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    非開挖修復(fù)技術(shù)在排水管道修復(fù)中的應(yīng)用
    2024-09-10 10:42:28    瀏覽次數(shù):
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    隨著國(guó)內(nèi)黑臭水體治理、污水處理提質(zhì)增效等工作的在各省市大規(guī)模開展,城鎮(zhèn)排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)(CCTV檢測(cè))查明管道存在破裂、變形、錯(cuò)口、脫節(jié)、滲漏、腐蝕等影響管道運(yùn)行安全的缺陷,缺陷危害程度有輕有重。這些缺陷廣泛存在于各種管材的小型、中型、大型和超大型管道,為了保證排水管道的安全運(yùn)行,管道只要有缺陷,就需要修復(fù)。但當(dāng)需要修復(fù)的管道多,而修復(fù)力量有限的情況下就需要根據(jù)缺陷的嚴(yán)重程度和缺陷對(duì)周圍的影響程度,根據(jù)缺陷的輕重緩急制定修復(fù)計(jì)劃、選擇經(jīng)濟(jì)適用的修復(fù)技術(shù)方法。


    一、修復(fù)計(jì)劃的制定
    管道只要有缺陷,就需要修復(fù)。由于排水管道管道深埋地下,如無(wú)專業(yè)隊(duì)伍對(duì)管道進(jìn)行定期檢查很難發(fā)現(xiàn)管道存在缺陷問(wèn)題。國(guó)內(nèi)大多數(shù)城鎮(zhèn)早期重建設(shè)輕管理,使得排水管道多年來(lái)一直處于無(wú)體檢狀態(tài),有病了就治一下,也就是那堵了疏通那,那塌了就修那。但隨著黑臭水體治理、污水提質(zhì)增效等工作的開展,排水管道體檢全面展開,大量的管道缺陷也一下暴露了出來(lái),大城市的一個(gè)區(qū)就上萬(wàn)處缺陷,小城鎮(zhèn)(縣城)也上千處缺陷。如果全部都修復(fù)更新,少則幾千萬(wàn)元,多則上億甚至幾億、十幾億!

    為了保證排水管道安全運(yùn)行,應(yīng)該對(duì)管道缺陷分級(jí)、評(píng)估,分出輕重緩急,制定修復(fù)計(jì)劃,分期進(jìn)行修復(fù)治理?!冻擎?zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》(CJJ181)對(duì)排水管道視頻檢測(cè)缺陷進(jìn)行了分類、分級(jí)和針對(duì)缺陷管段進(jìn)行了修復(fù)等級(jí)評(píng)估,給出了修復(fù)建議。
    表1  管段修復(fù)等級(jí)劃分
    等級(jí) 修復(fù)指數(shù) RI 修 復(fù) 建 議 及 說(shuō) 明
    RI≤1 結(jié)構(gòu)條件基本完好,不修復(fù)
    1<RI≤4 結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生破壞現(xiàn)象,但應(yīng)做修復(fù)計(jì)劃
    4<RI≤7  結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)可能會(huì)發(fā)生破壞,應(yīng)盡快修復(fù)
    RI>7 結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生或即將發(fā)生破壞,應(yīng)立即修復(fù)
     
    二、排水管道修復(fù)技術(shù)選擇
    在城市內(nèi),市政排水管道一般布置在市政道路上,或車行道或人行道或綠化帶內(nèi)。隨著排水管網(wǎng)逐漸向污水處理廠、河道排水口方向管道埋深逐漸變大,一般管道縱行坡度在1-2‰。排水管道因其以重力自流方式收集排水區(qū)域內(nèi)的雨水和污廢水,管道內(nèi)易沉積雨污水?dāng)y帶而來(lái)的泥沙,為了后期養(yǎng)護(hù)清淤每隔一定距離設(shè)有檢查井。這也為排水管道非開挖修復(fù)提供了便利條件。排水管道的缺陷修復(fù)可以采用開挖換管治理也可以采用非開挖管道內(nèi)襯修復(fù)更新治理。開挖修復(fù)和非開挖修復(fù)各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。

