污水管道非開挖修復工程中的施工難點及措施

郭清珍

(泉發建設股份有限公司，福建 泉州 362000)

0 前 言

隨著城市化進程加快，人們的環保意識加強，排水管道安全逐漸成為人們關注的熱點問題。我國的大量污水管道建設于20世紀80～90年代，隨著使用時間加長以及污水管道管理不善，出現污水管道老化、破壞等情況，存在著污水滲漏隱患，危害周邊土壤、地下水以及居民健康[1]。非開挖修復技術是管道修復技術發展到一定階段的產物，可以在短時間內對管道進行修復處理，縮短工期，減少對周邊居民的干擾，有助于城市化發展。本文結合污水管道非開挖修復實踐，分析影響其工程的相關因素，指出工程施工中存在的重難點，從而提出不斷完善污水管道非開挖修復工程施工的措施與方法。

1 工程概況

1.1 污水管道概況

本文研究的污水管道位于福建省泉州市晉江周邊村落。從晉江現有的污水管道建設來看，污水管道已經遍布新老村落，而且使用時間大多在30年以上，材質、施工技術等并不統一，存在著管網裂縫、脫節、裂縫等問題，需要對污水管道進行修復。晉江現有村落多，規劃不完善，管網交錯，污水管道大多位于道路兩側，開挖施工容易對周邊環境造成影響。綜合技術、經濟、環境等因素考慮，選擇效率高、對周邊環境影響小的非開挖修復技術[2]。首先對污水管道進行檢測，評估管道的健康狀況，分析管道修復技術的應用特點以及修復范圍，然后制定修復技術方案，從而使修復方案更加符合城市情況。

1.2 污水管道修復技術

管道修復常用的方法包括開挖修復和非開挖修復，開挖修復是傳統的管道修復方法，也是當前城市排水管道修復的主要方法，但是開挖修復可能會增加城市的道路負擔，帶來越來越高的代價。非開挖修復技術的修復效率高，環境破壞小，幾乎沒有路面恢復時間，大幅縮短了管網改造修復的時間。

污水管道非開挖修復技術流程包括：①評估監測，利用管道內部檢測技術對管道狀況進行檢測，從而識別破壞情況，為后續的修復提供依據；隨著專業技術的發展，污水管道內部檢測技術越來越專業化，準確性也越來越高，常見的檢測技術包括聲吶檢測、閉路電視檢測、管道潛望鏡檢測、管道掃描與評價檢測等；②修復技術，從非開挖管道修復來看，修復包括局部修復和整體修復，局部修復主要是對管道局部進行修復，包括對局部腐蝕、局部破損、接口錯位等進行修復，具有針對性；整體修復是利用樹脂固化、小管穿大管、螺旋纏繞等方式進行全局修復，從而改善管道整體情況，以達到防滲、防腐、增加強度等目的。

2 管道評估與修復決策

2.1 管道檢測情況

從污水管道所在區域來看，當地的降雨時間集中于3～5月，為了減少施工風險，管道檢測與施工通常選擇避開雨季、避開高溫、低溫季節。結合當地的地質情況，直徑≥800 mm的管道選擇人員進入檢測，值得重視的是人員進入管道前，應做好管道內有毒有害氣體監測，充分做好勞保防護。管道施工中的安全事故大多是人員中毒，必須做好安全措施。直徑<800 mm的管道，選擇潛望鏡檢測的方式進行檢測。

污水管道的缺陷包括結構性缺陷和非結構性缺陷兩種類型，結構性缺陷主要包括變形、腐蝕、錯位、破裂、脫節、浸入、滲漏等缺陷；非結構性缺陷包括污垢、浮渣、沉積等缺陷。引發污水管道缺陷的原因包括管道老化、管材質量不佳、施工不規范、管道周邊占線嚴重等。污水管道的管道缺陷以2級缺陷和3級缺陷為主，雖然級別偏小，但是一旦破損將會引發嚴重的后果，因此，需要根據檢測結果選擇合適的修復方案。

2.2 修復技術難點

1)周圍環境，本次研究的污水管道的周邊環境復雜，周邊交通繁忙，建筑稠密，而且污水管道大部分處于車行道下，選擇開挖修復所需的經濟成本和社會成本較高，因而選擇非開挖修復的方式，能夠獲得較高的經濟效益和社會效益[3]。

2)修復技術的選擇，當前的非開挖修復技術種類較多，其中裂管法、穿插法等成本較高，應用較少，原位固化法和螺旋纏繞內襯法應用相對廣泛。

3)修復施工質量控制，所設計的施工方案應符合工藝需求，綜合效益高，而且修復后的管道滿足使用需求。

2.3 修復技術選擇

1)嵌補法。經過檢驗了解管道的破損情況后，使用嵌補材料對管道進行修補，該方法可用于非結構性破損，施工過程相對簡單。

2)套環法。如果管道出現破損、錯節等問題，可以選擇不銹鋼雙脹環法進行修復，但是該方法可能會導致管道半徑變小。

3)螺旋內襯法，將內襯管材纏繞后，置于需要修補的管道內部，利用內襯管對污水管道進行加固，該方法可用于污水管道系統運行時施工，內襯管道內徑會比原管道內徑小5 cm。

