(huì)，層層落實(shí)河長(zhǎng)工作責(zé)任。河涌是廣州嶺南文化不可或缺的一部分，河涌的治理與廣州市民息息相關(guān)。為實(shí)現(xiàn)信息的對(duì)稱(chēng)，讓老百姓及時(shí)了解自己身邊環(huán)境保護(hù)的信息，廣州市率先引入民間河長(zhǎng)。同時(shí)，廣州市排水公司為加強(qiáng)管網(wǎng)設(shè)施維護(hù)和管理，定期清疏管網(wǎng)設(shè)施，維持排水管網(wǎng)設(shè)施處于良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。目前廣州市管道非開(kāi)挖修復(fù)處于廣泛運(yùn)用階段，已出臺(tái)《廣東省排水管道非開(kāi)挖修復(fù)工程預(yù)算定額》。

廣州市道路改造規(guī)劃、河涌改造規(guī)劃、排水規(guī)劃是有機(jī)統(tǒng)一的整體，管網(wǎng)缺陷修復(fù)只有結(jié)合排水規(guī)劃，同時(shí)在利用規(guī)劃道路改造的情況下一并實(shí)施，可取得事半功倍的效果，并且能節(jié)約工程投資，避免重復(fù)開(kāi)挖建設(shè)。因此，落實(shí)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)道路改造規(guī)劃、河涌改造規(guī)劃、排水規(guī)劃仍是后期廣州市非開(kāi)挖修復(fù)工程的重點(diǎn)。