非开挖技术与开挖技术结合修复市政排水管道工程实例

杜 宪

（河北大地建设科技有限公司上海分公司，上海 201315）

城市排水管网的规模随着城市的发展不断扩建，敷设年代久远的排水管道，在化学、物理、微生物和电化学等综合作用下，会产生渗漏、腐蚀、错位以及变形等功能性缺陷。管道内污水渗漏至周围土壤以及地下水渗入管道内，造成水土流失，土体形成空洞，最终导致路面沉降，管道接口破裂，管道下沉。传统的管道修复方法是对于出现功能性缺陷的管道进行开挖技术修复，即全线更换新管道，该方法不仅工程量大，而且造价高，施工周期长。同时，在城市重要的交通道路上进行管道开挖修复，将对交通造成巨大的影响。非开挖修复技术是指采用少开挖或不开挖地表的方法进行排水管道修复更新的工程技术[1]。与开挖修复方式相比，其技术优势是：可以大幅度减小对交通环境的影响，实现开挖修复方式难以施作的修复区域；施工周期短，安全性高，灵活性强；投资较小[2]。在实际工程中，可采用非开挖技术与开挖技术结合的修复方式，对破损不严重的管道进行非开挖修复，对破损严重、无法进行非开挖修复的管道，进行翻挖新建。

1 张江路排水管道现状

管理单位委托有资质的检测单位对张江路排水管道进行了全面、细致的电视检测。通过CCTV检测报告影像资料，人们可以看到污水管道内局部有渗漏、错位、破裂、坍塌、脱节、变形、障碍物以及沉积等现象问题。张江路CCTV检测排水管道缺陷情况如表1所示。管道四级破裂部位情况、管道三级渗漏部位情况分别如图1、图2所示。

表1 张江路CCTV检测排水管道缺陷情况汇总

图1 管道四级破裂部位情况

图2 管道三级渗漏部位情况

2 修复方案

2.1 修复原则

根据检测报告及《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》，人们可以确定修复范围及方式。CCTV检测合格的排水管道保留利用；仅针对排水管道结构性缺陷进行修复；在污水管道符合地区排水规划要求的基础上，按原管径、原坡度、原标高进行修复，保证修复后管道过水能力尽可能保持不变；原则上以非开挖修复为主，尽量减少对周边环境和交通的影响，减少对居民的影响，缩短修复周期；根据管道修复指数确定修复原则，如表2所示；对于非开挖修复方法，尽可能采用较成熟的非开挖修复方法[3]。

2.2 修复方案的确定

对张江路管道情况进行大量调查：张江路为主干路，交通量很大，交叉敷设的十余条自来水管、电力、电信等管线纵横交错。若采用开挖修复的施工方法在开挖路面后再敷设新的排水管道造价极高。根据污水管道CCTV检测结果，经过多次论证比较各种修复法的优缺点后，确定采用非开挖技术与非开挖技术结合的修复方案。

通过非开挖修复其过水能力能够满足使用要求的，均采用非开挖修复。对破裂、变形、脱节等损害严重的污水管道，无法采用非开挖修复的，采用开挖修复或裂管法修复。Ф1 000 mm及以上钢筋混凝土管道点状修复采用内衬钢套环修复工艺，其他管道均采用局部树脂固化修复；整体修复采用CIPP内衬法。

表2 管道结构性状况评定和修复建议

2.3 排水管道修复方法简介

2.3.1 局部修复工艺

（1）局部现场固化修复技术。局部现场固化修复技术是一种采用紫外线等方法将树脂材料加热固化，使之贴敷于母管的内衬修复方法。该方法施工简单，施工周期短，材料为单液性的注浆材料，设备清洗方便。

（2）不锈钢发泡筒修复技术。其采用的主要材料为不锈钢钢片和化学浆，该化学浆具有遇水膨胀的特性。该修复技术主要是在管道破损处安装不锈钢套环，将不锈钢薄板和涂满发泡胶的泡沫塑料板同时置于套环内，利用膨胀气囊使之贴敷于母管，达到对破损管道修复止水的目的。该方法施工周期短，修复效果好，能够适应带水的工作条件，修复后管道的质量稳定。

（3）聚氨酯堵漏+钢套环修复。该技术是在管道破损开裂处，用快速水泥进行封堵，在裂缝内注入聚氨酯材料后，对嵌补材料膨胀后的碎片进行清除，并用水泥砂浆将管道磨平。该修复技术修复后可大大增加管道的使用年限。

（4）工艺比选。局部修复技术方案比较如表3所示。

局部树脂固化修复技术具有施工速度快、施工方便、造价经济的优点，更适用于小口径DN400 mm～Ф800 mm管道的局部修复。中大口径Ф1 000 mm以上管道局部修复选择技术成熟、强度高、造价经济的聚氨酯+钢套环修复技术[4-6]。

2.3.2 翻转法整体修复（简称CIPP）

翻转法整体修复技术是将树脂软管用温水输送管加热翻转插入辅助内衬管内，利用压缩空气或水使树脂软管膨胀并紧贴在旧管内。在温水循环加热过程中软管硬化成型，破损管道内壁形成强度较高的内衬。该修复技术修复后的管道内壁光滑，强度高，使用寿命长。

2.3.3 裂管法（原位破碎穿插法）

静拉裂管施工，由一个裂管刀具和胀管组成，裂管刀具沿轴向切开原有管道，然后用胀管头撑开原有管道形成新管道进入的空间。原有管道切开后，一般向上张开，包裹在新管道起到保护作用。

2.3.4 开槽埋管修复

（1）适用范围。当管道修复指数（RI）＞7或管道4级破损时，采用开槽埋管修复。适用于管段结构严重损坏的管道，将整段管道全部翻挖更新。

（2）开槽埋管修复工艺。对损坏的管段挖除后按原管径、原坡度和原标高进行原位修复，保证修复后管道过水能力保持不变。修补前均需要对管道两侧进行封堵，确保管道内干燥、无积水。

2.4 排水管道修复方案

通过对各管道的缺陷等级、缺陷位置和管材等进行综合考虑，最终确定每条管道的修复方案。张江路部分管道的修复方案如表4所示。

3 工程经济性分析

张江路污水管道修复采用非开挖技术与开挖技术结合修复的技术，施工周期为一个月，建安费投资控制在125.88万元以内。若采用传统的开挖技术修复，施工周期为三个月，建安费投资超出300万元。由此可见，采用非开挖技术与开挖技术结合修复的方法，更加具有针对性，大大缩短了施工周期，节省了工程造价。

表3 局部修复技术方案比较

表4 张江路部分管道修复方案