    開挖修復(fù)可以對(duì)排水管道的各種缺陷通過(guò)管道更換等方式進(jìn)行徹底修復(fù),常規(guī)條件下,造價(jià)相對(duì)較便宜。但城市道路上各種地下管網(wǎng)密布容易對(duì)其他管網(wǎng)造成損壞,同時(shí)開挖時(shí)需破除地面、綠地后期恢復(fù)致使開挖修復(fù)費(fèi)用大大增加。另外在管道埋深超過(guò)3米時(shí)需采用鋼板樁支護(hù)更大大增加開挖修復(fù)費(fèi)用。開挖修復(fù)工期一般較長(zhǎng),至少半個(gè)月左右,對(duì)交通、附近居民出行影響時(shí)間長(zhǎng)。

    非開挖修復(fù)一般利用現(xiàn)有檢查井作為修復(fù)材料和修復(fù)機(jī)具的出入口,不需要或很少開挖路面,修復(fù)時(shí)間短(一天左右),對(duì)交通、附近居民出行影響時(shí)間短。同時(shí)非開挖修復(fù)選用的材料多具有防水性能,可阻止地下水內(nèi)滲和污水外滲,對(duì)污水提質(zhì)增效效果明顯。非開挖修復(fù)一般比開挖修復(fù)造價(jià)較高,但在管道埋設(shè)較深并有路面、綠化帶破拆和恢復(fù)時(shí),造價(jià)基本一致,甚至還少。尤其需有鋼板樁防護(hù)開挖修復(fù)時(shí),非開挖修復(fù)更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但非開挖修復(fù)不能對(duì)所有管道缺陷都達(dá)到修復(fù)效果。


    排水管道缺陷修復(fù)采用開挖修復(fù)還是非開挖修復(fù)呢?如何選擇?

    首先應(yīng)根據(jù)缺陷具體情況確定采取預(yù)防性修復(fù)還是結(jié)構(gòu)性修復(fù),一般預(yù)防性修復(fù)多可采用非開挖修復(fù)。需進(jìn)行結(jié)構(gòu)性修復(fù)時(shí),應(yīng)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和社會(huì)成本進(jìn)行比選。最后對(duì)采用非開修復(fù)應(yīng)進(jìn)行排水能力驗(yàn)算,以保證管道結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)滿足管道的設(shè)計(jì)排水能力需要。
    開挖和非開挖修復(fù)工藝的選取,可總結(jié)為如下判斷流程圖:

    圖1 修復(fù)方法選取流程圖

    1)非開挖修復(fù)管道適用性
    非開挖修復(fù)技術(shù)并不適用所有損壞的管道的修復(fù),目前還不能對(duì)管道線型進(jìn)行整形,如錯(cuò)口過(guò)大、管道起伏、管形彎曲變形等管道需采用開挖翻新。

    2)修復(fù)后確保排水能力、滿足管道疏通養(yǎng)護(hù)要求
    修復(fù)后的斷面排水能力一般應(yīng)滿足設(shè)計(jì)排水量,故應(yīng)核算修復(fù)后的排水能力,當(dāng)不能滿足時(shí),應(yīng)當(dāng)提出彌補(bǔ)缺失流量的措施,否則應(yīng)采用開挖方法進(jìn)行翻排更新。如選用的修復(fù)技術(shù)使養(yǎng)護(hù)單位無(wú)法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的,則應(yīng)另選修復(fù)技術(shù),如需特種設(shè)備的,則應(yīng)建議配置。 

    3)現(xiàn)場(chǎng)條件符合非開挖修復(fù)要求 
    當(dāng)?shù)叵侣裨O(shè)管線、交通狀況、周圍環(huán)境等因素不具備開挖施工條件,而符合非開挖修復(fù)條件時(shí),可在滿足修復(fù)后管道的流量要求的前提下優(yōu)先考慮采用非開挖修復(fù)方法。

