非开挖修复技术在城镇排水管网修复中的应用研究

柏波

【摘要】随着我国城镇化的不断发展，市政排水管网建设规模不断扩大，排水管网中老旧管道易出现破损、渗漏等问题，对存在病害的排水管网进行修复已成为城市建设维护的重要内容。本文结合非开挖修复技术在国内外的发展情况，以成都市新都区水环境整治项目管网病害修复工程案例为研究对象，分析非开挖修复技术在城镇排水管网修复中的实践应用，以期为我国城镇老旧管道的修复工程提供参考。

【关键词】非开挖;修复;排水管网

【中图分类号】TU992.4

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）11-0114-02

排水管网是城镇基础设施的重要组成部分，正常运行与否同人民的日常生活息息相关，老旧管道易出现破损、腐蚀、接口脱落、沉积等问题，导致排水管道堵塞或泄漏，排水能力下降甚至丧失，对存在病害的排水管网进行修复已成为城市设施维护的重要内容，相较于传统的开挖替换原管道，非开挖修复的优势逐渐显现。

1. 案例背景

实例项目位于成都市新都区，通过截污治污、内源治理等改善毗河流域主要干支流水系水质和水环境，消除城市建成区黑臭水体。根据前期对工程区域内管网的调查情况，管道的病害导致新都区排水系统存在诸多问题，如管道排水不畅，造成管道严重淤堵;地下水入渗或污水外溢使管周基础砂石流失，造成路面沉降塌陷等严重安全问题等。

通过对该工程片区现状管道QV和CCTV检测共计715.63km，发现较大病害2387处，管道存在较多的结构性缺陷，病害情况严重，这些缺陷的存在严重影响了排水管道的正常运行，由于区域内病害管网数量大、分布广，将采取区域治理，清淤、检查、修复同期实施的方式进行修复。

2.选取试验段进行非开挖修复

为制定合理病害管网修复方案和实施组织模式，论证修复技术的可行性，采集修复工作各项经济指标，为后续大量病害管网修复工作顺利开展打下基础，通过对管道检测并分析相关数据，综合考虑各项因素如包括管道的状况、管网的病害类型、损害程度、修复的成本、周期和修复质量以及依据《城镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181-2012、《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》CJJT210-2014计算管段技术参数等，判定修复方案，特选取兴城大道（试验段一）和工业东区永达路（试验段二）两段作为病害管网非开挖修复试验段进行实验性施工[1]。

对试验段进行QV检测，结果显示管道均存在淤积现象，经清淤、冲洗后进行CCTV检测，结果显示管道均存在脱节、渗漏及腐蚀现象。

试验段一：位于新都区兴城大道南侧，为城市主干道，车流量大;本段管道埋深为4.15m，位于主要城市道路，本段RI值为7.6应立即进行修复，SM值为0.81应进行整体修复，故本段修复方式采用CIPP整体修复，固化方式采用紫外光固化。本段管道脱节缺陷等级为4级，为保证管道结构安全采用全结构性修复。

试验区二：位于新都区工业东区永达路，为工业区道路，车流量相对较小，本段管道埋深为5.2m，位于主要城市道路，本段RI值为2.3应做修复计划，SM值为0.22应对渗漏点位进行局部点位修复，修复方式采用局部树脂固化技术。本段管道渗漏等级为2级，为保证管道结构安全采用半结构性修复。

3.修复技术实施流程

3.1管道封堵

本次試验段管道封堵方式为气囊封堵及砖砌封堵。兴城大道试验段主要采用气囊封堵，支管采用砖砌封堵，并在堵头上预留一个阀门用于排水。永达路试验段管径较大，水位较高并形成负压，在试验段上游主管及连接井室的支管采用砖砌封堵，下游采用气囊封堵，并在主管及支管砖砌堵头上分别预留三个及一个阀门用于排水，管道封堵均由潜水员（蛙人）下井作业。

3.2导流及降水

试验段施工时需要对上游管道和施工段涉及的支管来水进行导流，同时对待修复管道内积水进行抽排处理。

3.3井室通风、气体检测

为了保证施工及人员安全，人员下井前均对管线进行强制通风，在修复段两个井口分别架设送风机和抽风机，作业过程中持续通风及检测。

3.4管道清淤及冲洗

为确保清淤质量，本次试验采用两种清淤方法因地适宜对管线进行清理，清淤方法分别为：专业人员下井清掏法和水力清掏法。其中兴城大道主要采用水力清掏，永达路主要采用专业人员下井清掏，清掏后用高压水进行管道冲洗。

