排水管道非開挖修復預處理技術分析

劉衛超 辜玉紅

摘 要：非開挖修復管道技術是指不進行地面開挖而對地下管道進行修復的工藝和技術。該項技術既保證了排水管網的正常運行，又不對路面進行開挖，對交通、環境產生的影響最小，經濟效益良好，社會效益得到極大滿足。本文以非開挖管道修復為研究對象，對排水管道局部、整體及PVC-U雙平壁纏繞管非開挖修復排水管道進行了探討。以此為城市地下管道非開挖修復工程提供指導意義。

關鍵詞：排水管道；非開挖修復；PVC-U雙平壁纏繞管

伴隨著城鎮化的發展，排水管道建設每年增加，排水管網的規模不斷擴大。排水管網是“城市靜脈”，承擔著城市污水收集和雨水運輸任務，是城市安全穩定運行的基礎。城市給排水管道系統與其它構筑物一樣，越來越老化，不可避免地受到破壞。管道埋深較大，難以直觀的了解情況，具有不可見性，在地面上無法了解地下管道的狀況，時常毫無征兆地遭到破壞。破壞的后果是運行中斷，管道的重建不僅費用不菲，還會帶來環境及社會問題。要求最大限度減少管道建設的開挖工作量，最好是零開挖量。所以，管道非開挖修復技術意義重大。

一、排水管道局部、整體非開挖修復技術要點

隨著城市道路的作用日趨重要，城市地下管線的錯綜復雜，使得排水管道的修復技術難度增大，尤其是在大城市，城市道路的開挖越來越受限制

1、排水管道局部非開挖修復技術

嵌補法：在點狀修理中，接縫嵌補是應用最早的一種非開挖修理方法。 早期的嵌補材料為石棉水泥，屬剛性材料，抗變形能力差。近年來，化學材料越來越多，有環氧焦油砂漿、聚硫密封膠、聚氨酯等。這些分化學密封料屬于柔性材料，抗變形能力強，密封效果好。優點：價格便宜，修補后對水流沒有影響。缺點：施工期長，耗費人工多，質量穩定性差。雖然嵌補法有這些缺點，但因為價格便宜，在 1m以上的大管道中還是經常被采用。

注漿法：通過向接口部位和管外土體注漿來堵塞滲漏是又一種常用的點狀修理方法。注漿材料可分為水泥漿和化學漿兩種；按注漿管的設置位置又可分為地面向下注漿和管內向外注漿兩種。美國和日本規定，嚴重滲漏的管道不宜采用注漿法，注漿后每隔半年還要進行回訪。注漿法經常作為一種輔助手段和嵌補法同時使用。優點：修復缺陷點同時具有填補土體中的空洞，增強管道基礎承載力的作用。缺點：比較盲目，可靠性比較差。

套環法：在接口部位安裝止水套環的一種點狀修理方法。

2、排水管道非開挖整體修復技術

整體修復技術是對檢查井之間的整段管進行修復的技術。采用整體修理可以達到防腐、防滲，增加結構強度甚至整舊如新的目的。總體上看，整體修復是排水管道非開挖修復技術的主流。按修復后的管道內的內襯管和原有舊管之間的結構不同進行分類，非開挖整體修復技術可以分為自立管、復合管、雙層構造管三種類型。

排水管道的非開挖整體修復方法經過數十年的發展，現在已經十分豐富。包括現場固化法、螺旋內襯法、短管內襯法、滑動內襯法、緊貼內襯法、PE灌漿內襯法、裂管法和噴漿內襯法等。在排水管道非開挖修復技術發展的過程中，滑襯法是第一個被廣泛應用于排水管道非開挖修復工程的非開挖工法；螺旋內襯法憑借其能夠帶水施工的特點在澳大利亞等地方得到廣泛的應用；現場固化法（CIPP）是現在世界上應用最廣泛的非開挖修復技術。

二、工程概況

某市政道路西側排水管道為d800 mm鋼筋混凝土合流管道，是城市廢水排放管道，長約680 m。沿線有30座檢查井、58個雨水口，排水主管道主要位于綠化帶下，少部分位于慢車道下。由于常年受大化排放廢水（堿）的侵蝕，排水管道底部破損嚴重，大部分管道只剩上半部分。由于管道坍塌，大化東門北側慢車道上出現了3～4 m2的深坑，其他部位也存在不同程度的坍塌，導致排水不暢、綠化樹木死亡，直接影響了城市形象和道路系統的安全，因此必須對該管道進行徹底修復。為了減小對地面其他設施的影響，采用了在線非開挖修復工藝。

三、施工工藝分析

采用非開挖工藝修復混凝土排水管道，可減小對路面設施的影響。PVC-U雙平壁纏繞管具有耐酸堿、抗腐蝕、質量輕、施工方便、密封性能好、不滲漏等優點，適用于排水管道的非開挖修復。