    三、非開挖修復(fù)技術(shù)的選擇
    各類非開挖修復(fù)技術(shù)均具有各自的優(yōu)勢(shì)、修復(fù)效果和局限性,應(yīng)根據(jù)修復(fù)目的、效果需求及管道的流量、強(qiáng)度及現(xiàn)狀管道的損壞情況進(jìn)行選擇。

    1、按非開挖修復(fù)技術(shù)可達(dá)效果,按如下分類選擇:
    1)恢復(fù)強(qiáng)度及防腐蝕
    因管道損壞造成破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕等使管道自身喪失了原有的強(qiáng)度時(shí),恢復(fù)管體強(qiáng)度或更新管道。常用修復(fù)技術(shù)有紫外光固化法、熱水(蒸汽)固化法、石漿噴涂法、熱塑成型法、短管置換、鋼內(nèi)襯法等。

    2)止水、防滲漏
    因管道損壞造成破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕等使外來(lái)水滲入管道內(nèi)并有泥砂隨著流水流入或出現(xiàn)漏水時(shí)將水流及泥砂止住。常用修復(fù)技術(shù)有土體注漿、局部原位固化、不銹鋼雙脹圈、快速鎖、紫外光固化法、熱水(蒸汽)固化法、熱塑成型法等。

    2、按非開挖修復(fù)范圍,按如下分類選擇:
    1)輔助修復(fù)
    對(duì)工體進(jìn)行注漿,起到對(duì)地基加固、防滲作用,作為一種輔助修復(fù)被應(yīng)用,一般與其他修復(fù)技術(shù)配合使用。

    2)局部修復(fù)
    對(duì)管段中某部分的缺陷進(jìn)行修復(fù)的方法,適用于部分缺陷集中于某個(gè)部位的場(chǎng)合。修復(fù)技術(shù)有局部原位固化、不銹鋼雙脹圈、快速鎖等。

    3)整體修復(fù)
    對(duì)整個(gè)管段進(jìn)行修復(fù)的方法,適用于損壞部位比較廣泛的場(chǎng)合。常用修復(fù)技術(shù)有紫外光固化法、熱水(蒸汽)固化法、石漿噴涂法、熱塑成型法、短管置換等。
    在確定采用非開挖修復(fù)方法后,還應(yīng)進(jìn)一步比較可采用各種工法的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)越性,選擇最合理方案。

    3、非開挖修復(fù)技術(shù)的適用性
    根據(jù)修復(fù)的條件和技術(shù)要求,合理選擇修復(fù)對(duì)象和修復(fù)方法。不同的非開挖修復(fù)技術(shù)有不同的適用情況,在修復(fù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)檢測(cè)視頻和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境具體情況,進(jìn)行綜合判定選取適宜的修復(fù)方案。修復(fù)技術(shù)選取可參考表2與表3 。

    1)土體注漿
    (1)修復(fù)管道為雨污排水管道,管材不限; 
    (2)DN800及以上管道宜用管內(nèi)向外鉆孔注漿法;小于DN800管道宜用地面向下鉆孔注漿法。 
    (3)適用于管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏,且接口錯(cuò)位不大于3cm管道,要求管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi)明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化; 
    (4)適用于管道接口處在滲漏預(yù)兆期或臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)防性修理; 
    (5)適用于檢查井井壁和拱圈的開裂滲水。 
    (6)不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道破裂、管道脫節(jié)呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性損壞的修理。
    (7)不適用于嚴(yán)重沉降、與管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位損壞的檢查井。

