关于排水管道非开挖修复技术的探讨

黄漠

【摘要】当前人们更多地关注给水系统的维护和保养而忽视了对排水系统的维护和保养，这使得排水系统长期处于缺乏基本维护的状态。实际上，城市排水系统与给水系统在市政系统中处于同等重要的地位。为了控制地下水的渗入带来的泵站运行电耗升高、污水处理厂处理费用增加、合流制排水系统溢流频率的升高，路面塌陷以及雨污水渗出造成的土壤污染和地下水污染等问题，对已查明管道缺陷的排水管道进行修复已经成为当前城市水务管理的重要任务。本文阐述了排水管道局部非开挖修复技术以及排水管道非开挖整体修复技术，就排水管道非开挖修复的主要技术进行了探讨分析，以供相关人员借鉴参考。

【关键词】排水管道、非开挖修复技术、现场固化法、螺旋制管法、滑衬法、内衬法

在市政设施中排水管道扮演着重要角色。目前我国大多数城市，排水管道损坏的修复的方法都是采用明开挖的方法进行修复。但随着城市化的进展，城市地下管线错综复杂，城市道路的负荷越来越严重，使得排水管线在修复的过程中存在大量的技术问题。因此必须采用非开挖修复技术进行排水管道修复。

一、排水管道局部非开挖修复技术

1、嵌补法：在点状修理中，接缝嵌补是应用最早的一种非开挖修理方法。 早期的嵌补材料为石棉水泥，属刚性材料，抗变形能力差。近年来，化学材料越来越多，有环氧焦油砂浆、聚硫密封胶、聚氨酯等。这些分化学密封料属于柔性材料，抗变形能力强，密封效果好。优点：价格便宜，修补后对水流没有影响。缺点：施工期长，耗费人工多，质量稳定性差。虽然嵌补法有这些缺点，但因为价格便宜，在 1m以上的大管道中还是经常被采用。

2、注浆法：通过向接口部位和管外土体注浆来堵塞渗漏是又一种常用的点状修理方法。注浆材料可分为水泥浆和化学浆两种；按注浆管的设置位置又可分为地面向下注浆和管内向外注浆两种。美国和日本规定，严重渗漏的管道不宜采用注浆法，注浆后每隔半年还要进行回访。注浆法经常作为一种辅助手段和嵌补法同时使用。优点：修复缺陷点同时具有填补土体中的空洞，增强管道基础承载力的作用。缺点：比较盲目，可靠性比较差。

3、套环法：在接口部位安装止水套环的一种点状修理方法。

二、排水管道非开挖整体修复技术

整体修复技术是对检查井之间的整段管进行修复的技术。采用整体修理可以达到防腐、防渗，增加结构强度甚至整旧如新的目的。总体上看，整体修复是排水管道非开挖修复技术的主流。按修复后的管道内的内衬管和原有旧管之间的结构不同进行分类，非开挖整体修复技术可以分为自立管、复合管、双层构造管三种类型。

排水管道的非开挖整体修复方法经过数十年的发展，现在已经十分丰富。包括现场固化法、螺旋内衬法、短管内衬法、滑动内衬法、紧贴内衬法、PE灌浆内衬法、裂管法和喷浆内衬法等。在排水管道非开挖修复技术发展的过程中，滑衬法是第一个被广泛应用于排水管道非开挖修复工程的非开挖工法；螺旋内衬法凭借其能够带水施工的特点在澳大利亚等地方得到广泛的应用；现场固化法（CIPP）是现在世界上应用最广泛的非开挖修复技术。

三、排水管道非开挖修复的主要技术分析

1、现场固化法。现场固化法适用范围广，质量好，对交通环境影响小，是目前世界上使用最多的一种非开挖修复方法。现场固化法不仅可用于圆形管道的修复，而且对蛋形，马蹄形甚至方形管道的修复都有很好的适用性，经过准确的设计计算可以保证CIPP内衬管与旧管道完全紧贴在一起：CIPP内衬管固化后与旧管道形成整体，有较高的物理强度；CIPP内衬材料的耐腐蚀性能好，其使用寿命可长达50年：CIPP内衬管管壁光滑，有效提升管道水力性能；现场固化法施工不需要开挖工作坑，单次连续修复长度超过200m，尤其适用于交通繁忙的城市中心地下排水管道的修复。

