非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中運(yùn)用研究

鄺綺雯

（廣州邦城市政規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢有限公司，廣東廣州 510630）

0 引言

城市給排水管網(wǎng)建設(shè)作為城市公共基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容之一，對(duì)推動(dòng)城市建設(shè)具有積極意義。城市地下管道系統(tǒng)日益復(fù)雜，管道交錯(cuò)，對(duì)給排水管網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，非開挖修復(fù)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠最大程度改善上述問(wèn)題，提高給排水管網(wǎng)工程質(zhì)量。

1 非開挖修復(fù)技術(shù)的含義

非開挖修復(fù)技術(shù)是指實(shí)際施工中利用先進(jìn)技術(shù)與機(jī)械設(shè)備借助導(dǎo)向鉆頭向地下開展小面積的施工技術(shù)，達(dá)到修復(fù)、更換管線的目的。由于非開挖修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中既不會(huì)阻礙交通，也不會(huì)對(duì)地面綠植造成嚴(yán)重的破壞，更不會(huì)影響地下管線修復(fù)區(qū)域及其周邊人們的正常生活秩序，因此，在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展背景下，非開挖修復(fù)技術(shù)有著較為廣闊的應(yīng)用前景以及較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。具體來(lái)說(shuō)，一方面，在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過(guò)程中，為進(jìn)一步提升自身的發(fā)展質(zhì)量，大部分城市對(duì)自身的給排水管網(wǎng)體系進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，但在管網(wǎng)體系升級(jí)過(guò)程中，若應(yīng)用傳統(tǒng)的開挖更換管道的方式，不僅需要消耗大量的資金，還會(huì)對(duì)管道體系開挖施工區(qū)域及其周邊的環(huán)境、交通等活動(dòng)產(chǎn)生一定的影響?，F(xiàn)階段，為降低這一情況給城市經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展造成的阻礙，可以將非開挖修復(fù)技術(shù)應(yīng)用到工程施工活動(dòng)中，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的“微創(chuàng)”施工技術(shù)與設(shè)備，減小管網(wǎng)體系更新在施工時(shí)的影響面積，降低管網(wǎng)體系施工區(qū)域的修復(fù)難度，在提升工程施工效率、保障工程施工質(zhì)量、降低施工成本的同時(shí)，降低工程施工給城市環(huán)境造成的不利影響。另一方面，在管網(wǎng)體系的應(yīng)用過(guò)程中，受給排水管網(wǎng)內(nèi)水體與周圍土壤腐蝕、環(huán)境、工程施工磕碰等因素的影響，管網(wǎng)體系可能會(huì)出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在不僅影響了管網(wǎng)內(nèi)水體運(yùn)輸?shù)陌踩?，還會(huì)給人們的正常用水造成一定的阻礙，現(xiàn)階段，為了切實(shí)解決上述問(wèn)題，不僅需要人們定期開展管網(wǎng)檢修工作，還需要在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，相較于管網(wǎng)體系整體優(yōu)化或者整段給排水管更新工作，這種輕微缺陷修復(fù)工作需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理的區(qū)域相對(duì)較小，為了減少問(wèn)題處理成本、縮短問(wèn)題處理時(shí)間，可以將非開挖修復(fù)技術(shù)應(yīng)用到管網(wǎng)體系微小缺陷的修復(fù)處理工作中，將對(duì)城市管道、交通的破壞性降到最低，為城市健康可持續(xù)發(fā)展提供有效的支持[1]。

