管道非开挖修复技术在市政排水管道改造中的应用

在发达城市市政排水管道改造建设时会遇到现场条件复杂难以实施的情况。在适当的条件下，可采用管道非开挖修复，在满足周边环境要求的前提下，实现管道排水能力的恢复，减少由于管道老化破裂而造成的地陷等安全隐患。
深圳市市政道路升级改造项目，原设计拟对道路现状老旧雨污水管道进行开挖拆除并新建雨污水管道。 该道路为电子生产公司的主要出入通道，新建排水管道施工采用开挖施工，在施工期间会影响公司员工正常上下班和其大门交通，存在安全隐患，因此需要对管道建设方案进行调整。
1  工程实施方案比选
       通过管道水力计算和片区排水规划条件得知，现状管道管径满足计算和规划要求，管道建设任务主要是更换老旧管道，恢复管道排水能力和减少因管道破裂而造成地陷等安全隐患，对开挖施工、非开挖施工和管道非开挖修复3种工艺进行比选。
       从现场实施条件、工期和工程造价几方面比较，采用管道非开挖修复最为合适，故本项目管道建设方案调整为采用管道非开挖修复。
2  管道缺陷及修复方案
    （1）对管道进行了CCTV检测， 发现现状管道主要问题为错口、脱节、破裂、沉积、障碍物等。
    （2）管道缺陷修复方案。针对现状管道出现的错口、脱 节、破裂、沉积、障碍物等缺陷，对每一个管段作出对应的修复方案。
3  管道非开挖修改实施方案
     （1）管道整体修复。紫外线原位固化法（UV-CIPP）[5] 为拉入法CIPP，采用绞车把玻璃纤维软管拖入需要修复的管道中，加压充气使软管张开并紧贴管道内壁，实用紫外线固化专业设备进入软管内进行加热固化，使软管在修复管道内形成坚硬的“管中管”结构，实现排水管道原位修复。 紫外线固化后材料的厚度约为4 mm。具体修复流程 ：①拖入保护膜，保护膜起到保护内衬软管的作用，防止软管被划伤或造成破损。②拉入玻璃纤维内衬软管 ：把预先碾压并切割的软管通过绞车从检查井拖拉进需修复的排水管道内，在管道两端安装闭气装置。③软管加压充气及紫外线固化设备安装 ：采用压缩机对内衬软管进行加压充气，通过空气压力使内衬管充气膨胀。内衬软管充气后，拖入紫外线固化设备，对紫外线固化设备进行调试、检测，应防止软管充气加压过程中出现过度膨胀或褶皱的现象。④紫外线固化 ：通过设定紫外线固化设备的前进速度和软管内温度等运作参数， 通过设备自带的CCTV，及时检测并调整运作参数，保证软管处于设定的硬化条件下进行固化。管内紫外线设备前进速度平均为0.5 m/min，启动紫外线灯，紫外灯经过的管段内，玻璃纤维内衬管则覆盖在旧管内壁上。固化前在内衬软管两端、软管外壁和旧管内壁间设置1~2个密封圈防止两管间隙渗水。⑤端头处理 ：紫外固化后切除修复管段外软管，拆除扎头、通气管道及小车。对管道两端的毛边进行修整，内衬管与老管在井口处设一道橡胶圈止水环，止水环外用聚合物环氧树脂组合砂浆涂抹。⑥抽出软管内膜 ：端头处理后， 拉出内膜，清理固化施工现场。⑦检测验收 ：采用CCTV检 测系统对修复后管道内部情况进行检测，保证管壁实现光滑、连续、无破损渗漏的修复效果。必要时可以根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268—2008）的规定进行闭水试验。
     （2）管道错口情况及处理对策。管道错口主要是同一接口的两个管口产生横向偏移，造成管道未处于正确的位置， 错口缺陷分级情况如下 ：①轻度错口 ：两个管口的连接处偏 差不大于管道壁厚的1/2 ；②中度错口 ：两个管口的连接处偏差为管道壁厚的0.5~1倍 ；③重度错口 ：两个管口连接处的偏差为管道壁厚的1~2倍 ；④严重错口 ：两个管口连接处的偏差为管道壁厚的2倍以上。通过管道CCTV检测发现项目现状雨污水管道发生错口缺陷的等级主要为1~2级，发生错口的管道管径主要为 DN200的雨水管和DN400的污水管。所以雨污水口管口偏差均为2 cm以内，管口偏差较小，可采用UV-CIPP整段修复工法进行管道修复。
     （3）检查井修复。离心喷涂修复法 ：主要利用砂浆搅拌机把涂料与水充分搅拌，通过输料管，由砂浆输送喷涂机高压送到高速旋转的喷涂器内，在离心作用下，涂料被抛甩， 均匀喷涂到检查井井室内壁四周，实现检查井内壁的喷涂修复。喷涂材料为聚合物环氧树脂组合砂浆，喷涂厚度为 1 cm，主管窨井井面下50 cm，出户井井面下30 cm喷涂。窨井底板采用人工喷涂，喷涂厚度1 cm。
4  结语
       对于发达城市的现状道路需要改造排水管道，现状排水管道管径能满足水力计算和相关规划条件要求的，采用管道非开挖修复技术减少对道路交通及项目周边生活生产的负面影响 ；使现状管道恢复其大部分的排水能力，保证范围内排水顺畅 ；加强管道内部的强度，减少因管道老化破裂而 造成的地陷等安全隐患。