    2)不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)
    (1)適用管材為球墨鑄鐵管、鋼筋混凝土管、和其他合成材料的材質(zhì)雨污排水管道。 
    (2)適用于管徑大于等于800mm以上及特大型排水管道局部損壞修理。 
    (3)適用管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏,且接口錯(cuò)位應(yīng)小于等于3cm,管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi)明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化 
    (4)適用于對(duì)管道內(nèi)壁局部沙眼、露石、剝落等病害的修補(bǔ); 
    (5)適用于管道接口處在滲漏預(yù)兆期或臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)防性修理; 
    (6)不適用于對(duì)塑料材質(zhì)管道、窨井損壞修理。
    (7)不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道破裂、管道脫節(jié)呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò) 位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷損壞的修理。

    3)不銹鋼發(fā)泡筒修復(fù)技術(shù)
    (1) 適用管材為鋼筋混凝土材質(zhì)、塑料材質(zhì)和球墨鑄鐵的雨污排水管道。 
    (2) 適用于管徑150?1350mm的排水管道局部損壞修理。 
    (3) 適用管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為脫節(jié)、滲漏,管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi) 明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化。 
    (4) 適用于管道接口處有滲漏或臨界時(shí)預(yù)防性修理; 
    (5) 不適用于檢查井損壞修理。 
    (6) 不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道脫節(jié)口呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線 形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷損壞的修理。 

    4)局部現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)技術(shù)
    (1)適用管材為鋼筋混凝土材質(zhì)的雨污排水管道。 
    (2)適用于排水管道局部和整體修理。 
    (3)管徑DN800以上及大型或特大型管道施工人員均可下井管內(nèi)修理;管徑DN800以下可以采用電視檢測(cè)車探視位置,然后放入氣囊固定位置。 
    (4)適用管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏,且接口錯(cuò)位應(yīng)小于等于5cm,管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi)明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化 
    (5)適用于管道接口處有滲或臨界時(shí)預(yù)防性修理; 
    (6)不適用于檢查井損壞修理。 
    (7)不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道坍塌、管道脫節(jié)口呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷損壞的修理。

    5)現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)
    (1)現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯法是翻轉(zhuǎn)后固化成型,其適用于管道幾何截面為圓形、方形、馬蹄 形等,管道材質(zhì)為鋼筋砼管、水泥管、鋼管以及各種塑料管的雨污排水管道。 
    (2)適用于管徑150?2200mm的排水管道、檢查井井壁和拱圈開裂的局部和整體修理。紫外線加熱固化適用于管徑小于600mm的排水管道。 
    (3)適用管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕,且接口錯(cuò)位宜小于等于直徑的15%,管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi)明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化。 
    (4) 適用于對(duì)管道內(nèi)壁局部沙眼、露石、剝落等病害的修補(bǔ); 
    (5) 適用于管道接口處在滲漏預(yù)兆期或臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)防性修理; 
    (6) 適用于各種材質(zhì)檢查井損壞修理。 
    (7) 不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道破裂、管道節(jié)脫呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷嚴(yán)重?fù)p壞的修理。 
    (8) 不適用于嚴(yán)重沉降、與管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位損壞的檢查井。 

    6)石漿噴涂修復(fù)技術(shù)
    (1) 適用管材為鋼筋混凝土材質(zhì)的雨污排水管道。 
    (2) 適用于管徑大于等于800mm以上的排水管道、檢查井井壁和拱圈開裂的局部和整體修理。 
    (3) 適用管道結(jié)構(gòu)性缺陷呈現(xiàn)為脫節(jié)、錯(cuò)位、滲漏、破裂,且接口錯(cuò)位應(yīng)小于等于3cm, 管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形沒(méi)明顯變化、管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化。 
    (4) 適用于對(duì)管道內(nèi)壁局部沙眼、露石、剝落等病害的修補(bǔ)。 
    (5) 適用于管道接口處在滲漏預(yù)兆期或臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)防性修理。 
    (6) 不適用于對(duì)塑料材質(zhì)管道、檢查井損壞修理。 
    (7) 不適用于水泥砼管材管道基礎(chǔ)斷裂、管道破碎、管節(jié)脫口呈倒栽式狀、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷損壞的修理。 
    (8) 不適用于嚴(yán)重沉降、與管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位損壞的檢查井。 