2 非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用現(xiàn)狀

作為現(xiàn)代化的新型給排水管網(wǎng)建設(shè)施工技術(shù)，非開挖修復(fù)技術(shù)對(duì)提高工程施工質(zhì)量和水平具有積極的作用，能夠有效減輕周圍建筑物和建筑設(shè)備的影響。但現(xiàn)階段，依然存在實(shí)際應(yīng)用中缺少科學(xué)、合理的規(guī)劃和指導(dǎo)，行業(yè)管理制度不完善，加之政策落實(shí)不到位等問(wèn)題，造成非開挖修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用減少，影響了城市健康發(fā)展。具體來(lái)說(shuō)，相較于施工成本相對(duì)較低、施工技術(shù)較為簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)直接開挖施工技術(shù)，非開挖修復(fù)技術(shù)作為新型的施工技術(shù)，對(duì)施工人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平有著較高的要求。當(dāng)前，在工程施工過(guò)程中的人才配置主要集中在建筑設(shè)計(jì)等部門，而實(shí)際施工人員的專業(yè)能力不高，導(dǎo)致其無(wú)法滿足非開挖修復(fù)技術(shù)對(duì)人才的需求，非開挖修復(fù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值無(wú)法有效地體現(xiàn)出來(lái)，降低了施工效率，甚至影響施工進(jìn)度。同時(shí)，城市給排水管網(wǎng)建設(shè)涉及內(nèi)容多，工程較為復(fù)雜，因此需要在施工前做好規(guī)劃與準(zhǔn)備工作，相關(guān)部門需要及時(shí)予以指導(dǎo)。但考慮到非開挖施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短的影響，這一技術(shù)行業(yè)管理制度不夠完善，這一情況的出現(xiàn)導(dǎo)致在實(shí)際的施工過(guò)程中，應(yīng)用非開挖修復(fù)技術(shù)開展城市給排水管道體系的建設(shè)時(shí)，施工人員往往缺乏合理、科學(xué)的指導(dǎo)，容易在某一關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)銜接不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，進(jìn)而降低非開挖修復(fù)施工工作的質(zhì)量[2]。

3 非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中的施工準(zhǔn)備

對(duì)于城市給排水管網(wǎng)建設(shè)工程來(lái)說(shuō)，其施工質(zhì)量的高低直接影響了城市的發(fā)展，所以，在施工前需要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察與調(diào)研工作，明確地下水與地質(zhì)情況，做好分析與研究工作，確保工程施工安全，為后期的管網(wǎng)鋪設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段，政府部門對(duì)非開挖修復(fù)技術(shù)的關(guān)注度不斷提升，并且通過(guò)將這一技術(shù)應(yīng)用到金澤水庫(kù)原水水處理工藝優(yōu)化與安全輸配技術(shù)研究與應(yīng)用（2017ZX07207004）課題的研究、江南某城市排水管理排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)與預(yù)防性修復(fù)工程等工作中的方式，進(jìn)一步提升了當(dāng)?shù)亟o排水管道體系建設(shè)工作的完善度。需要注意的是，在開展給排水管網(wǎng)體系及建設(shè)施工時(shí)，應(yīng)用不同的非開挖修復(fù)技術(shù)，所需要開展的準(zhǔn)備工作內(nèi)容也有所差別。具體來(lái)說(shuō)，若在工程設(shè)計(jì)階段決定本次工程施工技術(shù)為管道內(nèi)襯修復(fù)，為了保證工程施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，需注意以下4點(diǎn)。

（1）在工程施工前需要通過(guò)停水檢查的方式，了解給排水管道的實(shí)際損壞情況，并且通過(guò)在上游檢查井處設(shè)置泵排水的方式，避免出現(xiàn)溢滿現(xiàn)象。在對(duì)排水管網(wǎng)體系測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證管道的長(zhǎng)度、埋深等內(nèi)容的測(cè)量誤差應(yīng)在-5cm與+5cm之間，管道管徑的測(cè)量誤差必須在±5cm以下。

（2）在檢查過(guò)程中，若給排水管道的管徑在800mm以下，則可以應(yīng)用CCTV檢測(cè)車完成管道損壞情況的檢查工作，若管道管徑超過(guò)了800mm，那么在檢查過(guò)程中既可以應(yīng)用CCTV車又可以采用人工檢測(cè)的方式，了解管道的實(shí)際情況。

（3）管道內(nèi)襯修復(fù)檢測(cè)工作應(yīng)當(dāng)有專業(yè)技術(shù)人員或者在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下完成，以便保證管道內(nèi)出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)位、變形、腐蝕、漏水等問(wèn)題的破損區(qū)域、破損程度以及破損點(diǎn)的數(shù)量均能得到準(zhǔn)確的描述。

（4）在檢查過(guò)程中，待修復(fù)的給排水管道內(nèi)存往往會(huì)存在接口錯(cuò)位的現(xiàn)象，若錯(cuò)位尺寸小于管徑的10%，那么可以直接進(jìn)行軟管內(nèi)襯施工，若錯(cuò)位尺寸超過(guò)了管徑的10%，那么在進(jìn)行內(nèi)襯施工前，需要先對(duì)錯(cuò)位點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)孔徑、注漿等處理，以便為后續(xù)管道修復(fù)施工活動(dòng)的順利開展提供有效的支持[3]。

