福州祥坂污水處理廠廠外管網修復探討

2018-03-29 02:29:07鄭瑞

福建建筑 2018年3期

鄭瑞

(福州市規劃設計研究院福建福州 350108)

0 引言

福州市祥坂污水處理廠廠外管網片區為舊城區，污水管網建設早，管道存在脫節、錯口、起伏、破裂、變形、混接錯接等問題，污水收集率不高，部分污水直排內河，造成內河黑臭。隨著生活水平提高，為改善水環境，對福州市現狀排水管網系統進行排查、建檔、修復已迫在眉睫。

根據福州市辦公會議，決定對祥坂污水處理廠服務范圍的污水干管系統清疏排查，共計17條道路。本文采用閉路電視(CCTV)對現狀污水管道進行檢測評估，在此基礎上，結合福州市試點工程案例簡要介紹5種非開挖修復工藝，為下一步修復改造方案提供依據。

1 管道檢測

1.1 檢測范圍

福州市祥坂污水處理廠主要承擔福州市白馬河以西、閩江以北、三環以南區域內生活、生產污水的收集與處理，區域面積24km2，共約64條道路，污水管道總長約45km。本次檢測涉及17條路，污水管道總長度25 430.57m，管徑d300～d1200。檢測管道總表1為片區內污水管道統計表。

表1 片區內污水管道統計表

1.2 修復依據(見表2～表4)[1]

表2 缺陷等級分類表

表3 管段修復等級劃分表

注：管道修復指數由管段結構性缺陷參數、地區重要性參數、管道重要性參數、土質影響參數進行計算。

表4 管段養護等級劃分表

注：管道養護指數由管段功能性缺陷參數、地區重要性參數、管道重要性參數進行計算。

1.3 管道檢測結果及分析

本次檢測Ⅰ級缺陷824處，Ⅱ級缺陷453個，Ⅲ級缺陷165個，Ⅳ級缺陷116個，共1558個。缺陷統計如表5所和圖1所示。

表5 缺陷統計個

圖1 管道缺陷構成統計

根據表5缺陷統計結果，祥坂污水處理廠廠外管網片區污水管道平均16.3m就有1處缺陷。

根據圖1缺陷構成統計結果，污水管道主要存在脫節、錯口、起伏、破裂、變形、混接錯接6種情況，占缺陷統計83.75%。錯口問題突出，主要因素為福州是淤泥地質且含水率高，早期管網采用水泥管，為水泥砂漿企口連接，路面多年不均勻沉降，造成管網宜出行脫節、錯口、起伏，此為全國共性問題。

2 非開挖修復工藝簡介

非開挖修復源自日本、德國，近年來在國內有許多成功案例，受到各方的肯定。非開挖修復主要用于地下管線復雜、交通量大、明挖換管成本大，可行性不高情況。

2.1 非開挖修復技術簡介

根據福建省福州市相關案例，本次介紹5種工藝：紫外光固化內襯修復工藝、局部修復工藝、樹根穿管修復工藝、注漿修復工藝、碎管法修復工藝。

2.1.1紫外光固化內襯修復工藝

紫外光固化內襯修復工藝為原位固化法(CIPP)的一種，是將玻璃纖維增強的軟管拉入待修復管段，接著用壓縮空氣使軟管張開緊貼舊管內壁，然后使用紫外線加熱固化軟管，形成一層堅硬的“管中管”結構[2]。目前福州市已有紫外光固化內襯修復工程案例，該工程位于福州市斗池路WS5-WS6污水管段，管徑d300，長30m，缺陷構成為管道中間管道出現多處嚴重破裂、接口材料脫落。

該工藝的施工流程如圖2所示。

圖2 紫外光固化內襯修復工藝流程圖

關鍵節點：

(1)軟管拉入

先在管道底部設置墊膜，墊膜>1/3的管道周長，然后設置導向滑輪，拉入速度<5m/min。如圖3所示。

圖3 軟管拉入圖

(2)扎頭捆綁

扎帶捆綁軟管端口，扎頭比管道直徑略小，特殊情況下，扎頭可拆解，可在管道內組裝，如圖4所示。

圖4 扎頭捆綁圖

(3)軟管充氣擴張及紫外光固化

軟管充氣充分，緊貼管道，控制充氣壓力(壓力從10mbar/min至100mbar/min，再由50mbar/min至150mbar)。充氣結束后，放入紫外光燈架，再次捆綁扎帶、充氣，牽引燈架至末端，保證軟管內溫度>80℃，燈架回來速度0.3～0.5/min，如圖5所示。

圖5 軟管充氣擴張及紫外光固化圖

(4)卸掉扎頭、端口處理

固化結束后，釋放壓力，解開扎頭，回收燈架、內膜，切割端頭。

施工前后照片對比，如圖6所示。

修復前修復后圖6 紫外光固化內襯修復前后對比圖

2.1.2局部修復工藝

局部修復工藝為原位固化法(CIPP)一種，也可作為紫外光固化內襯修復的預處理方案。目前福州市已有局部修復工程案例，該工程位于福州市斗池路WS22-WS23污水管段，管徑d500，缺陷構成為管道中間管道出現破裂，地下水從管道破裂處滲入管道中。

該工藝的施工流程如圖7所示。

圖7 局部修復工藝流程圖

關鍵節點：

(1)點狀修補器準備，如圖8所示。

圖8 點狀修補器準備圖

(2)充氣膨脹固化，如圖9所示。

圖9 充氣膨脹固化圖

(3)施工前后照片對比，如圖10所示。

修復前修復后圖10 局部修復前后對比圖

2.1.3樹根穿管修復工藝

樹根穿管修復工藝為固化法(CIPP)的預處理，采用機器人銑刀車，自帶CCTV檢測系統，銑刀頭高速轉動，清除管道內樹根及其他障礙物。該工藝的施工流程如圖11所示。

圖11 樹根穿管修復工藝流程圖

關鍵節點：

(1)銑刀機器人施工示意圖，如圖12所示。

圖12 銑刀機器人施工示意圖

(2)銑刀機器人切割，如圖13所示。

圖13 銑刀機器人切割圖

(3)施工前后照片對比，如圖14所示。

切割前切割后圖14 樹根穿管修復前后對比圖

2.1.4注漿修復工藝

注入樹脂是一種用于堵漏和土體穩固的聚氨酯材料。常用的樹脂類型為單組份樹脂，遇水迅速反應，隨著時間逐漸穩固，耐化學腐蝕，無毒、無溶劑的，可適用于富水環境，干燥環境下可長期保存[3]，主要適應于于土體穩固、堵水、防水以及地下管道注漿。目前福州市已有注漿修復工程案例，該工程位于福州市斗池路WS47-WS48污水管段，管徑d1000，缺陷構成為管道中間管道左側土方擠壓導致管道嚴重破裂變形，管道上方石塊、土方從管道破裂處進入管道內部。

該工藝的施工流程如圖15所示。