现场固化法原理是利用热固性树脂材料在未固化前是液态粘稠材料的特点，将灌注饱和树脂的织物软管安装到旧管道中，织物软管紧贴能够原管道内壁形成与原管道完全相同的形状，然后通过加热或其它方式使树脂固化定型完成修复。现场固化法的主要材料包括热固性树脂系统、织物软管和外衬层。

应用CIPP法修复地下排水管道的现场施工过程主要包括灌注饱和树脂织物软管的安装和固化两个过程。在管道清洗干净和CCTV检测确认完毕后，就可以开始CIPP内衬的安装工作了，即：将灌注饱和树脂的织物软管安装到旧管道中，通常织物软管的树脂灌注是在工厂内预先进行的，也有些小管径CIPP管的树脂灌注可以在现场进行。安装通常使用水或空气进行加压，使织物软管紧贴旧管道内壁。然后使用热水或者蒸汽进行加热固化施工，也有工法采用紫外线进行固化施工。固化完成后，新管尺寸比原管道略为减小，形状与原管道完全相同。新管道拥有光滑的内表面，能够有效改善管道的水力性能。

2、螺旋制管法。螺旋制管法是将带肋的PVC或PE板材从井口送入井内，然后由安装在井内的制管机将PVC板带绕制成螺旋管，制成的螺旋管不断向管内推进形成新管以完成管道修复。螺旋制管法在国际排水管道非开挖修复市场上的份额仅次于现场固化法，在其发源地澳大利亚.螺旋制管法比现场固化法的应用更加广泛。

螺旋制管法主要包括：螺旋固定管法、螺旋扩张法、内缠绕工法三类工法。最初螺旋固定管法由于需要在内衬管和原管道间注浆被视为滑衬法的一种，代表工法有Rib-loc公司的利乐螺旋缠绕固定管工法；其后螺旋扩张法被视为紧贴内衬工法的一種，代表工法有Rib-loc公司的利乐螺旋扩张法，衬管扩张后紧贴母管，断面损失小；而内缠绕工法的出现，使得螺旋制管法可以从这两类工法中完全独立出来，代表工法有Rib-loc公司的自行式螺旋管法制管机在旧管道内行走，管径可随时变化，制管长度不受限制。

3、滑衬法和紧贴内衬法。由于滑衬法和紧贴内衬法都是在旧管道内插入一条新管道，以完成修复的工法，所以将两类工法放在一起进行讨论。滑衬法起源于上世纪60年代中期的美国，是最早应用于排水管道修复的非开挖技术。1983年，缩径法与折叠管法先后被开发出来。（1）滑衬法。滑衬法是将一根直径稍小的新管直接插入或拉入旧管内，然后向新旧管之间的环形间隙灌浆，予以固定形成有一定内外承压能力的管中管的修复方法。滑衬法操作简单，施工速度快，但衬管对管道断面影响较大且结构强度不大，需要开挖工作坑，对交通影响大.尤其对于埋深很深的排水管道，使用滑衬法需要开挖的工作坑必然很大，所以现在滑衬法在排水管道修复工程中已不多见。（2）紧贴内衬法。紧贴内衬法实际上是改进的滑衬法，其内衬管原始外径比原管道内径大3%-5%，在施工前，将内衬管通过机械变形，在经过暂时性的缩径后，可以很容易的安装，入原管道，通过加热、加压、机械成形装置或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与旧管形成紧密的配合。紧贴内衬法可分为缩径法与折叠管法两种。

结束语

非开挖修复技术推广的难度在于修复费用的居高不下，费用高的主要原因在于材料完全依赖进口的原因，使得修复成本大大提高。若我国非开挖修复进入全新的阶段，材料能在国内批量生产，那么修复费用也会相应降低。所以在不久的将来非开挖修复技术定会被排水和市政行业所接受，并且广泛的利用于城市管道的修复。

参考文献：

（1）采用聚乙烯内衬修复管道施工技术规范（SYT4100—2007）

（2）管道检验法规：使用中管道系统检验、修理、改造和重新评估（API570—2006a）