關于市政管線改造及修復的探討

陳云嬌

隨著我國各城市間市政基礎設施的全面發展，市政道路和管網長度逐年增加，基本滿足了城市居民的出行和生活需求[1]。城市化進程到達一定程度后，城區新增的市政基礎設施逐漸減少，現狀道路提升改造項目越來越多，各種各樣的管道病害問題涌現出來。結合眾多城市的改造項目以及目前管線運行維護中存在的問題，采取合理的改造及修復技術，對提高市政道路管線運行安全性有著積極的意義。

1.市政管線現狀分析

結合多年的工作經驗，舊路改造的管線問題很多，主要列舉以下幾點情況。

1.1 管道塌陷嚴重

從目前的應用情況來看，許多市政道路下鋪設的排水管的材料主要以鋼筋混凝土管、塑料管為主，由于管道管材的質量把控、施工現場控制未達到規范要求標準，現狀道路的車輛荷載超標、地基沉降等因素導致時間一久地下管道出現了各種各樣的病害：滲漏、錯口、破裂、脫節、變形等，造成管道滲水掏空周邊土層，日積月累形成地下空洞，再加上道路面層的車輛荷載，加劇了路面的塌陷[2]，危及車輛和行人的安全。

1.2 管道淤積嚴重

市政道路管線在應用過程中，還存在著管線淤積嚴重的問題[3]?？偨Y以往的修復處理經驗，導致此類問題的主要原因有：（1）日常維護清理疏通次數較少，在生活污水、雨水攜帶殘渣的沉淀作用下，使得管道內淤泥厚度越來越大，最終導致堵塞情況的出現。（2）管道內壁的粗糙度較大，雜質沉積，從而導致管道淤堵情況的發生。

1.3 管徑基本偏小

早期的雨水管道在設計階段所選用的重現期較小，且部分設計未將地塊的雨水收集納入市政管網內，雨水系統匯水面積設計得較實際偏小，故根據暴雨強度公式q=[167A1(1+ClgP) ]/（t+b）n計算出來的雨水管管徑偏?。涣硪环N情況則是根據現場物探結果顯示，現狀排水管道的管徑比施工圖中設計的排水管管徑小，施工現場監管不到位導致。

2.造成管線破損原因分析

2.1 外力帶來破壞

外力帶來破壞的情況主要有以下幾種：（1）為了提到道路工程的美觀性，會在周圍種植一些綠植，隨著樹木的長大，其根系也不斷發達，直到接近管線埋深，樹根會沿著管道縫隙深入生長，進一步加大了裂縫的寬度，從而導致了更大破損問題的出現[3]。（2）部分管道埋深較淺，且施工的管材強度不滿足要求，如選用的雙壁波紋管管材，質量參差不齊，在一些大型車輛的長期碾壓時，會給予管線較大的外力作用，加上材料基礎強度相對較差，這也導致了管線出現受損塌陷的情況，若不及時進行處理將造成破損進一步擴大，影響道路使用的安全性。

2.2 管線接口老化

管線接口老化也是造成管道線路破損的重要原因[4]，而管道老化出現的主要原因如下：（1）管道使用年限過長，且使用期間市政管理維護不到位，未進行定期的管養，管道接口處的粘合物在自然壽命的影響下也會呈現出不斷老化的狀態，其密封效果也會下降，此時在內外應力的作用下，也會導致管道出現破損的情況，影響材料的應用效果。（2）管道接口前期處理效果較差，所使用到的材料不合規，這也降低了初始狀態下材料的綜合質量，并且管線所處環境的復雜程度相對較大，這樣也造成管線接口在應用中加快了腐蝕速度，導致管道接口老化速度過快的問題出現。

3.管線破損帶來的危害性

管線在出現破損問題后，所帶來危害性如下：（1）導致地面出現塌陷的情況，例如，2020年4月位于晉江的某一路面忽然出現了塌陷的情況，而停在上方的車輛也隨著塌陷直接掉入到了坑中，所幸車輛中并沒有人員。（2）影響周邊范圍的用水安全：2018年3月沈陽某路段出現了供水管道噴涌的問題，主要原因在于管道出現了破損，在供水壓力作用下，裂隙在短時間內迅速擴大，從而導致了管道出現大規模涌水的問題，帶來較大的負面影響。

