非開挖修復技術在城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)修復中的應用研究

柏波

【摘要】隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，市政排水管網(wǎng)建設規(guī)模不斷擴大，排水管網(wǎng)中老舊管道易出現(xiàn)破損、滲漏等問題，對存在病害的排水管網(wǎng)進行修復已成為城市建設維護的重要內(nèi)容。本文結合非開挖修復技術在國內(nèi)外的發(fā)展情況，以成都市新都區(qū)水環(huán)境整治項目管網(wǎng)病害修復工程案例為研究對象，分析非開挖修復技術在城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)修復中的實踐應用，以期為我國城鎮(zhèn)老舊管道的修復工程提供參考。

【關鍵詞】非開挖;修復;排水管網(wǎng)

【中圖分類號】TU992.4

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）11-0114-02

排水管網(wǎng)是城鎮(zhèn)基礎設施的重要組成部分，正常運行與否同人民的日常生活息息相關，老舊管道易出現(xiàn)破損、腐蝕、接口脫落、沉積等問題，導致排水管道堵塞或泄漏，排水能力下降甚至喪失，對存在病害的排水管網(wǎng)進行修復已成為城市設施維護的重要內(nèi)容，相較于傳統(tǒng)的開挖替換原管道，非開挖修復的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。

1. 案例背景

實例項目位于成都市新都區(qū)，通過截污治污、內(nèi)源治理等改善毗河流域主要干支流水系水質(zhì)和水環(huán)境，消除城市建成區(qū)黑臭水體。根據(jù)前期對工程區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)的調(diào)查情況，管道的病害導致新都區(qū)排水系統(tǒng)存在諸多問題，如管道排水不暢，造成管道嚴重淤堵;地下水入滲或污水外溢使管周基礎砂石流失，造成路面沉降塌陷等嚴重安全問題等。

通過對該工程片區(qū)現(xiàn)狀管道QV和CCTV檢測共計715.63km，發(fā)現(xiàn)較大病害2387處，管道存在較多的結構性缺陷，病害情況嚴重，這些缺陷的存在嚴重影響了排水管道的正常運行，由于區(qū)域內(nèi)病害管網(wǎng)數(shù)量大、分布廣，將采取區(qū)域治理，清淤、檢查、修復同期實施的方式進行修復。

2.選取試驗段進行非開挖修復

為制定合理病害管網(wǎng)修復方案和實施組織模式，論證修復技術的可行性，采集修復工作各項經(jīng)濟指標，為后續(xù)大量病害管網(wǎng)修復工作順利開展打下基礎，通過對管道檢測并分析相關數(shù)據(jù)，綜合考慮各項因素如包括管道的狀況、管網(wǎng)的病害類型、損害程度、修復的成本、周期和修復質(zhì)量以及依據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術規(guī)程》CJJ181-2012、《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復更新工程技術規(guī)程》CJJT210-2014計算管段技術參數(shù)等，判定修復方案，特選取興城大道（試驗段一）和工業(yè)東區(qū)永達路（試驗段二）兩段作為病害管網(wǎng)非開挖修復試驗段進行實驗性施工[1]。

對試驗段進行QV檢測，結果顯示管道均存在淤積現(xiàn)象，經(jīng)清淤、沖洗后進行CCTV檢測，結果顯示管道均存在脫節(jié)、滲漏及腐蝕現(xiàn)象。

試驗段一：位于新都區(qū)興城大道南側，為城市主干道，車流量大;本段管道埋深為4.15m，位于主要城市道路，本段RI值為7.6應立即進行修復，SM值為0.81應進行整體修復，故本段修復方式采用CIPP整體修復，固化方式采用紫外光固化。本段管道脫節(jié)缺陷等級為4級，為保證管道結構安全采用全結構性修復。

試驗區(qū)二：位于新都區(qū)工業(yè)東區(qū)永達路，為工業(yè)區(qū)道路，車流量相對較小，本段管道埋深為5.2m，位于主要城市道路，本段RI值為2.3應做修復計劃，SM值為0.22應對滲漏點位進行局部點位修復，修復方式采用局部樹脂固化技術。本段管道滲漏等級為2級，為保證管道結構安全采用半結構性修復。

3.修復技術實施流程

3.1管道封堵

本次試驗段管道封堵方式為氣囊封堵及磚砌封堵。興城大道試驗段主要采用氣囊封堵，支管采用磚砌封堵，并在堵頭上預留一個閥門用于排水。永達路試驗段管徑較大，水位較高并形成負壓，在試驗段上游主管及連接井室的支管采用磚砌封堵，下游采用氣囊封堵，并在主管及支管磚砌堵頭上分別預留三個及一個閥門用于排水，管道封堵均由潛水員（蛙人）下井作業(yè)。

3.2導流及降水

試驗段施工時需要對上游管道和施工段涉及的支管來水進行導流，同時對待修復管道內(nèi)積水進行抽排處理。

3.3井室通風、氣體檢測

為了保證施工及人員安全，人員下井前均對管線進行強制通風，在修復段兩個井口分別架設送風機和抽風機，作業(yè)過程中持續(xù)通風及檢測。

3.4管道清淤及沖洗

為確保清淤質(zhì)量，本次試驗采用兩種清淤方法因地適宜對管線進行清理，清淤方法分別為：專業(yè)人員下井清掏法和水力清掏法。其中興城大道主要采用水力清掏，永達路主要采用專業(yè)人員下井清掏，清掏后用高壓水進行管道沖洗。

