非開挖修復(fù)技術(shù)在市政管線工程中的應(yīng)用

王東京

（華設(shè)設(shè)計集團股份有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

鹽城市經(jīng)濟和城市基礎(chǔ)建設(shè)在近幾年得到了大規(guī)模的發(fā)展，城市交通中的車流量也在與日俱增，原先建設(shè)的市政交通難以適應(yīng)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度，市政道路往往出現(xiàn)路面破損、沉降不均勻等現(xiàn)象，造成管道損壞。隨著管道運行周期的延長，管道錯口、破裂和堵塞等問題頻頻出現(xiàn)。對于已建城區(qū)，現(xiàn)狀管線復(fù)雜，如對損壞管道進行開挖施工換管，施工難度大、對周邊影響大、建設(shè)成本高，這時采用非開挖修復(fù)方式能大大降低施工難度和建設(shè)成本。

本次管道非開挖修復(fù)工程位于鹽城市第三防洪區(qū)，其項目為水環(huán)境綜合整治項目工程，并且進行了雨污分流、雨水管道新增等內(nèi)容的設(shè)計。非開挖管道修復(fù)技術(shù)主要是通過既有土層不開挖的形式進行管道內(nèi)襯的安裝，繼而實現(xiàn)管道的功能性修復(fù)，延長使用壽命，該技術(shù)可以減少道路的交通阻滯，避免道路基層出現(xiàn)破壞，對周圍交通環(huán)境的影響較小，施工所需要的周期及成本都能控制在小范圍內(nèi)。

1 工程概況

本文涉及的管道修復(fù)工程屬于鹽城市第三防洪區(qū)水環(huán)境綜合治理子工程項目，其中，鹽城市第三防洪區(qū)總面積達(dá)到了108km2，該區(qū)域北向大道新洋港，東到通榆河，西面達(dá)到大馬溝，南面達(dá)到小新河，且整個區(qū)域內(nèi)部管網(wǎng)項目新建長度達(dá)到了130km，目前存在的管網(wǎng)長度到了406km。既存管道直徑在0.5～1.2m，切中長度達(dá)到了94km；次干管長度達(dá)到了130km。次干管的直徑在0.5～0.8m；支管直徑在0.3～0.8m，且長度達(dá)到了186km，HDPE 材質(zhì)路段總長約為124km。經(jīng)大范圍的CCTV 檢測后發(fā)現(xiàn)HDPE 管存在缺陷比例遠(yuǎn)超出其他材質(zhì)排水管道，約占修復(fù)內(nèi)容的60%。其中涉及HDPE 管材修復(fù)路段總長約18km，修復(fù)路段約7km，約占整路段的40%。修復(fù)前復(fù)測的過程中，發(fā)現(xiàn)在前期檢測到開展修復(fù)很短的時間內(nèi)，新增缺陷點較為明顯且集中在HDPE 管材路段，HDPE 雙壁波紋管新增占比約70%。

工程范圍內(nèi)具有較高的地下水位，污水管道中滲入的地下水也會極大地增加污水處理廠的負(fù)荷。除此之外，很多路段具備較大的交通流量，現(xiàn)場進行管道開挖處理修復(fù)需要具備較大的工作面，極容易造成交通阻滯，因此符合修復(fù)條件的管道優(yōu)先采用非開挖技術(shù)進行管道修復(fù)，本次修復(fù)工程主要采用CIPP、FIPP和裂管法修復(fù)技術(shù)進行修復(fù)。

2 非開挖修復(fù)技術(shù)特點及應(yīng)用

2.1 CIPP 修復(fù)技術(shù)

原位固化法（CIPP）為當(dāng)前被普遍采用的非開挖式管道修復(fù)方式，具有施工時間相對較短、需要的設(shè)備占地面積小、內(nèi)襯管耐久實用、保護環(huán)境節(jié)省資源對交通影響小等特點，且對于施工現(xiàn)場的排水處理也可以臨時進行，特別適用于管道分布區(qū)域較為緊張的老舊城區(qū)、交通要點等位置。原位固化法按施工工藝分為牽引式和翻轉(zhuǎn)式。翻轉(zhuǎn)式施工則主要將軟管內(nèi)側(cè)事先用樹脂進行浸潤，繼而向外翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)安裝；牽引內(nèi)襯方式則通過對軟硬性樹脂灌浸后的軟管進行現(xiàn)場運輸，采取牽引形式進行管道的材料插入，并且在內(nèi)部膨脹壓力作用下實現(xiàn)管壁的緊貼。牽引式和翻轉(zhuǎn)式具備相一致的固化形式，主要采取紫外線加入或者熱水加熱，就目前市場上的管道非開挖修復(fù)處理中，翻轉(zhuǎn)式修復(fù)是占據(jù)主要地位的[2]。

本次工程主要采用紫外光進行管道固化處理，紫外光技術(shù)是原位固化法中常用的技術(shù)，其主要是將玻璃纖維管套經(jīng)過光敏樹脂浸漬后記性修復(fù)管道的套入，繼而進行膨脹充氣處理，再采取紫外光照射處理是的原位固化軟管充分固化，最終達(dá)到一定強度的內(nèi)部襯管，紫外光固化法主要是在待修復(fù)管道內(nèi)部行程具有一定剛度的保護層，使破損管道具備一定的修復(fù)質(zhì)量，且該修復(fù)工程并不需要進行土方開挖；整體施工步驟如下所示，首先對破損管道進行斷水，采取TV 技術(shù)進行管道內(nèi)窺破損檢測，對破損管道進行清水沖洗，對軟襯管進行管道拉入，對襯管進行壓力膨脹加壓，采取紫外光技術(shù)進行軟襯管固化處理。管段的段擴進行處理內(nèi)窺，進行閉水試驗及管道驗收工作，對原位檢修水井進行修復(fù)，土方回填和路面恢復(fù)。

