污水管道非开挖修复工程中的施工难点及措施

2022-05-25郭清珍

四川建材 2022年5期

郭清珍

(泉发建设股份有限公司，福建泉州 362000)

0 前言

随着城市化进程加快，人们的环保意识加强，排水管道安全逐渐成为人们关注的热点问题。我国的大量污水管道建设于20世纪80～90年代，随着使用时间加长以及污水管道管理不善，出现污水管道老化、破坏等情况，存在着污水渗漏隐患，危害周边土壤、地下水以及居民健康[1]。非开挖修复技术是管道修复技术发展到一定阶段的产物，可以在短时间内对管道进行修复处理，缩短工期，减少对周边居民的干扰，有助于城市化发展。本文结合污水管道非开挖修复实践，分析影响其工程的相关因素，指出工程施工中存在的重难点，从而提出不断完善污水管道非开挖修复工程施工的措施与方法。

1 工程概况

1.1 污水管道概况

本文研究的污水管道位于福建省泉州市晋江周边村落。从晋江现有的污水管道建设来看，污水管道已经遍布新老村落，而且使用时间大多在30年以上，材质、施工技术等并不统一，存在着管网裂缝、脱节、裂缝等问题，需要对污水管道进行修复。晋江现有村落多，规划不完善，管网交错，污水管道大多位于道路两侧，开挖施工容易对周边环境造成影响。综合技术、经济、环境等因素考虑，选择效率高、对周边环境影响小的非开挖修复技术[2]。首先对污水管道进行检测，评估管道的健康状况，分析管道修复技术的应用特点以及修复范围，然后制定修复技术方案，从而使修复方案更加符合城市情况。

1.2 污水管道修复技术

管道修复常用的方法包括开挖修复和非开挖修复，开挖修复是传统的管道修复方法，也是当前城市排水管道修复的主要方法，但是开挖修复可能会增加城市的道路负担，带来越来越高的代价。非开挖修复技术的修复效率高，环境破坏小，几乎没有路面恢复时间，大幅缩短了管网改造修复的时间。

污水管道非开挖修复技术流程包括：①评估监测，利用管道内部检测技术对管道状况进行检测，从而识别破坏情况，为后续的修复提供依据；随着专业技术的发展，污水管道内部检测技术越来越专业化，准确性也越来越高，常见的检测技术包括声呐检测、闭路电视检测、管道潜望镜检测、管道扫描与评价检测等；②修复技术，从非开挖管道修复来看，修复包括局部修复和整体修复，局部修复主要是对管道局部进行修复，包括对局部腐蚀、局部破损、接口错位等进行修复，具有针对性；整体修复是利用树脂固化、小管穿大管、螺旋缠绕等方式进行全局修复，从而改善管道整体情况，以达到防渗、防腐、增加强度等目的。

2 管道评估与修复决策

2.1 管道检测情况

从污水管道所在区域来看，当地的降雨时间集中于3～5月，为了减少施工风险，管道检测与施工通常选择避开雨季、避开高温、低温季节。结合当地的地质情况，直径≥800 mm的管道选择人员进入检测，值得重视的是人员进入管道前，应做好管道内有毒有害气体监测，充分做好劳保防护。管道施工中的安全事故大多是人员中毒，必须做好安全措施。直径<800 mm的管道，选择潜望镜检测的方式进行检测。

污水管道的缺陷包括结构性缺陷和非结构性缺陷两种类型，结构性缺陷主要包括变形、腐蚀、错位、破裂、脱节、浸入、渗漏等缺陷；非结构性缺陷包括污垢、浮渣、沉积等缺陷。引发污水管道缺陷的原因包括管道老化、管材质量不佳、施工不规范、管道周边占线严重等。污水管道的管道缺陷以2级缺陷和3级缺陷为主，虽然级别偏小，但是一旦破损将会引发严重的后果，因此，需要根据检测结果选择合适的修复方案。

2.2 修复技术难点

1)周围环境，本次研究的污水管道的周边环境复杂，周边交通繁忙，建筑稠密，而且污水管道大部分处于车行道下，选择开挖修复所需的经济成本和社会成本较高，因而选择非开挖修复的方式，能够获得较高的经济效益和社会效益[3]。

