西南地區(qū)某多種類市政管網(wǎng)非開挖修復(fù)技術(shù)探討

方 濤 覃 川 何 異 李 馥 楊 成 劉耀鵬

(中建五局第三建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

近年來，隨著人們環(huán)保意識的提高，污水管網(wǎng)截污治污體系的建設(shè)得到了很大的發(fā)展，同時其涉及的全面性也大大提高，對建成后期的運(yùn)營維護(hù)也越來越重視[1,2]，特別是對多種類市政管網(wǎng)非開挖修復(fù)技術(shù)的施工引發(fā)研究高潮。

由于市政管網(wǎng)多存在種類多、納污面積大、分散性大、施工工期緊等特點(diǎn)[3]，本文以西南地區(qū)某多種類市政管網(wǎng)工程為例，對管網(wǎng)易發(fā)現(xiàn)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷進(jìn)行非開挖修復(fù)技術(shù)探討，深化施工工藝流程及加強(qiáng)技術(shù)措施。經(jīng)工程實踐證明，其施工質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范的要求，不僅降低了對周圍環(huán)境的影響，還有效治理了施工質(zhì)量通病，為類似工程的后期運(yùn)營修復(fù)提供借鑒。

項目位于某湖泊旁，管網(wǎng)體系建設(shè)涉及Ⅲ級鋼筋混凝土管、鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管、PE管及焊接鋼管，管徑在DN300 mm～DN1 000 mm不等，實現(xiàn)周圍5 km2內(nèi)所有居民生產(chǎn)、生活污水100%收集，計劃檢測修復(fù)施工工期3個月。

1 CCTV檢測

1.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

1.2 技術(shù)安全措施

1)清淤檢測修復(fù)前，為便于通風(fēng)，提前1天揭開所檢檢測井附近井蓋，一方面對井位周圍設(shè)置反光錐桶及相關(guān)警示標(biāo)志，另一方面加蓋密目鋼絲網(wǎng)；同時，在進(jìn)行水下封堵前，使用大功率鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)后，方可開展?jié)撍鳂I(yè)施工，且潛水作業(yè)時，配置專人配合施工。

2)封堵完畢進(jìn)行抽排水施工時，不僅對作業(yè)段進(jìn)行作業(yè)，還要及時建立臨時提升系統(tǒng)，同時在過程中加強(qiáng)人員沿線巡查，避免出現(xiàn)冒井等現(xiàn)象。

3)抽排水工作完成后，人工下井前使用大功率鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)后，并使用氣體檢測儀對井內(nèi)氣體濃度進(jìn)行檢測，檢測合格完成下井作業(yè)審批后方可下井進(jìn)入管內(nèi)，但必須保證每次下管人數(shù)為1人。

4)由于為地下管網(wǎng)及沉井清淤檢測修復(fù)作業(yè)，易出現(xiàn)易燃易爆氣體，故在過程中所使用的電氣設(shè)備及相關(guān)材料、機(jī)械均需設(shè)置在離井邊5 m范圍外，同時還需滿足相關(guān)防爆要求。

5)施工前期配備足夠數(shù)量的防毒面具、防爆礦燈、救生繩具、氧氣瓶、救生衣等防護(hù)用品，且在井中作業(yè)人員必須配備全防護(hù)用品后方能開展作業(yè)。

6)施工期間做好安全文明施工工作，一方面在施工前準(zhǔn)備好圍擋，安全帽、工作服、安全條幅、安全警示標(biāo)志等各類安全施工用品；另一方面成立安全文明施工隊伍清掃泥漿、車輛沾帶的泥土、圍擋加固，保證施工周圍道路的干凈。

2 非開挖修復(fù)技術(shù)

2.1 缺陷類型

依據(jù)GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范，管道施工缺陷分結(jié)構(gòu)性缺陷、功能性缺陷[5]，工程中最主要易出現(xiàn)的缺陷分類等級如表1所示。

表1 易出現(xiàn)的缺陷分類等級

2.2 缺陷產(chǎn)生的原因

根據(jù)所檢測的CCTV檢測報告，立即對所涉及的管道進(jìn)行修復(fù)整改施工，滲漏、破裂、變形、起伏等缺陷問題較為突出。

出現(xiàn)以上描述的質(zhì)量問題，主要存在以下幾點(diǎn)原因：首先，工程施工區(qū)域地下水位較高，施工難度較大，采用鋼板樁支護(hù)，管道施工完后，拔鋼板樁時產(chǎn)生的高頻率振動會對管道造成擠壓和擾動；其次，由于四季分明，旱季雨季時，地下水位的變化，致使原管道砂石基礎(chǔ)地基承載力發(fā)生變化，進(jìn)而造成管道不均勻沉降，最終導(dǎo)致管道撕裂、滲漏等現(xiàn)象；再者，對于已施工完的區(qū)段，有多個項目在交叉施工，致使部分管網(wǎng)被破壞。

