排水管道非开挖修复预处理技术分析

刘卫超 辜玉红

摘 要：非开挖修复管道技术是指不进行地面开挖而对地下管道进行修复的工艺和技术。该项技术既保证了排水管网的正常运行，又不对路面进行开挖，对交通、环境产生的影响最小，经济效益良好，社会效益得到极大满足。本文以非开挖管道修复为研究对象，对排水管道局部、整体及PVC-U双平壁缠绕管非开挖修复排水管道进行了探讨。以此为城市地下管道非开挖修复工程提供指导意义。

关键词：排水管道；非开挖修复；PVC-U双平壁缠绕管

伴随着城镇化的发展，排水管道建设每年增加，排水管网的规模不断扩大。排水管网是“城市静脉”，承担着城市污水收集和雨水运输任务，是城市安全稳定运行的基础。城市给排水管道系统与其它构筑物一样，越来越老化，不可避免地受到破坏。管道埋深较大，难以直观的了解情况，具有不可见性，在地面上无法了解地下管道的状况，时常毫无征兆地遭到破坏。破坏的后果是运行中断，管道的重建不仅费用不菲，还会带来环境及社会问题。要求最大限度减少管道建设的开挖工作量，最好是零开挖量。所以，管道非开挖修复技术意义重大。

一、排水管道局部、整体非开挖修复技术要点

随着城市道路的作用日趋重要，城市地下管线的错综复杂，使得排水管道的修复技术难度增大，尤其是在大城市，城市道路的开挖越来越受限制

1、排水管道局部非开挖修复技术

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。

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。

套环法：在接口部位安装止水套环的一种点状修理方法。

2、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。按修复后的管道內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。

二、工程概况

某市政道路西侧排水管道为d800 mm钢筋混凝土合流管道，是城市废水排放管道，长约680 m。沿线有30座检查井、58个雨水口，排水主管道主要位于绿化带下，少部分位于慢车道下。由于常年受大化排放废水（碱）的侵蚀，排水管道底部破损严重，大部分管道只剩上半部分。由于管道坍塌，大化东门北侧慢车道上出现了3～4 m2的深坑，其他部位也存在不同程度的坍塌，导致排水不畅、绿化树木死亡，直接影响了城市形象和道路系统的安全，因此必须对该管道进行彻底修复。为了减小对地面其他设施的影响，采用了在线非开挖修复工艺。

三、施工工艺分析

采用非开挖工艺修复混凝土排水管道，可减小对路面设施的影响。PVC-U双平壁缠绕管具有耐酸碱、抗腐蚀、质量轻、施工方便、密封性能好、不渗漏等优点，适用于排水管道的非开挖修复。

1、管材的选用及管径的确定

（1）管材的选用

修复管材必须耐酸碱、抗腐蚀、管壁薄、内径大，且有足够的强度和耐磨性、柔韧性，管接口必须是平口连接，有一定的抗拉强度，价格适中，经比选后，确定选用PVC-U双平壁缠绕管。PVC-U双平壁缠绕管是一种用特定结构型材缠绕的管材，其管径大小可根据需求确定。该产品基材的几何形状为方孔、双壁封闭式结构，从而大大提高了产品的环刚度，特别是将迷宫式封闭理论应用在基材的结合部位，并施以良好的粘合剂粘结，从而使缠绕管具有良好的抗渗性，可承受内压力达0.4MPa。缠绕结构又使该管材在轴线方向形成了仿脊椎体结构，当管材因温度变化及地基沉降而引起管道伸缩、变形时能够起到自身补偿作用。管材接口采用306树脂玻璃布包敷法，对口后管道两端用钢丝刷打毛，将树脂均匀涂在管道的表面，用在树脂中浸泡的30 cm宽的玻璃布拉紧缠绕15层，固化时间为20～30 m in。

（2）管径的确定

PVC-U双平壁缠绕管内壁光滑，其摩阻系数n为0.007～0.01，按惯例取n=0.009。混凝土管道内壁粗糙，n=0.014。根据计算结果，选用Φ720 mm的PVC—U缠绕管，壁厚为20 mm，内径为680 mm，管道流量大于原管道，符合设计要求。

2、施工工艺

施工步骤：打开检查井通风—清淤—截流—导流—开挖工作坑—穿管—稳管—封口—注浆—工作坑处理—拆除截流堰—通水。

（1）通风、清淤、确定穿管方案

对管道实行强制通风，将有毒、有害气体排出，人工进行彻底清淤。管道的淤积深度约为30 cm，淤泥量约为150 m?。将管道中的淤泥及受腐蚀的混凝土清理干净，查看管道的沉降、错位、平直情况，确定穿管方案。

（2）截流、导流、开挖工作坑

施工段有两处过路管道，把过路处检查井南端截住后，通过过路管将水引向道路东侧。如截流段有客水进入时则用潜水泵导流，使本段内无水进入。拆除检查井及前后各一节排水管，工作坑长为5 m，宽为1.5 m。

（3）穿管、封口、注浆

PVC-U双平壁缠绕管（外径为720 mm）每节管长为5 m，将管放入工作坑后再推入混凝土中。穿管时用Φ15 mm钢丝绳拴住管道尾部的垫木，在出口检查井用滑轮导向后，利用机械设备牵引至相应位置，管道前端套上由薄铁皮制作的端帽以防止缠绕管在混凝土管中被卡住，穿管过程中若遇到排水管的局部错位，则采用人工纠偏的方法使管道就位。

封口时在管端新旧管之间的缝隙中塞填M10的水泥砂浆，在塞填前先抬起管端，尽可能使下部空隙最大。采用人工塞填，塞填深度约为50 cm，要求塞填牢固且严密不漏气，并抹压密实。封口时在管道两端分别预留一个排气孔和一个注浆管（注浆管为Φ50 mm塑料管，排气孔为Φ20 mm塑料管），排气孔设在最高处。封口凝固后，对新旧管间的缝隙进行注浆，使PVC-U管与旧混凝土管成为一体。水泥浆采用商品灰浆，粉煤灰与水泥的比例为30∶70，稠度为14～18 s，要求28 d强度≥10 MPa。在水泥浆中加入缓凝减水剂以延缓凝结，满足注浆施工需要。水泥浆从搅拌车放出后进入储浆容器，容器容积约0.2m?，下设支墩，注浆的水泥浆压头约15 kPa。注浆饱满后即封堵排气孔和注浆孔。恢复检查井，两侧用素土夯填。最后拆除截流堰、通水。水泥浆的计算用量和实际用量基本吻合，可见管间缝隙水泥浆饱满。注浆凝固后基本无空鼓。

四、结束语

综上所述，排水管道非开挖修复过程中，由于排水管道存在变形、沉陷、渗漏等结构性缺陷，容易引起管道填埋层产生“流沙”现象，甚至进一步坍塌的问题。为能够在排水管道非开挖修复过程中提供安全可靠的操作空间，需对修复排水管道填埋层进行预处理加固。

参考文献

[1]吴坚慧.排水管道非开挖修复技术综述[J]. 城市道桥与防洪. 2012（08）

[2]范秀清，欧芳，王长青.城市排水管道非开挖修复技术探讨[J]. 市政技术. 2012（01）