非開挖技術(shù)與開挖技術(shù)結(jié)合修復(fù)市政排水管道工程實(shí)例

杜 憲

（河北大地建設(shè)科技有限公司上海分公司，上海 201315）

城市排水管網(wǎng)的規(guī)模隨著城市的發(fā)展不斷擴(kuò)建，敷設(shè)年代久遠(yuǎn)的排水管道，在化學(xué)、物理、微生物和電化學(xué)等綜合作用下，會(huì)產(chǎn)生滲漏、腐蝕、錯(cuò)位以及變形等功能性缺陷。管道內(nèi)污水滲漏至周圍土壤以及地下水滲入管道內(nèi)，造成水土流失，土體形成空洞，最終導(dǎo)致路面沉降，管道接口破裂，管道下沉。傳統(tǒng)的管道修復(fù)方法是對(duì)于出現(xiàn)功能性缺陷的管道進(jìn)行開挖技術(shù)修復(fù)，即全線更換新管道，該方法不僅工程量大，而且造價(jià)高，施工周期長(zhǎng)。同時(shí)，在城市重要的交通道路上進(jìn)行管道開挖修復(fù)，將對(duì)交通造成巨大的影響。非開挖修復(fù)技術(shù)是指采用少開挖或不開挖地表的方法進(jìn)行排水管道修復(fù)更新的工程技術(shù)[1]。與開挖修復(fù)方式相比，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是：可以大幅度減小對(duì)交通環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)開挖修復(fù)方式難以施作的修復(fù)區(qū)域；施工周期短，安全性高，靈活性強(qiáng)；投資較小[2]。在實(shí)際工程中，可采用非開挖技術(shù)與開挖技術(shù)結(jié)合的修復(fù)方式，對(duì)破損不嚴(yán)重的管道進(jìn)行非開挖修復(fù)，對(duì)破損嚴(yán)重、無法進(jìn)行非開挖修復(fù)的管道，進(jìn)行翻挖新建。

1 張江路排水管道現(xiàn)狀

管理單位委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)張江路排水管道進(jìn)行了全面、細(xì)致的電視檢測(cè)。通過CCTV檢測(cè)報(bào)告影像資料，人們可以看到污水管道內(nèi)局部有滲漏、錯(cuò)位、破裂、坍塌、脫節(jié)、變形、障礙物以及沉積等現(xiàn)象問題。張江路CCTV檢測(cè)排水管道缺陷情況如表1所示。管道四級(jí)破裂部位情況、管道三級(jí)滲漏部位情況分別如圖1、圖2所示。

表1 張江路CCTV檢測(cè)排水管道缺陷情況匯總

圖1 管道四級(jí)破裂部位情況

圖2 管道三級(jí)滲漏部位情況

2 修復(fù)方案

2.1 修復(fù)原則

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告及《排水管道電視和聲納檢測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)程》，人們可以確定修復(fù)范圍及方式。CCTV檢測(cè)合格的排水管道保留利用；僅針對(duì)排水管道結(jié)構(gòu)性缺陷進(jìn)行修復(fù)；在污水管道符合地區(qū)排水規(guī)劃要求的基礎(chǔ)上，按原管徑、原坡度、原標(biāo)高進(jìn)行修復(fù)，保證修復(fù)后管道過水能力盡可能保持不變；原則上以非開挖修復(fù)為主，盡量減少對(duì)周邊環(huán)境和交通的影響，減少對(duì)居民的影響，縮短修復(fù)周期；根據(jù)管道修復(fù)指數(shù)確定修復(fù)原則，如表2所示；對(duì)于非開挖修復(fù)方法，盡可能采用較成熟的非開挖修復(fù)方法[3]。

2.2 修復(fù)方案的確定

對(duì)張江路管道情況進(jìn)行大量調(diào)查：張江路為主干路，交通量很大，交叉敷設(shè)的十余條自來水管、電力、電信等管線縱橫交錯(cuò)。若采用開挖修復(fù)的施工方法在開挖路面后再敷設(shè)新的排水管道造價(jià)極高。根據(jù)污水管道CCTV檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過多次論證比較各種修復(fù)法的優(yōu)缺點(diǎn)后，確定采用非開挖技術(shù)與非開挖技術(shù)結(jié)合的修復(fù)方案。

通過非開挖修復(fù)其過水能力能夠滿足使用要求的，均采用非開挖修復(fù)。對(duì)破裂、變形、脫節(jié)等損害嚴(yán)重的污水管道，無法采用非開挖修復(fù)的，采用開挖修復(fù)或裂管法修復(fù)。Ф1 000 mm及以上鋼筋混凝土管道點(diǎn)狀修復(fù)采用內(nèi)襯鋼套環(huán)修復(fù)工藝，其他管道均采用局部樹脂固化修復(fù)；整體修復(fù)采用CIPP內(nèi)襯法。