紫外線固化法適用于蒸汽或紫外線燈進行固化，與其他CIPP 修復(fù)工藝對比不僅能源需求較低，紫外光固化處理技術(shù)并不需要現(xiàn)場水源，且相關(guān)操作設(shè)備較為簡單，整體軟管的固化所需要時間較短，在整個處理過程中，可以對CCTV 技術(shù)進行全動態(tài)監(jiān)控，施工技術(shù)人員可以對全過程進行有必要的檢查；并且，紫外線固化法CIPP 在固化作業(yè)后，可以立即拆卸掉，可立刻對修復(fù)管道夾層的密封進行檢查并可以獲得優(yōu)良的質(zhì)量。

2.2 FIPP 修復(fù)技術(shù)

原位熱塑成型管道修復(fù)技術(shù)（FIPP）則主要是對襯管進行工廠預(yù)制，繼而進行加熱軟化處理工藝，將襯管通過牽引裝置引入原有的管道內(nèi)部，再通過熱處理促使管道、襯管之間的結(jié)合，最終獲取高質(zhì)量的內(nèi)襯。該管道修復(fù)技術(shù)充分利用了高分子材料具備熱塑性和多循環(huán)利用的優(yōu)勢，在施工現(xiàn)場進行加熱設(shè)備的安設(shè)，采取加壓加熱方式，以原管為模子形成和原有管道緊密貼合的新管道，F(xiàn)IPP 管道修復(fù)技術(shù)能對市政給排水管道進行修復(fù)處理，且內(nèi)襯具備較好的耐腐蝕性、耐老化特性，具備較高的環(huán)保性，新管道成型后具備較高的強度，能承受地上多類型結(jié)構(gòu)的荷載（水土壓力、車輛、設(shè)備荷載等）。施工流程為：管道斷水→TV內(nèi)窺檢測→管道清洗→TV 內(nèi)窺檢測→襯管軟化，拉入母管→襯管加熱、加壓→固化作業(yè)→管端口處理、TV 內(nèi)窺檢測→閉水試驗及驗收→原井恢復(fù)、作業(yè)坑回填、路面恢復(fù)。

FIPP 技術(shù)主要適用條件如下所示：適用于直徑1.2m 以內(nèi)的多類型管材的修復(fù)；對于多功能管道（雨污水、燃?xì)夤艿溃┒加休^好的修復(fù)功能；對于不同管徑銜接處及錯位明顯、管道較大彎角處都有修復(fù)效果；適用于動荷載、地質(zhì)條件復(fù)雜、交通流量較大的城市區(qū)域管道修復(fù)。

2.3 裂管法修復(fù)技術(shù)

本工程中部分管道損壞嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)性缺陷為4 級，CIPP 和FIPP 等修復(fù)技術(shù)對這類管道無法進行有效修復(fù)，且周邊建筑及管線復(fù)雜開挖換管施工難度大，此時采用裂管法進行換管能快捷有效地進行管道修復(fù)處理。碎裂管技術(shù)的適用對象較為廣泛，可以實現(xiàn)對素混凝土、陶瓷、塑料、鑄鐵管、石棉水泥等材料的破損管道進行更新修復(fù)處理，且不同材質(zhì)的管道直徑一般在75～2000mm 之間。

根據(jù)動力源的區(qū)別不同，碎裂管技術(shù)可以分為如下兩類，即氣動碎裂管、靜拉碎裂管，其中靜拉碎裂管主要是依賴靜力作用實現(xiàn)原油破損管道的碎裂或者采取切割技術(shù)將原有破損管道割裂，繼而采取膨脹頭處理工藝擴大管道；氣動碎裂管技術(shù)則主要采取沖擊錘設(shè)備將原有破損管道進行氣錘沖擊破碎。本工程管道修復(fù)項目主要是采取靜拉碎裂管技術(shù)進行施工，首先將圓錐形狀的裂管頭記性破損管道的插入處理，通過裂管頭破損原有管道，并且將破損管道的碎片進行土體基層的壓入。其次將新管道進行裂開舊管道的后頭拉入，一次完成新管鋪設(shè)和舊管道廢除的整體流程。裂管施工技術(shù)相較于其他施工技術(shù)具備較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，如施工效率快、施工成本較低、對于周圍環(huán)境影響程度較小、地面道路干擾程度較小等。

2.4 修復(fù)效果

目前第三防洪區(qū)范圍內(nèi)管道非開挖修復(fù)工程涉及路段總長約120km，有缺陷待修復(fù)路段長約43km，管道修復(fù)工作已進行過半，通過CIPP、FIPP 等原位非開挖施工技術(shù)管道處理后，具備良好的修復(fù)效果，對于設(shè)計年限中的管道使用耐久性具備良好的性能保障。

圖1 修復(fù)前后管道質(zhì)量

3 小結(jié)

總而言之，鹽城市第三防洪區(qū)污水管道，在避免影響周圍環(huán)境交通的前提下，采取CCTV 技術(shù)檢測，使用CIPP 等技術(shù)修復(fù)管道，污水管道經(jīng)修復(fù)后效果明顯，部分修復(fù)后污水管道已投入使用，運行良好，本工程管道修復(fù)經(jīng)驗可為我國城市舊城區(qū)、重要地段及交通要道處的地下管道的原位修復(fù)提供參考依據(jù)。