給排水管線結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)加固施工技術(shù)研究

呂志霖

（中國華西企業(yè)股份有限公司安裝工程公司 四川成都 610000）

一、引言

近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市地區(qū)地下管線的建設(shè)發(fā)展迅速，但與地下管線有關(guān)的問題卻越來越，“城市內(nèi)澇”“停水停電”之類的問題頻發(fā)。地下管線具有信息傳輸、防洪和減災(zāi)以及廢物處置的能力，這些是城市生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是城市建設(shè)健康協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要保證[1]。因此，管理和維護(hù)城市的地下管線并為國民經(jīng)濟提供更好的服務(wù)非常重要[2]。

二、城市地下管線存在的主要問題

結(jié)構(gòu)性缺陷的類型主要有以下幾種[3]：

（1）破裂：管道的外部壓力將超過管道承載能力，從而導(dǎo)致管道破裂，破裂一般有三種形式：環(huán)向、縱向和復(fù)合。

（2）變形：管道變形，變形率是最大變形內(nèi)徑除以原始內(nèi)徑。

（3）錯位：兩根管道的承插接頭脫落，并且不在管上的正確位置。相鄰的管道看起來像“半月”。

三、地下管線結(jié)構(gòu)性缺陷的修復(fù)加固施工技術(shù)

開挖所造成的污染，交通擁堵以及巨額投資，社會各界都難以接受。特別是近年來，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，各種地下管線變得密集，地下資源變得非常緊張，許多城市沒有新的地下管線。傳統(tǒng)的維修技術(shù)用于維修舊管道。在許多泄漏和復(fù)雜的地下管道等特殊條件下，施工變得更加困難，完全恢復(fù)原始管道的生產(chǎn)效率是困難的，并且不可能從根本上解決問題[4]。目前非開挖技術(shù)主要有：內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)、CIPP原管位固化法修復(fù)等。

（一）非開挖修復(fù)加固準(zhǔn)備

1.封堵導(dǎo)

首先，對城市地下管線進(jìn)行非開挖修復(fù)，然后根據(jù)場地要求制定合理的封堵導(dǎo)流方案。通常分段進(jìn)行導(dǎo)水，以確保施工順利并減少對周圍管道的影響。在修復(fù)施工污水管道之前，將檢查井用磚塊堵住，接下來，在檢查井中安裝泵和軟管，并將水排到下游井。封堵導(dǎo)流見圖1所示。

圖1 封堵導(dǎo)流示意圖

2.管道清淤、沖洗

在修復(fù)加固之前，應(yīng)清潔并凈化施工段中的管道，可以使用高壓水射流清洗?？奢p松清除難以清洗的硬質(zhì)污垢、沉積物、污泥等，可以擴大管道有效橫截面，提高傳輸效率。首先，使用高壓清洗車疏通和清潔施工現(xiàn)場。如果不可以疏通，則首先使用水平鉆機將鉆桿鉆入井眼施工段的管道中，然后使用旋轉(zhuǎn)、推動和拉動鉆桿或刮刀前面的鉆頭的方法清理管道，在此期間，使用高壓噴嘴沖洗損壞的管道，重復(fù)幾次以清除井中的碎屑和淤泥，并及時運輸。如有必要，將絞盤放在上游和下游的井中，并使用帶有刮刀或鋼絲球的鋼絲繩反復(fù)在管道內(nèi)拖動以清潔泥土、沙子和墻壁附著物。

（二）內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)法

內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)的示意圖如圖2所示。內(nèi)襯HDPE管道的修復(fù)可分為兩種方法：多級等徑壓縮法（O-HDPE）和U形截面壓縮法（UHDPE）。

圖2 內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)示意圖

（三）CIPP原管位固化法修復(fù)法

CIPP全稱為Cured In Place Pipe，稱為原位固化法。玻璃纖維襯里軟管基于高質(zhì)量的玻璃纖維縫織物，采用嚴(yán)格科學(xué)的樹脂體系制成。使用樹脂的光固化原理，轉(zhuǎn)動未固化的玻璃纖維襯里軟管或?qū)⑵淅牍艿?，用水或氣體將其弄圓，觸發(fā)樹脂固化條件，然后固化管道中的樹脂，使其膠合到原始管道的內(nèi)壁以形成新的復(fù)合管道[5]。適用于DN200-DN3000直徑。