    7)短管置換
    (1)適用于管道直徑范圍為50~1000mm。
    (2)適用于等管徑管道更換或增大直徑管道更換。
    (3)不適用管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位等結(jié)構(gòu)性缺陷損壞的修理。
    (4)0.8cm或埋深小于0.8m時(shí),建議不要使用該方法

    表2 非開挖修復(fù)技術(shù)的工法特征
    非開挖修 復(fù)更新方法 適用范圍和使用條件
    適應(yīng)管徑 (mm) 內(nèi)襯管材質(zhì) 工作坑的需求 注漿需求 最大允許轉(zhuǎn)角 截面形狀 修復(fù)類型
    原位固化法 翻轉(zhuǎn)式:200?2700
    拉入式:200?2400
    玻璃纖維、針狀毛氈、樹脂等 不需 不需 45° 圓形、蛋形、矩形等 整體修復(fù)
    短管置換法 200?1200 PE、PVC-U、玻璃鋼、金屬管等 需要 不需 圓形 整體更新
    不銹鋼雙脹圈 200?1500 止水橡膠套、不銹鋼套筒等 不需 不需 圓形 局部修復(fù)
    不銹鋼雙脹圈 200?1500 止水橡膠套、不銹鋼套筒等 不需 不需 圓形 局部修復(fù)
    快速鎖              
    點(diǎn)狀原位固化法 200?1500 玻璃纖維、 針狀毛氈、 樹脂等 不需 不需 圓形、蛋形、矩形等 局部修復(fù)
    石漿噴涂 400?2000 水泥基材料 不需 不需 15° 圓形、蛋形、矩形等 整體更新

    表3 非開挖修復(fù)技術(shù)的選擇表
    修復(fù)技術(shù) 土體注漿 不銹鋼雙脹環(huán) 不銹鋼發(fā)泡筒 局部現(xiàn)場(chǎng)固化 現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯 短管置換 石漿噴涂
    適用管徑 所有 ≥800mm以及特大型管道 150~1350mm 200~1500mm 150~2200mm 小管徑350~1000mm ≥400mm
    適用管材 所有 所用 鋼筋混凝土管 所有 所有 鋼筋混凝土 鋼筋混凝土
    適用時(shí)效 臨時(shí)、永久 臨時(shí)、永久 臨時(shí)、永久 臨時(shí)、永久 永久 永久 臨時(shí)、永久
    止水    
    恢復(fù)強(qiáng)度          
    破裂  
    變形  
    錯(cuò)位  
    脫節(jié)
    滲漏
    腐蝕        
    優(yōu)點(diǎn) 施工方法簡(jiǎn)單,止水有效??商畛渫馏w空隙,增加承載力 施工速度快,質(zhì)量穩(wěn)定性較好。 施工速度快、止水效果好、使用壽命長(zhǎng)、可帶水作業(yè)。 施工速度快,耐腐蝕,使用壽命長(zhǎng)。 施工速度快,具有耐腐蝕、耐磨損,可防地下水滲入問(wèn)題,整體修復(fù)效果很好。 施工速度快,內(nèi)襯管強(qiáng)度高,接口質(zhì)量可靠,設(shè)備簡(jiǎn)單,價(jià)格低。 施工方便、無(wú)接縫,設(shè)備簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。
    缺點(diǎn) 需要配合其他工法使用 對(duì)水流形態(tài)和過(guò)水?dāng)嗝嬗幸欢ㄓ绊?。不適用于絞車疏通 對(duì)水流形態(tài)和過(guò)水?dāng)嗝嬗幸欢ㄓ绊?,但較小。不適用于絞車疏通。 大口徑修復(fù)成本高,施工技術(shù)要求高。 材料成本較高。 管道修復(fù)后斷面損失比較大。 小管徑管道無(wú)法修理,接口多、對(duì)管道表面處理要求高,工期長(zhǎng)。
    造價(jià) 較高
     
     
    作者:劉愛國(guó)

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