4.市政道路管線改造及修復要點分析

4.1 選擇開挖工藝

目前在市政管線改造方式選擇中，共有兩種可選方案，開挖和非開挖。

開挖工藝，其具備操作簡單，容易施工，但是其作業期間需要的開挖工作面較大，大幅開挖現狀路面，需要將道路段進行暫時封閉，會給周圍居民的正常生活帶來一定影響。尤其是一些埋深較深的管線，在開挖時還需要做好管道支護和基坑支護工作，支護時所需要消耗的費用總量較大，綜合造價成本較高。另一種則是非開挖工藝，即不需要對管線進行開挖，針對管線破損位置進行修復，如CIPP局部內襯修復技術、紫外線光固化修復技術、裂管法管道更新技術。

4.2 常用修復方法分析

4.2.1 CIPP局部內襯修復技術

在目前的修復方法組成中，CIPP局部內襯修復技術屬于新類型修復技術，其應用原理在于在原管道基礎上增加一個加強襯管，主要是由玻璃纖維（上下層）和聚酯層（中層）構成，在實際應用中，會在現場進行襯層的切割，隨后將其放入準備好的環氧樹脂中進行浸漬。隨后將材料放入到管道內，吸附的樹脂可以將管道中的不平整或者裂隙完全填充，從而提高管道的密封性，起到管道修復加固的作用。

4.2.2 CIPP水力翻轉內襯修復技術

在目前的修復方法組成中，CIPP水力翻轉內襯修復技術也屬于新類型修復技術，其應用原理是，在原管道基礎上增加一個加強襯管，實際應用中，會在現場進行襯層的切割，隨后將其放入到準備好的環氧樹脂中進行浸漬。隨后借助翻轉的方式將浸滿樹脂的軟管放入待修復管道內，吸附的樹脂可以將管道中的不平整或者裂隙完全填充，并且采用熱水加固的方法來提高管道之間的吸附性，起到管道修復加固的作用。

4.2.3 大管徑管盾修復技術

該技術在應用過程中，作用原理在于利用機械設備將修復面進行預處理，將基底面進行鑿平處理，隨后在基礎面上覆蓋鋼筋網，全部覆蓋基底面之后，在表面進行高性能灰漿的噴涂，控制好單次噴涂厚度，直到全部覆蓋鋼筋網，最后對其進行抹平處理，達到修復管道的目的。

4.2.4 機械制螺旋纏繞法修復技術

該技術在應用過程中，其作用原理在于利用機械纏繞的方法，將帶狀型材穿過待修復管道，使其可以達到另一端，另一端會有機械對其進行牽引，最后在管道之間澆筑混凝土，將管道進行貼合，這樣便形成了一條新的內襯管道，起到修復管道破損的作用。

4.2.5 裂管法管道更新技術

該技術在應用過程中，其作用原理在于利用裂管機械對于原來的管道進行割裂，隨后利用膨脹頭將破損的原管道碎片擠進周圍的土層當中形成新的管道孔，在作業期間對于新管道進行牽引安裝，以替換的方式來修復原來管道破損的問題。

4.2.6 原位熱塑成型管道修復技術

該技術在應用過程中，其作用原理在于利用機械沿著管道破損的位置注入聚酯材料，隨后對于材料進行加熱，在熱脹冷縮的作用下，材料開始膨脹，并且緊貼在管道內壁上，隨后在外圍澆筑上混凝土進行二次密封，起到了管道修復的作用。該技術在許多領域中都有著應用，如飲用水管道修復、天然氣管道修復等。

4.2.7 紫外線光固化修復技術

該技術在應用過程中，其屬于CIPP內襯技術的一種，其作用原理在于利用玻璃纖維和聚酯層構成的內襯管，將其放入到準備好的環氧樹脂中進行浸漬。隨后將材料放入到管道內，吸附的樹脂可以將管道中的不平整或者裂隙完全填充，并且利用紫外燈對其進行照射，使其快速固化，起到管道修復加固的作用

5.未來發展趨勢

在公共衛生安全需求及國家政策要求下，市政管線改造及修復工程領域的發展空間將會進一步擴大，國內市政管網改造需求也越來越大。目前國內的企業在修復技術方面發展已逐漸成熟，如管道CCTV機器人技術、管道沉降檢測技術、CIPP局部內襯修復技術、紫外線光固化修復技術、淤泥的快速無害化處理等。隨著航天科工等一批具有經濟實力和技術優勢國有大型企業的進入，修復工程相關的技術發展將繼續加快，在施工效率、安全性、施工質量、智能化等方面將有更新的突破。

6.結束語

綜上所述，在市政道路管道的使用過程中，容易存在一些管道病變問題，基于病害的破損原因采取合理的修復技術進行處理，不僅可以提高管道穩定性，降低破損問題的發生概率，而且對于延長管道使用壽命有著積極的意義。