若在工程設(shè)計(jì)階段決定本次工程施工技術(shù)為頂管施工修復(fù)，為了保證工程施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，需注意以下4點(diǎn)：①應(yīng)當(dāng)先搭設(shè)施工區(qū)域的圍擋，并完成施工區(qū)域的物探、坑探以及相應(yīng)的調(diào)查工作，并依據(jù)工程的實(shí)際施工需要，選擇合適的施工材料，然后選擇合適的區(qū)域開展材料堆放、材料加工場(chǎng)地的搭架施工。②編制頂管施工計(jì)劃，并參照施工計(jì)劃組織施工人員學(xué)習(xí)施工圖紙，制定科學(xué)的材料、人工、設(shè)備使用計(jì)劃，然后對(duì)非開挖施工場(chǎng)地與會(huì)審過(guò)的施工圖紙現(xiàn)場(chǎng)情況是否一致進(jìn)行審核。③選擇合適的工作坑位置，人工開挖深度控制在1.5m以上，以便保證頂管施工活動(dòng)的安全性。④在確認(rèn)頂管段長(zhǎng)度后，令設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，在此過(guò)程中需要保證設(shè)備的完好性。

此外，在正式開始管道修復(fù)工作前，無(wú)論使用哪種修復(fù)技術(shù)，為了保證修復(fù)材料能夠與管道本身進(jìn)行有效的接觸，需要先應(yīng)用到高壓清洗技術(shù)清除管道中沉積多年的污垢，保證地下管道水流的暢通性，進(jìn)一步提升管道的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效果。

4 非開挖修復(fù)技術(shù)在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用分析

4.1 管道非開挖修復(fù)

4.1.1 內(nèi)外襯修復(fù)技術(shù)

在進(jìn)行管網(wǎng)修復(fù)時(shí)，首先需要做好施工前的檢查工作，確保已經(jīng)損壞的管網(wǎng)能夠在第一時(shí)間被修復(fù)。管網(wǎng)的修復(fù)主要以外防腐蝕層、內(nèi)修復(fù)兩種修復(fù)，進(jìn)一步提升修復(fù)質(zhì)量和水平。其中，在進(jìn)行管道的外防腐層修復(fù)過(guò)程中，首先需要做好管道外層防腐檢測(cè)與評(píng)估工作，由專業(yè)技術(shù)人員做好全方位的檢測(cè)與研究后依據(jù)管道的實(shí)際破損情況進(jìn)行合理判定，再制定科學(xué)的修復(fù)方案。相對(duì)于外層防腐修復(fù)來(lái)說(shuō)，管道內(nèi)部的修復(fù)難度更大，對(duì)工作人員的專業(yè)技術(shù)要求也更高。因此，在修復(fù)管道內(nèi)部時(shí)，多采用內(nèi)襯修復(fù)法，在此過(guò)程中，借助氣壓的作用將帶有防滲膜的纖維管進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)，使其移到管道的內(nèi)部，達(dá)到管道內(nèi)部修復(fù)的目的。在進(jìn)行小口徑管道的局部缺陷修復(fù)時(shí)，需要做好管道基層的加固工作，采用對(duì)小口徑管道鉆孔灌漿的方式，充分利用漿料填充的方式使得基層更加密實(shí)，達(dá)到加固的目的。例如，當(dāng)采用內(nèi)襯管穿插時(shí)，就需要在原有管道端口設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)滑口，避免內(nèi)襯管道出現(xiàn)損傷。在進(jìn)行連續(xù)管道的穿插過(guò)程中，需要在地面設(shè)置滾輪架傳送，內(nèi)襯管的需要伸出原有管道端口一段距離后且保證經(jīng)過(guò)24h的應(yīng)力恢復(fù)后進(jìn)行再進(jìn)行操作。該種方式的主要優(yōu)勢(shì)在于不僅修復(fù)效果較好，且施工效率較高，能夠?qū)崿F(xiàn)短期內(nèi)的管道內(nèi)部修復(fù)，有效延長(zhǎng)管道的整體使用壽命[4]。