1.工藝特點

CIPP原管位固化法修復(fù)法的工藝特點如下[6]：（1）不需開挖，節(jié)能環(huán)保；（2）工期短，管道使用壽命達(dá)50年；（3）內(nèi)襯修復(fù)管道內(nèi)壁可隔離腐蝕環(huán)境并減少管道內(nèi)部腐蝕。

2.翻轉(zhuǎn)法

1.工藝特點

管道修復(fù)在現(xiàn)場進(jìn)行施工，不需要全線開挖，一次施工的長度為1000至1500米，施工周期短，適用于DN100～DN1600各種材料的管道修復(fù)，具有耐高溫，無結(jié)垢，壽命長的特點，整體性能良好。

2.截面U型壓縮法（U-HDPE）

截面U型壓縮方法是一種HDPE襯管，其外徑等于主管道的內(nèi)徑，U形擠壓裝置將橫截面壓縮為雙層U形，這將襯套的橫截面積減少了約40%，并允許通過牽引將其快速插入主管道中。具有減小較大的橫截面和所需的相對較低的牽引力的優(yōu)點。

3.多級等徑壓縮法（O-HDPE）

在多級等徑壓縮方法中，通過使多級拉伸后的外徑略大于主管的內(nèi)徑，截面積小于主管的內(nèi)徑，并通過牽引力將其快速插入原始管中。安裝襯管后，HDPE襯管會根據(jù)記憶特性反彈，HDPE襯管的外壁與主管的內(nèi)壁相吻合，從而形成堅固的插入管。

該技術(shù)涉及將浸漬有熱固性樹脂的增強承重軟管的一端固定到要維修的管道的入口，然后使用水或氣壓將軟襯套的內(nèi)層向外翻轉(zhuǎn)以修復(fù)管道。與要修復(fù)的管道內(nèi)壁完全結(jié)合后，在要修復(fù)的管道內(nèi)壁附近形成一層具有防銹和防滲透功能的管道襯里。

此方法的最小管道直徑為50 mm，最大管道直徑為1 200 mm，這種方式所需的工作坑很小，通?？梢匀菁{一兩個人，就確保管道的整體密封性能而言，特別適合鑄鐵和混凝土管道接頭的質(zhì)量低于標(biāo)準(zhǔn)的情況。

3.拉入法

在維修過程中，將軟管完全浸入樹脂中，抽入管道中，然后從城市排水管道檢查井進(jìn)行維修，然后對軟管進(jìn)行水壓漲圓，以達(dá)到維修目的。從城市管網(wǎng)的修復(fù)狀況來看，該技術(shù)的強大適應(yīng)性和可靠的修復(fù)效果使檢查井的運行可用于保護(hù)原有的管線和道路，實現(xiàn)非開挖。

四、結(jié)束語

給排水管線的結(jié)構(gòu)性缺陷問題，經(jīng)常發(fā)生管道破裂、變形、錯位等問題。目前非開挖技術(shù)主要有：內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)、CIPP原管位固化法修復(fù)等。內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)法在現(xiàn)場進(jìn)行施工，不需要全線開挖，一次施工的長度為1000至1500米，施工周期短，適用于DN100～DN1600各種材料的管道修復(fù)；CIPP原管位固化法修復(fù)法不需開挖，節(jié)能環(huán)保，工期短，管道使用壽命達(dá)50年，內(nèi)襯修復(fù)管道內(nèi)壁可隔離腐蝕環(huán)境并減少管道內(nèi)部腐蝕。但是內(nèi)襯HDPE管道修復(fù)法修復(fù)后的管道過水段面積損失較大，影響管道的通水能力；因此使用CIPP方法進(jìn)行管道修復(fù)是最佳選擇，簡化了現(xiàn)場維修工作，節(jié)省了投資和施工時間，增強了原始管道的功能并延長了使用壽命。