表2 管道結(jié)構(gòu)性狀況評(píng)定和修復(fù)建議

2.3 排水管道修復(fù)方法簡(jiǎn)介

2.3.1 局部修復(fù)工藝

（1）局部現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)技術(shù)。局部現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)技術(shù)是一種采用紫外線等方法將樹脂材料加熱固化，使之貼敷于母管的內(nèi)襯修復(fù)方法。該方法施工簡(jiǎn)單，施工周期短，材料為單液性的注漿材料，設(shè)備清洗方便。

（2）不銹鋼發(fā)泡筒修復(fù)技術(shù)。其采用的主要材料為不銹鋼鋼片和化學(xué)漿，該化學(xué)漿具有遇水膨脹的特性。該修復(fù)技術(shù)主要是在管道破損處安裝不銹鋼套環(huán)，將不銹鋼薄板和涂滿發(fā)泡膠的泡沫塑料板同時(shí)置于套環(huán)內(nèi)，利用膨脹氣囊使之貼敷于母管，達(dá)到對(duì)破損管道修復(fù)止水的目的。該方法施工周期短，修復(fù)效果好，能夠適應(yīng)帶水的工作條件，修復(fù)后管道的質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）聚氨酯堵漏+鋼套環(huán)修復(fù)。該技術(shù)是在管道破損開裂處，用快速水泥進(jìn)行封堵，在裂縫內(nèi)注入聚氨酯材料后，對(duì)嵌補(bǔ)材料膨脹后的碎片進(jìn)行清除，并用水泥砂漿將管道磨平。該修復(fù)技術(shù)修復(fù)后可大大增加管道的使用年限。

（4）工藝比選。局部修復(fù)技術(shù)方案比較如表3所示。

局部樹脂固化修復(fù)技術(shù)具有施工速度快、施工方便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，更適用于小口徑DN400 mm～Ф800 mm管道的局部修復(fù)。中大口徑Ф1 000 mm以上管道局部修復(fù)選擇技術(shù)成熟、強(qiáng)度高、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的聚氨酯+鋼套環(huán)修復(fù)技術(shù)[4-6]。

2.3.2 翻轉(zhuǎn)法整體修復(fù)（簡(jiǎn)稱CIPP）

翻轉(zhuǎn)法整體修復(fù)技術(shù)是將樹脂軟管用溫水輸送管加熱翻轉(zhuǎn)插入輔助內(nèi)襯管內(nèi)，利用壓縮空氣或水使樹脂軟管膨脹并緊貼在舊管內(nèi)。在溫水循環(huán)加熱過程中軟管硬化成型，破損管道內(nèi)壁形成強(qiáng)度較高的內(nèi)襯。該修復(fù)技術(shù)修復(fù)后的管道內(nèi)壁光滑，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)。

2.3.3 裂管法（原位破碎穿插法）

靜拉裂管施工，由一個(gè)裂管刀具和脹管組成，裂管刀具沿軸向切開原有管道，然后用脹管頭撐開原有管道形成新管道進(jìn)入的空間。原有管道切開后，一般向上張開，包裹在新管道起到保護(hù)作用。

2.3.4 開槽埋管修復(fù)

（1）適用范圍。當(dāng)管道修復(fù)指數(shù)（RI）＞7或管道4級(jí)破損時(shí)，采用開槽埋管修復(fù)。適用于管段結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞的管道，將整段管道全部翻挖更新。

（2）開槽埋管修復(fù)工藝。對(duì)損壞的管段挖除后按原管徑、原坡度和原標(biāo)高進(jìn)行原位修復(fù)，保證修復(fù)后管道過水能力保持不變。修補(bǔ)前均需要對(duì)管道兩側(cè)進(jìn)行封堵，確保管道內(nèi)干燥、無積水。

2.4 排水管道修復(fù)方案

通過對(duì)各管道的缺陷等級(jí)、缺陷位置和管材等進(jìn)行綜合考慮，最終確定每條管道的修復(fù)方案。張江路部分管道的修復(fù)方案如表4所示。

3 工程經(jīng)濟(jì)性分析

張江路污水管道修復(fù)采用非開挖技術(shù)與開挖技術(shù)結(jié)合修復(fù)的技術(shù)，施工周期為一個(gè)月，建安費(fèi)投資控制在125.88萬元以內(nèi)。若采用傳統(tǒng)的開挖技術(shù)修復(fù)，施工周期為三個(gè)月，建安費(fèi)投資超出300萬元。由此可見，采用非開挖技術(shù)與開挖技術(shù)結(jié)合修復(fù)的方法，更加具有針對(duì)性，大大縮短了施工周期，節(jié)省了工程造價(jià)。

表3 局部修復(fù)技術(shù)方案比較

表4 張江路部分管道修復(fù)方案