4.1.2 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)分為氈筒氣囊局部成型技術(shù)、人工玻璃鋼接口技術(shù)，對(duì)于管徑超過(guò)850mm的局部修復(fù)時(shí)，可進(jìn)一步提升修復(fù)的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。能夠有效應(yīng)用于鋼筋混凝土材質(zhì)的污水排水管道中。其原理主要為利用樹脂和水的混溶性，一般性質(zhì)的污水對(duì)其性能影響較小。施工簡(jiǎn)單且設(shè)備清洗較為容易。其性能指標(biāo)如表1所示。在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，需要保證管道接口的裂縫較為嚴(yán)密，接口的處理需要滿足設(shè)計(jì)需求，修復(fù)后的氈筒寬度需控制在45cm以內(nèi)，保證水流的暢通性。同時(shí)需要保證氈筒表面的光滑性。

表1 性能指標(biāo)

4.2 管道非開挖更換

現(xiàn)階段，給排水管線更換時(shí)，較為常用的方式包括保管法與吃管法兩種，其中，爆管法是一種利用徑向力破碎并增大現(xiàn)有管道，便于新管道安裝的一種技術(shù)方式，按照爆管工具的不同，爆管法又可以分成氣動(dòng)爆管、液動(dòng)爆管與切割爆管三種類型，在非開挖修復(fù)工作中，氣動(dòng)與液動(dòng)爆管法更適用于管徑在1200mm以下，管材為陶土、混凝土、鑄鐵等脆性材料制成的管道更換施工中，并且更換的新管道材料可以是PE、PP、陶土、玻璃鋼等，同時(shí)，新管的直徑既可以與原管相同，也可以比原管直徑大50%左右。切割爆管法更適用于鋼管更新工作中，更換的舊管管徑應(yīng)當(dāng)在50～150mm的范圍內(nèi)，更換的新管管材主要為PE。吃管法也是較為常見(jiàn)的管線更換方式，相較于爆管法，更適合應(yīng)用于堅(jiān)硬的土層舊管破碎外擠較為困難的情況，在給排水管網(wǎng)非開挖修復(fù)工作開展過(guò)程中，吃管法的應(yīng)用不僅不會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生明顯的擾動(dòng)，降低施工活動(dòng)對(duì)周圍管線以及地表建筑的影響，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原管線的迅速更換[5]。

4.3 管道非開挖敷設(shè)

管線的鋪設(shè)方式主要為頂管法、螺旋鉆進(jìn)法、微型隧道施工法、夯管法、水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法等多項(xiàng)技術(shù)方式，具體如下。

4.3.1 頂管法

為最大程度降低給排水管網(wǎng)建設(shè)對(duì)建筑物及交通的影響，管線的敷設(shè)通常選擇非開挖修復(fù)技術(shù)中的頂管法，頂管法能夠利用液壓千斤頂順利地將管道鋪設(shè)到土層中，管道內(nèi)部殘留的雜質(zhì)和泥沙能夠及時(shí)清理干凈，確保管道內(nèi)部清潔、暢通。頂管法能夠有效應(yīng)用于500～4200mm的管道。

4.3.2 螺旋鉆進(jìn)法

螺旋鉆進(jìn)法是指將螺旋鉆進(jìn)設(shè)備放置在提前預(yù)備好的工作坑中，利用螺旋鉆桿進(jìn)行作業(yè)，在此過(guò)程中需要將鋼管放到螺旋鉆桿的外部進(jìn)行管線的鋪設(shè)，對(duì)于微型隧道施工法來(lái)說(shuō)，該種方式能夠有效地應(yīng)用在重力排水管道的建設(shè)中，原理在于能夠借助鉆掘系統(tǒng)將土屑進(jìn)行有效的削切，削切后的土渣能夠順利通過(guò)出渣系統(tǒng)排出。

5 結(jié)語(yǔ)

城市化進(jìn)程的加快，城市道路建設(shè)水平的高低直接影響城市的健康、穩(wěn)定發(fā)展。原有的城市給排水管網(wǎng)建設(shè)技術(shù)無(wú)法滿足現(xiàn)代化的施工要求，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，非開挖修復(fù)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在城市給排水管網(wǎng)建設(shè)中有效應(yīng)用非開挖修復(fù)技術(shù)能夠有效提升工程施工質(zhì)量和水平，為給排水管網(wǎng)建設(shè)提供了新的機(jī)遇。因此，需要重視非開挖修復(fù)技術(shù)的有效應(yīng)用，進(jìn)一步提升給排水管網(wǎng)建設(shè)水平，推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展。