3.5紫外光固化修复

紫外线光固化内衬修复工艺是将玻璃纤维编制成软管浸渍光固化树脂，然后将其拉入原有管道内充气扩张紧贴原有管道，以原有管道为外模，软管内膜为内模，然后在紫外光的作用下使树脂固化形成具有一定强度的复合内衬管的非开挖修复。

工艺流程：拉入防护底膜→拉入玻璃纤维内衬软管→绑扎堵头→软管加压充气→拉入紫外光灯→紫外光固化→接头处理。

3.6局部树脂固化修复

工艺流程：判读修复点位→材料制备→玻璃纤维毡布树脂浸透→气囊定位安装→修复完毕。

4.试验成果验收及分析

4.1技术性分析

本次试验主要对病害管网进行修复施工，修复方法为非开挖修复，其中兴城大道试验段采用整体拉入CIPP紫外光固化修复，永达路试验段采用局部树脂固化修复。施工所用材料及施工过程控制满足设计及规范要求，重要工序均有政府相关部门指导和参与过程控制，监理单位旁站监督。

经CCTV检测显示，内衬管表面质量满足要求，在施工现场进行原材料取样送检，经检测相关力学性能符合规范要求。修复效果经检查满足设计及规范要求，证明非开挖修复施工工艺行之有效。

4.2经济性分析

因国内非开挖修复技术应用起步较晚，材料和设备多依赖进口，费用较高，且在修复成本中占比较大，但非开挖修复受外界影响小，成本具有可控性;而开挖修复受外界环境影响较大，修复的成本包括：土建工程成本、管道修复成本及地面设施恢复成本和其他成本，并且土建工程及地面设施复原成本在总的工程费用中占比较大。相较于非开挖修复，不可控因素较多，如施工条件不理想，则可能增加工期延长费用、环保费用、地下交叉管线措施费用、降水费用等一系列额外费用;如遇其他特殊情况（如征地不利），还有可能停工甚至不施工，导致前期工作前功尽弃;在建筑费用外还需增加征地费用、绿化带及苗木恢复费用、环保费用、场地准备及临时设施费用，环境影响咨询服务费等。随着非开挖技术的推广，材料及设备的更新和国产化，非开挖修复的成本也将进一步降低，经济效益逐渐显现。

4.3社会效益分析

4.3.1工期分析

非开挖修复受外界环境影响小， 本次兴城大道试验段于2018年12月2日开始，于2019年3月22日施工完成，不考虑外界因素干扰影响工期，则施工工期为3d;永大路试验段于2018年12月4日开始，于2019年3月20日施工完成，不考虑外界因素干扰影响工期，鉴于管道内淤积严重，则施工工期为10d。

针对兴城大道及永达路病害管网采用开挖方式进行更换、修复，则涉及的施工有道路（附属物）破除、支护、开挖、病害管道破除、垫层施工、管道安装、沟槽回填、道路（附属物）恢复等，其中不考虑地下管线交叉处理、天气等意外情况，兴城大道施工工期约为42d;永达路施工工期约为55d，相比非开挖修复耗时长，交通影响严重，对周边居民干扰大，不确定性影响因素多。

4.3.2安全环保分析

（1）安全隐患：非开挖修复主要涉及车辆伤害、机械伤害、中毒和窒息等;开挖施工主要涉及物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、高处坠落、坍塌等。相比较非开挖修复施工面临的安全风险小，对施工区周边构筑物、地下管线影响小。

（2）环保方面：非开挖修复施工噪声、扬尘、废弃物污染较小;开挖施工过程中道路破除、支护、土方开挖、土方堆放及外运、道路恢复过程中施工噪声较大，且扬尘多，极易造成大气污染，施工建筑垃圾较多，固体废弃物污染大。

5.结论

本论文以新都水环境综合整治项目的管网病害修复工程为实例，根据项目背景与排水管网检测结果，选择试验段进行非开挖修复，主要采用高压疏通车与人工方式对管网内障碍物进行了清除，并采用紫外光固化内衬法对CIPP整段进行了修复，采用局部树脂固化对CIPP局部修复，并对施工效果进行验收。经过技术性分析，证明非开挖修复效果符合设计及规范要求，经过经济性和社会效益分析，证明了非开挖修复工艺是行之有效的方案。

参考文献

[1]吴坚慧，魏树弘.上海城镇排水管道非开挖修复技术实施指南[M].同济大学出版社，2010.

（作者单位：中国水利水电第七工程局有限公司）