玻璃钢管道钢套管内衬局部加强快速修复技术

刘元兰 苟益阳

(北京龙安华诚建筑设计有限公司重庆分公司，重庆 400045)

1 背景

山地城市排水管道由于使用工况的改变和长期污水腐蚀等作用而导致的破裂、坍塌等现象较为普遍，特别是采用新型轻质管材后，由于管道施工过程中回填密实度不足、道路和市政设施改造造成上覆土层厚度变化巨大、车辆荷载以及管材质量等问题，管道破损问题较为突出［1］。在当代城市，地下管网日趋复杂，城市道路交通繁忙，排水管道的开挖对市民生活影响严重，地下排水管道非开挖快速修复技术需求迫切［2］。但是山地城市排水管道往往埋深大、施工距离小，许多在平原城市适用的非开挖快速修复技术在山地城市并不适用或修复成本大幅提升。例如国外应用较广的原始固化软管内衬修复法需要大型施工机具，主要原材料依赖进口，本身修复成本就很高［3］，而山地城市排水管道很多处于交通不便的地方，大型施工机具难于到达。高密度聚乙烯管内衬法则需要开挖大型工作坑，施工成本较高，且影响交通，不适宜大埋深管道的修复［4］。因此迫切需要开发适用于山地城市的新型经济型管道快速修复技术。

2 常用非开挖修复方法比较

排水管道的非开挖修复技术是非开挖施工技术领域中的一部分，是指在地表不开挖或少开挖的情况下对地下排水管道进行修复的技术或科学［5］。与开挖修复法相比，非开挖修复技术经济效益好，环境污染小，对社会的不利影响小。几种主要的非开挖修复技术各有其优缺点，比较如表1所示。

表1 常用的非开挖修复技术比较

可见，各种非开挖修复技术各有其优缺点。其中HDPE内衬修复方法虽然可以用于结构性修复，但在施工中需要开挖很大的工作坑，施工难度大，成本很高。不锈钢内衬法虽然可用于结构性修复，但污水管道容易腐蚀，施工及维护费用较高。CIPP法［6］虽然多方面优点都比较突出，但是其施工造价很高。玻璃钢涂覆法［7］主要缺点是不能用于结构性修复;人需要进入管道工作，存在一定的安全问题。而本文提出的大管径玻璃钢管道钢套管内衬局部加强快速修复技术与主流的非开挖修复技术相比，可用于结构性修复和非结构性修复、施工较方便、价格便宜、对周围环境影响极少。

3 大管径玻璃钢管道钢套管内衬局部加强快速修复技术

针对山地城市管道修复方法存在的问题以及对大管径排水管道修复方法的不适用性，提出了一种大管径玻璃钢管道钢套管内衬局部加强快速修复技术，与玻璃钢涂覆修复技术配合使用，既可以用于管道的非结构性修复，又可以用于管道的结构性修复。与传统的钢套管内衬技术要求管道全长套管不同，本文方法只需在待修管道内安装3段宽度为400 mm的钢套管，并在内插钢管上半圆内壁焊接至少一个起加强作用的月牙肋以增加其强度和刚度，完成对管道的结构性修复。施工前，在待加固修复管道两端的检查井处堆砌砌体，并用砂浆把缝隙封堵，防止漏水。上游管道的污水可通过水泵和软管排放到待修复管道下游，从而不影响排水管道正常运行。对待修复管道进行清洗，并进行CCTV(Closed Circuit Television)管道内窥电视检测系统检查。在施工过程中，把在管道外事先切割加工好的上下半圆钢套管安装就位后使用焊接技术将上下半圆钢套管焊接成一个整体，共同受力，如图1和图2所示。对于有大变形的管段，应先用千斤顶等装备把变形处顶回原处或采用人工切削方法把凸出变形较大的地方削掉，再进行钢套管的安装。完成管道的结构性修复后，采用环氧树脂粘合剂填充钢套管与玻璃钢管道之间的空隙。对待修复管道中有缝隙的部分采用玻璃钢涂覆法修复，增加管道的防腐防漏功能，并确保管道内表面光滑，不阻水。与传统的非开挖技术相比，本方法施工较方便，不需要大型施工设备，材料较节省，修复价格较便宜，适用于管径800 mm以上的管道的修复。

4 工程实例

位于重庆市北部新区西部奥特莱斯W5截流干管服务流域为鸳鸯组团金渝大道东南侧的龙湖南湖郡片区、奥林匹克花园片区等、金山组团金渝大道东南侧的出口加工区片区等，并沿途收集江北区茅溪河两侧地块的污水。2009年2月5日，在重庆市排水有限公司管网管理公司对北部新区W5管线从W5-86号(奥特莱斯门口)至W5-99号段进行结构性例行检查中，发现W5干管出口加工区段管线管道发生变形、破损、塌陷等情况，其中93号～96号段(长度330 m)管道受损严重，造成管线不能正常运行。

图1 内插钢套管局部加强修复平面图

图2 内插钢套管局部加强修复剖面图

采用钢套管内衬局部加强进行结构性修复，采用玻璃钢涂覆法进行非结构性修复，取得了良好的修复效果。加固修复后，管道的变形明显减小，断续性部分裂纹或整体贯穿性裂纹经玻璃钢涂覆后已消失。对修复管道进行了闭水试验，测得管道的渗水率只有0.299%，小于施工规范规定的允许值，满足正常使用要求(见图3～图6)。

图3 待安装钢套管

图4 已安装钢套管与加劲肋

图5 加固修复前管道

图6 加固修复后管道

5 结语

大管径玻璃钢管道内衬粘钢法快速修复技术是一种适用于山地城市的新型经济型管道快速修复技术，施工方便，不需要大型施工设备，材料较节省，修复价格较便宜，适用于管径800 mm以上的玻璃钢管道修复。该技术已成功应用于重庆市北部新区西部奥特莱斯W5截流干管的修复工程中，并取得了很好的经济和社会效益，可推广使用。

［1］ 李春光.城市排水管道修复技术及应用［J］.中国市政工程，2005(2):32-35.

［2］ 王中柱，李 田.城市排水管道开挖与非开挖修复的综合成本分析［J］.给水排水，2008，34(6):95-99.

［3］ 彭朝辉.非开挖管道修复技术介绍［J］.市政技术，2009，27(1):47-52.

［4］ 余美文.排水管道非开挖修复技术［J］.福建建筑，2008(3):89-90.

［5］ 张 浩.非开挖技术在城市给排水管道施工中的应用［J］.安装，2009(9):27-29.

［6］ 张书运，王增义.翻转制管工艺在非开挖修复排水管道中的应用［J］.北京水务，2010(3):34-37.

［7］ 陈立道，施兰章，朱保罗.城市排水管道损坏原因与修复对策［J］.给水排水，2002，28(3):76-79.