2.3 修復(fù)方法

在對管網(wǎng)進(jìn)行封堵、抽水、清淤后，立即通知檢測單位進(jìn)行CCTV檢測，現(xiàn)場委派技術(shù)人員進(jìn)行記錄，若現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)問題，對缺陷位置、破損等級等詳細(xì)記錄，待該段檢測完畢后立即組織人員對管道內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷的部位進(jìn)行修復(fù)整改，整改完成后通知檢測單位進(jìn)行CCTV復(fù)檢，復(fù)檢合格后方可拆除封堵，以此為管道的正常運(yùn)行提供質(zhì)量保障。具體排水管道結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷修復(fù)方法如表2所示。

表2 缺陷修復(fù)方法

2.4 修復(fù)施工工藝與加強(qiáng)技術(shù)措施

2.4.1修復(fù)準(zhǔn)備

首先，利用所記錄的信息對需修復(fù)部位進(jìn)行清泥、清洗作業(yè)，再以CCTV檢測設(shè)備進(jìn)入管道，確認(rèn)管道是否具備修復(fù)條件，最后進(jìn)行修復(fù)。

對于管徑較大(如直徑為1 000 mm,800 mm,600 mm)，且淤泥沉積位置距離井口小于10 m的，可采用人工清除疏通；其次為利用高壓疏通車對管道進(jìn)行沖洗，再用專用吸泥車抽吸運(yùn)走。其中，對于淤泥面積大于管徑面積的20%且積泥位置距井口大于10 m的，采用第二種疏通方式。無論采取哪種疏通方式，待作業(yè)完畢后，均需進(jìn)行CCTV檢測確認(rèn)干凈后，再進(jìn)行修復(fù)工作。

2.4.2修復(fù)施工工藝與加強(qiáng)技術(shù)措施

1)CIPP局部樹脂固化點(diǎn)狀修復(fù)。

a.工藝原理。

將兩種特種樹脂按照一定比例均勻涂抹在玻璃纖維材料上進(jìn)行聚合反應(yīng)生成高分子化合物對管道進(jìn)行點(diǎn)狀修復(fù)。

b.施工工藝。

將涂抹一定樹脂的玻璃纖維材料纏繞于可膨脹的氣囊上，再在CCTV引導(dǎo)下到達(dá)需修復(fù)的地點(diǎn)，接著向氣囊充氣，使“補(bǔ)丁”被壓覆在管道上，保持壓力待樹脂固化，生成玻璃纖維增強(qiáng)塑料；固化完畢后，將氣囊泄壓縮小并拉出管道，最后進(jìn)行CCTV檢視，進(jìn)行施工質(zhì)量檢測。

2)不銹鋼雙脹圈套環(huán)局部修復(fù)。

a.工藝原理。

不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)采用的主要材料為環(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道～3道不銹鋼脹環(huán)固定，達(dá)到止水效果。具體工藝流程如圖2所示。

b.施工方法。

施工人員先對管道接口或局部損壞部位處進(jìn)行清理[5]，然后將環(huán)狀橡膠帶和不銹鋼片帶入管道內(nèi)，在管道接口或局部損壞部位安裝環(huán)狀橡膠止水密封帶，橡膠帶就位后用2道～3道不銹鋼脹環(huán)固定，安裝時先將螺栓、楔形塊、卡扣等構(gòu)件使套環(huán)連成整體，再緊貼母管內(nèi)壁，使用液壓千斤頂設(shè)備，對不銹鋼脹環(huán)施壓。

3)增設(shè)沉泥井。

對于管道起伏，目前非開挖修復(fù)無法滿足規(guī)范要求，而起伏最影響后續(xù)運(yùn)營清淤問題，故對于起伏不大的部位，采用增設(shè)沉泥井的方式進(jìn)行修復(fù)施工。

利用CCTV檢測結(jié)果，確定起伏點(diǎn)位置，隨即進(jìn)行機(jī)械明挖；待明挖至管道部位時采用人工清理，將整個管道清理完畢后將管道破除；安裝檢查井筒，井筒與管道接口采用熱熔焊接。施工完畢后按規(guī)范要求進(jìn)行回填。