4)短管以及管片內襯法，主要是在污水管道內內置管片或短管，通過焊接實現修復，該方法需要在焊接完成后對內襯管與原管道空間進行加固處理。

5)折疊內襯法，選擇在原管道內置入U形管內襯，然后對內襯管進行加熱加壓，促使管道復原。

6)原位固定法，選擇樹脂置入管道內，然后通過固化，以加固管道，提升其防腐性能、力學性能。

國內常用的修復方法包括螺旋纏繞法和原位固化法，螺旋纏繞法利用聚氯乙烯或高密度聚乙烯的條帶纏繞送入管內，其關鍵在于塑料條帶形成的內襯管是否滿足要求；原位固化法是將浸漬熱固性樹脂的軟管置入管道內進行修復，從而起到修復效果[4]。比較而言，原位固化法具有開挖量小，修復后使用壽命長等優點，廣泛應用于北京、上海等城市的污水管道修復。本文的工程選擇原位固化法作為非開挖管道修復技術，該技術對于施工人員和材質的要求較高，而且管道必須清理，嚴格控制環氧樹脂的配比以及熱固化時間等參數。

3 污水管帶非開挖修復施工

3.1 施工流程與關鍵步驟

原位固化法施工流程如圖1所示，其中的關鍵步驟如下。

圖1 原位固化法施工流程

1)襯入待修復管道位置，可以選擇翻轉內襯和拉入法內襯的方式襯入，翻轉內襯主要是以氣壓和水壓翻轉軟管，從而達到相應位置；拉入法襯入是利用牽引力的方式，讓軟管到達指定位置，實現相應位置缺陷的修復。

2)固化養護，常用的固化養護方式包括蒸汽、紫外線、噴淋等方式，對比各種固化方法，紫外線固化方式較好。

紫外光固化技術主要是由專業人員探查管道內部，將滲透樹脂的玻璃纖維拉入所要修復的管道內部，利用紫外線進行固化，固化2～6 h后，可以達到固化的目的，并且滿足施工的需求。紫外光固化修復技術所得到的管道強度高，耐腐蝕、表面光滑，與管道修復良好，而且該方法不受溫度、濕度等因素的影響，因而具有較大的應用前景。為了滿足原位固化法施工需求，需要發電機、載重汽車、小型鍋爐、車載內襯翻轉機、紫外線固化設備等設備。

3.2 施工難點與措施

參考國內外的施工案例，污水管道非開挖修復技術的各個環節都存在著潛在的風險，其中的管材驗收、設備安裝、施工組織、施工過程以及驗收等過程都存在管理難度，因此需要對其中的施工難點進行分析，做好施工準備，從而確保施工安全。

從原位固化法的應用來看，主要存在的施工難點以及處理措施如下：①外部因素影響施工，施工期間外界交通、行人以及建筑等可能會對施工造成影響，因此需要做好施工環境管理，盡量選擇人流量少的夜間施工，采用半封閉或封閉的路段進行施工，施工期間掛好紅燈，減少外界因素的影響[5]；②管道排水，為了確保施工期間的排水工作，可以通過臨時排水來解決相關問題；在修復過程中，做好管道檢測，做好臨時排水準備，為施工提供良好的條件；如果存在積水，需要選擇抽水機抽出積水，并且安裝擋水板和使用排水溝，去除管道內積水；③管道測量，選擇自動化設備進行測量，確保測試結果準確；④管道清理，需要選擇物理和化學方法清理管道，為管道測量和修復提供良好的內部環境，保持管道內部清潔干燥；⑤管道變形和坍塌，修復過程中，會出現管道彎曲和坍塌等情況，需要根據實際彎曲情況，選擇合適的修復方式，如果管道自彎>11°的時候，需要選擇局部修復技術以免出現內部褶皺；管道坍塌時需要改進基礎，確保修復效果；⑥牽引力和反轉壓力不足，需要對整個施工過程進行監控，實時調控施工情況，確保牽引力和翻轉力符合施工需求，樹脂襯入指定位置；⑦固化過程，固化過程容易受管道各種因素的影響，需要對紫外線燈行走速度、固化溫度、固化時間等進行嚴格控制，確保固化滿足施工需求。

3.3 施工驗收

在整個施工過程中，對施工全過程進行觀察，確保各個環節的施工控制。施工完成后，啟動施工驗收，并且實現文件記錄歸檔。原位固化法的施工檢驗包括壁厚檢驗、內外表面檢驗、抗磨損檢驗、內襯管的彎曲強度測量等。對施工過程進行全面記錄，包括設備使用、員工培訓、施工合同以及施工過程參數等，為后續的管理提供數據支持。

4 結 語

1)通過潛望鏡進行檢測，城區內部的污水管道健康狀況不容忽視，其中主要以2級和3級破損為主，雖然沒有明顯的結構性損壞，但是依然存在著許多安全隱患，而且缺陷數量多，健康狀況不佳，急需對污水管道進行全方位檢查，并且開展修復處理。

2)非開挖修復技術具有施工效率高、對居民影響小等特點，其中紫外光修復技術能夠滿足質量需求，并且不受溫度、濕度等因素的影響，因此，選擇紫外光固化內襯修復技術進行修復，合理安排施工管理，加強施工質量控制。

3)從我國污水管道非開挖修復技術發展來看，當前原位固化法的施工經驗不足，而且原位固化法對于技術以及設備的要求較高，因此，需要參考國內外的先進技術，不斷積累經驗、提升技術，從而推動非開挖修復技術的發展。

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