3.5紫外光固化修復

紫外線光固化內(nèi)襯修復工藝是將玻璃纖維編制成軟管浸漬光固化樹脂，然后將其拉入原有管道內(nèi)充氣擴張緊貼原有管道，以原有管道為外模，軟管內(nèi)膜為內(nèi)模，然后在紫外光的作用下使樹脂固化形成具有一定強度的復合內(nèi)襯管的非開挖修復。

工藝流程：拉入防護底膜→拉入玻璃纖維內(nèi)襯軟管→綁扎堵頭→軟管加壓充氣→拉入紫外光燈→紫外光固化→接頭處理。

3.6局部樹脂固化修復

工藝流程：判讀修復點位→材料制備→玻璃纖維氈布樹脂浸透→氣囊定位安裝→修復完畢。

4.試驗成果驗收及分析

4.1技術性分析

本次試驗主要對病害管網(wǎng)進行修復施工，修復方法為非開挖修復，其中興城大道試驗段采用整體拉入CIPP紫外光固化修復，永達路試驗段采用局部樹脂固化修復。施工所用材料及施工過程控制滿足設計及規(guī)范要求，重要工序均有政府相關部門指導和參與過程控制，監(jiān)理單位旁站監(jiān)督。

經(jīng)CCTV檢測顯示，內(nèi)襯管表面質(zhì)量滿足要求，在施工現(xiàn)場進行原材料取樣送檢，經(jīng)檢測相關力學性能符合規(guī)范要求。修復效果經(jīng)檢查滿足設計及規(guī)范要求，證明非開挖修復施工工藝行之有效。

4.2經(jīng)濟性分析

因國內(nèi)非開挖修復技術應用起步較晚，材料和設備多依賴進口，費用較高，且在修復成本中占比較大，但非開挖修復受外界影響小，成本具有可控性;而開挖修復受外界環(huán)境影響較大，修復的成本包括：土建工程成本、管道修復成本及地面設施恢復成本和其他成本，并且土建工程及地面設施復原成本在總的工程費用中占比較大。相較于非開挖修復，不可控因素較多，如施工條件不理想，則可能增加工期延長費用、環(huán)保費用、地下交叉管線措施費用、降水費用等一系列額外費用;如遇其他特殊情況（如征地不利），還有可能停工甚至不施工，導致前期工作前功盡棄;在建筑費用外還需增加征地費用、綠化帶及苗木恢復費用、環(huán)保費用、場地準備及臨時設施費用，環(huán)境影響咨詢服務費等。隨著非開挖技術的推廣，材料及設備的更新和國產(chǎn)化，非開挖修復的成本也將進一步降低，經(jīng)濟效益逐漸顯現(xiàn)。

4.3社會效益分析

4.3.1工期分析

非開挖修復受外界環(huán)境影響小， 本次興城大道試驗段于2018年12月2日開始，于2019年3月22日施工完成，不考慮外界因素干擾影響工期，則施工工期為3d;永大路試驗段于2018年12月4日開始，于2019年3月20日施工完成，不考慮外界因素干擾影響工期，鑒于管道內(nèi)淤積嚴重，則施工工期為10d。

針對興城大道及永達路病害管網(wǎng)采用開挖方式進行更換、修復，則涉及的施工有道路（附屬物）破除、支護、開挖、病害管道破除、墊層施工、管道安裝、溝槽回填、道路（附屬物）恢復等，其中不考慮地下管線交叉處理、天氣等意外情況，興城大道施工工期約為42d;永達路施工工期約為55d，相比非開挖修復耗時長，交通影響嚴重，對周邊居民干擾大，不確定性影響因素多。

4.3.2安全環(huán)保分析

（1）安全隱患：非開挖修復主要涉及車輛傷害、機械傷害、中毒和窒息等;開挖施工主要涉及物體打擊、車輛傷害、機械傷害、起重傷害、高處墜落、坍塌等。相比較非開挖修復施工面臨的安全風險小，對施工區(qū)周邊構筑物、地下管線影響小。

（2）環(huán)保方面：非開挖修復施工噪聲、揚塵、廢棄物污染較小;開挖施工過程中道路破除、支護、土方開挖、土方堆放及外運、道路恢復過程中施工噪聲較大，且揚塵多，極易造成大氣污染，施工建筑垃圾較多，固體廢棄物污染大。

5.結論

本論文以新都水環(huán)境綜合整治項目的管網(wǎng)病害修復工程為實例，根據(jù)項目背景與排水管網(wǎng)檢測結果，選擇試驗段進行非開挖修復，主要采用高壓疏通車與人工方式對管網(wǎng)內(nèi)障礙物進行了清除，并采用紫外光固化內(nèi)襯法對CIPP整段進行了修復，采用局部樹脂固化對CIPP局部修復，并對施工效果進行驗收。經(jīng)過技術性分析，證明非開挖修復效果符合設計及規(guī)范要求，經(jīng)過經(jīng)濟性和社會效益分析，證明了非開挖修復工藝是行之有效的方案。

參考文獻

[1]吳堅慧，魏樹弘.上海城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復技術實施指南[M].同濟大學出版社，2010.

（作者單位：中國水利水電第七工程局有限公司）