1、管材的選用及管徑的確定

（1）管材的選用

修復管材必須耐酸堿、抗腐蝕、管壁薄、內徑大，且有足夠的強度和耐磨性、柔韌性，管接口必須是平口連接，有一定的抗拉強度，價格適中，經比選后，確定選用PVC-U雙平壁纏繞管。PVC-U雙平壁纏繞管是一種用特定結構型材纏繞的管材，其管徑大小可根據需求確定。該產品基材的幾何形狀為方孔、雙壁封閉式結構，從而大大提高了產品的環剛度，特別是將迷宮式封閉理論應用在基材的結合部位，并施以良好的粘合劑粘結，從而使纏繞管具有良好的抗滲性，可承受內壓力達0.4MPa。纏繞結構又使該管材在軸線方向形成了仿脊椎體結構，當管材因溫度變化及地基沉降而引起管道伸縮、變形時能夠起到自身補償作用。管材接口采用306樹脂玻璃布包敷法，對口后管道兩端用鋼絲刷打毛，將樹脂均勻涂在管道的表面，用在樹脂中浸泡的30 cm寬的玻璃布拉緊纏繞15層，固化時間為20～30 m in。

（2）管徑的確定

PVC-U雙平壁纏繞管內壁光滑，其摩阻系數n為0.007～0.01，按慣例取n=0.009。混凝土管道內壁粗糙，n=0.014。根據計算結果，選用Φ720 mm的PVC—U纏繞管，壁厚為20 mm，內徑為680 mm，管道流量大于原管道，符合設計要求。

2、施工工藝

施工步驟：打開檢查井通風—清淤—截流—導流—開挖工作坑—穿管—穩管—封口—注漿—工作坑處理—拆除截流堰—通水。

（1）通風、清淤、確定穿管方案

對管道實行強制通風，將有毒、有害氣體排出，人工進行徹底清淤。管道的淤積深度約為30 cm，淤泥量約為150 m?。將管道中的淤泥及受腐蝕的混凝土清理干凈，查看管道的沉降、錯位、平直情況，確定穿管方案。

（2）截流、導流、開挖工作坑

施工段有兩處過路管道，把過路處檢查井南端截住后，通過過路管將水引向道路東側。如截流段有客水進入時則用潛水泵導流，使本段內無水進入。拆除檢查井及前后各一節排水管，工作坑長為5 m，寬為1.5 m。

（3）穿管、封口、注漿

PVC-U雙平壁纏繞管（外徑為720 mm）每節管長為5 m，將管放入工作坑后再推入混凝土中。穿管時用Φ15 mm鋼絲繩拴住管道尾部的墊木，在出口檢查井用滑輪導向后，利用機械設備牽引至相應位置，管道前端套上由薄鐵皮制作的端帽以防止纏繞管在混凝土管中被卡住，穿管過程中若遇到排水管的局部錯位，則采用人工糾偏的方法使管道就位。

封口時在管端新舊管之間的縫隙中塞填M10的水泥砂漿，在塞填前先抬起管端，盡可能使下部空隙最大。采用人工塞填，塞填深度約為50 cm，要求塞填牢固且嚴密不漏氣，并抹壓密實。封口時在管道兩端分別預留一個排氣孔和一個注漿管（注漿管為Φ50 mm塑料管，排氣孔為Φ20 mm塑料管），排氣孔設在最高處。封口凝固后，對新舊管間的縫隙進行注漿，使PVC-U管與舊混凝土管成為一體。水泥漿采用商品灰漿，粉煤灰與水泥的比例為30∶70，稠度為14～18 s，要求28 d強度≥10 MPa。在水泥漿中加入緩凝減水劑以延緩凝結，滿足注漿施工需要。水泥漿從攪拌車放出后進入儲漿容器，容器容積約0.2m?，下設支墩，注漿的水泥漿壓頭約15 kPa。注漿飽滿后即封堵排氣孔和注漿孔。恢復檢查井，兩側用素土夯填。最后拆除截流堰、通水。水泥漿的計算用量和實際用量基本吻合，可見管間縫隙水泥漿飽滿。注漿凝固后基本無空鼓。

四、結束語

綜上所述，排水管道非開挖修復過程中，由于排水管道存在變形、沉陷、滲漏等結構性缺陷，容易引起管道填埋層產生“流沙”現象，甚至進一步坍塌的問題。為能夠在排水管道非開挖修復過程中提供安全可靠的操作空間，需對修復排水管道填埋層進行預處理加固。

參考文獻

[1]吳堅慧.排水管道非開挖修復技術綜述[J]. 城市道橋與防洪. 2012（08）

[2]范秀清，歐芳，王長青.城市排水管道非開挖修復技術探討[J]. 市政技術. 2012（01）