2)修复技术的选择，当前的非开挖修复技术种类较多，其中裂管法、穿插法等成本较高，应用较少，原位固化法和螺旋缠绕内衬法应用相对广泛。

3)修复施工质量控制，所设计的施工方案应符合工艺需求，综合效益高，而且修复后的管道满足使用需求。

2.3 修复技术选择

1)嵌补法。经过检验了解管道的破损情况后，使用嵌补材料对管道进行修补，该方法可用于非结构性破损，施工过程相对简单。

2)套环法。如果管道出现破损、错节等问题，可以选择不锈钢双胀环法进行修复，但是该方法可能会导致管道半径变小。

3)螺旋内衬法，将内衬管材缠绕后，置于需要修补的管道内部，利用内衬管对污水管道进行加固，该方法可用于污水管道系统运行时施工，内衬管道内径会比原管道内径小5 cm。

4)短管以及管片内衬法，主要是在污水管道内内置管片或短管，通过焊接实现修复，该方法需要在焊接完成后对内衬管与原管道空间进行加固处理。

5)折叠内衬法，选择在原管道内置入U形管内衬，然后对内衬管进行加热加压，促使管道复原。

6)原位固定法，选择树脂置入管道内，然后通过固化，以加固管道，提升其防腐性能、力学性能。

国内常用的修复方法包括螺旋缠绕法和原位固化法，螺旋缠绕法利用聚氯乙烯或高密度聚乙烯的条带缠绕送入管内，其关键在于塑料条带形成的内衬管是否满足要求；原位固化法是将浸渍热固性树脂的软管置入管道内进行修复，从而起到修复效果[4]。比较而言，原位固化法具有开挖量小，修复后使用寿命长等优点，广泛应用于北京、上海等城市的污水管道修复。本文的工程选择原位固化法作为非开挖管道修复技术，该技术对于施工人员和材质的要求较高，而且管道必须清理，严格控制环氧树脂的配比以及热固化时间等参数。

3 污水管带非开挖修复施工

3.1 施工流程与关键步骤

原位固化法施工流程如图1所示，其中的关键步骤如下。

图1 原位固化法施工流程

1)衬入待修复管道位置，可以选择翻转内衬和拉入法内衬的方式衬入，翻转内衬主要是以气压和水压翻转软管，从而达到相应位置；拉入法衬入是利用牵引力的方式，让软管到达指定位置，实现相应位置缺陷的修复。

2)固化养护，常用的固化养护方式包括蒸汽、紫外线、喷淋等方式，对比各种固化方法，紫外线固化方式较好。

紫外光固化技术主要是由专业人员探查管道内部，将渗透树脂的玻璃纤维拉入所要修复的管道内部，利用紫外线进行固化，固化2～6 h后，可以达到固化的目的，并且满足施工的需求。紫外光固化修复技术所得到的管道强度高，耐腐蚀、表面光滑，与管道修复良好，而且该方法不受温度、湿度等因素的影响，因而具有较大的应用前景。为了满足原位固化法施工需求，需要发电机、载重汽车、小型锅炉、车载内衬翻转机、紫外线固化设备等设备。

3.2 施工难点与措施

参考国内外的施工案例，污水管道非开挖修复技术的各个环节都存在着潜在的风险，其中的管材验收、设备安装、施工组织、施工过程以及验收等过程都存在管理难度，因此需要对其中的施工难点进行分析，做好施工准备，从而确保施工安全。

从原位固化法的应用来看，主要存在的施工难点以及处理措施如下：①外部因素影响施工，施工期间外界交通、行人以及建筑等可能会对施工造成影响，因此需要做好施工环境管理，尽量选择人流量少的夜间施工，采用半封闭或封闭的路段进行施工，施工期间挂好红灯，减少外界因素的影响[5]；②管道排水，为了确保施工期间的排水工作，可以通过临时排水来解决相关问题；在修复过程中，做好管道检测，做好临时排水准备，为施工提供良好的条件；如果存在积水，需要选择抽水机抽出积水，并且安装挡水板和使用排水沟，去除管道内积水；③管道测量，选择自动化设备进行测量，确保测试结果准确；④管道清理，需要选择物理和化学方法清理管道，为管道测量和修复提供良好的内部环境，保持管道内部清洁干燥；⑤管道变形和坍塌，修复过程中，会出现管道弯曲和坍塌等情况，需要根据实际弯曲情况，选择合适的修复方式，如果管道自弯>11°的时候，需要选择局部修复技术以免出现内部褶皱；管道坍塌时需要改进基础，确保修复效果；⑥牵引力和反转压力不足，需要对整个施工过程进行监控，实时调控施工情况，确保牵引力和翻转力符合施工需求，树脂衬入指定位置；⑦固化过程，固化过程容易受管道各种因素的影响，需要对紫外线灯行走速度、固化温度、固化时间等进行严格控制，确保固化满足施工需求。