4)加強(qiáng)施工技術(shù)措施。

a.鉆孔注漿管周隔水帷幕和加固土體。

對于部分滲漏、破裂較為嚴(yán)重的部位，在采用CIPP局部樹脂固化點(diǎn)狀修復(fù)或橡膠圈雙脹環(huán)修復(fù)前先對管網(wǎng)周圍土體進(jìn)行注漿止水加固處理[6]，注漿液充滿土層內(nèi)部及空隙，形成防滲帷幕，加強(qiáng)管周土體的穩(wěn)定，制止四周土體的流失，提高管基土體的承載力，再通過CIPP局部樹脂固化點(diǎn)狀修復(fù)或橡膠圈雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修理，達(dá)到排水管道長期正常使用。其中，對于管徑不小于800 mm，采用管內(nèi)向外注漿加固，管徑在300 mm～600 mm，采用外部從地面向下注漿加固。

b.管道還原預(yù)處理工藝修復(fù)。

對于變形、錯口、破裂等缺陷在管道中出現(xiàn)較為嚴(yán)重時，對于管徑不小于800 mm，在做好各種安全措施的情況下，安排施工人員進(jìn)入管道內(nèi)，使用分離式液壓千斤頂，先把缺陷處緩慢地恢復(fù)至管道原有形狀，再對管道進(jìn)行各種修復(fù)前的清洗、清淤預(yù)處理，工作完成后，最后按短管內(nèi)襯的方式做修復(fù)施工；若管徑為300 mm～600 mm，用機(jī)械先將管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行恢復(fù)后再按不銹鋼雙脹圈套環(huán)的方式做修復(fù)施工。若地下水較多，為避免修復(fù)過程中受地下水的影響，則在修復(fù)前對管道周圍土體進(jìn)行注漿加固止水。

2.5 CCTV復(fù)檢

管道CCTV(Closed Circuit Television)檢測是采用先進(jìn)的CCTV管道內(nèi)窺電視檢測系統(tǒng)，在管道內(nèi)自動爬行，對管道內(nèi)的銹層、結(jié)垢、腐蝕、穿孔、裂紋等狀況進(jìn)行探測和攝像，依據(jù)檢測技術(shù)規(guī)程再進(jìn)行評估，為確認(rèn)管道修復(fù)效果提供重要依據(jù)。為了保證修復(fù)效果達(dá)到要求，待管道修復(fù)工作完成后，需要對修復(fù)后的管道進(jìn)行CCTV復(fù)檢。由第三方檢測單位進(jìn)行復(fù)檢。

2.6 經(jīng)濟(jì)性分析

非開挖修復(fù)技術(shù)能有效修復(fù)管網(wǎng)中的3,4結(jié)構(gòu)性缺陷，不僅保證施工安全，還節(jié)約工期，為施工企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

如DN600 mm，埋深3 m的管網(wǎng)，采用CIPP局部樹脂固化點(diǎn)狀修復(fù)，參考廣東省排水管道非開挖修復(fù)預(yù)算定額-2016版，修復(fù)一環(huán)總計花費(fèi)6 158.22元，工期1 d；采用開挖修復(fù)，鋼板樁支護(hù)2萬元，開挖人工及機(jī)械等費(fèi)用1萬元，管材及修復(fù)材料1萬元，回填材料及壓實試驗2萬元，修復(fù)一點(diǎn)共計花費(fèi)6萬元，工期5 d。

3 結(jié)語

管網(wǎng)實體工程經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、勘察單位等子單位、分部、分項驗收，施工質(zhì)量滿足GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范中5.10質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)的主控和一般項目要求；非開挖修復(fù)技術(shù)修復(fù)質(zhì)量滿足CJJ/T 210—2014城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程中7工程驗收的標(biāo)準(zhǔn)要求。

采用CIPP局部樹脂固化點(diǎn)狀修復(fù)、不銹鋼雙脹圈套環(huán)局部修復(fù)(加設(shè)預(yù)處理)等非開挖修復(fù)技術(shù)能有效地解決多種類市政管網(wǎng)工程中易發(fā)現(xiàn)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷，施工質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范的要求，不僅降低了對周圍環(huán)境的影響，還有效治理了施工質(zhì)量通病，為類似工程的后期運(yùn)營修復(fù)提供借鑒。