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摘要：随着社会的快速发展，城市建设的规模也日益扩增，地下排水管网络也随之变得越来越复杂。在对城市地下排水管进行修复的过程中，面临的问题也越来越多。通过采用非开挖技术可以有效地解决目前排水管道存在的问题。
本文结合柳营路1025弄沉管抢修工程实例。分析了非开挖技术的优点和原理，最后论述了非开挖修复技术在城市排水管道修复中的具体应用，为城市未来的发展提供了技术支持。
关键词：排水管道；非开挖；加固注浆；修复工艺
1工程概况
本工程为柳营路1025弄沉管抢修工程。本工程采用非开挖修复多种修复方式对该路段缺陷管道进行修复。
2排水管道中应用非开挖修复技术的优势
非开挖修复技术具有较多的优势，应用到城市排水管道修复过程中，不仅不会对道路造成较大的损伤以及对施工周边环境产生较大的影响，还能在不影响周围人们出行的前提下，对排水管道施工中遇到的问题进行解决。利用非开挖修复技术对排水管道进行修复时，既可以显著提升施工效率，又可以大大降低施工成本，而且可以取得比较好的修复效果以及比较高的经济效益。对于修复管道的直径越大、埋藏深度越深，越能够发挥出非开挖修复技术施工的优势。
3工艺原理
根据施工现场实地勘察情况设计施工方案，首先，依照设计要求对内衬软管进行制造，然后利用光固化树脂加工成树脂软管。施工过程中，需要利用卷扬机把制造好的树脂软管拉入待加固的排水管道内，然后对拉入的树脂软管进行充气，使其膨胀并紧贴在待加固的管道内。利用紫外线灯照射管道内部，使树脂软管能够固化成型，最终在旧的排水管道内部形成具备高强度性能的内衬新管。
4非开挖管道修复施工技术
4.1施工工艺流程
4.1.1拖入底膜
底膜能够保护内衬管的外壁，减少其进入排水管过程中所受的摩擦力，避免受到损坏。在施工过程中，首先用闭路电视对施工现场进行勘察，将一根绳子利用摄像装置或冲洗设备引入排水管内。然后，将拉绳以及底膜通过引入的绳子拉入管道内，此过程必须保证底膜位于拉绳的下方。此外，必须对排水管道内拖入的底膜进行固定，将底膜固定于另一窨井内或者窨井附近的地面锚固装置上，在内衬管被拉入排水管道的过程中，底膜的位置必须保证不变。底膜不仅能够保护玻璃纤维软管，还能减少内衬管拉入的摩擦力，从而降低内衬管拉入排水管道的难度。因此，在开展非开挖管道修复施工过程中，必须利用底膜保障施工过程的顺利进行。
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图1 拖入底膜施工现场
4.1.2拖入玻璃纤维软管
拖入内衬软管是本技术施工过程中的重要流程之一，内衬软管拖入过程中，施工人员需要利用导向滑轮组以及电缆绞车顺着下降方向将内衬软管拖入排水管道内。拖入内衬软管的速度严禁超过5m/min，而且拖动内衬软管的力度不能过大，要控制在软管材料本身能够承受的力度范围内（取决于软管的管径、材料以及厚度等），同时，紫外灯的前进速度与管径以及管壁厚度有关。为了尽可能降低因拖动过程中对内衬管造成的损伤，开始拖动前应在底膜上均匀涂抹一层可生物降解的润滑剂（通常是植物油类），能够很大程度上减小内衬管与排水管间的摩擦力。
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图2 内衬管施工示意图
内衬管拖入施工过程中，必须确保施工人员间能够保持良好地沟通才能顺利完成施工工作。因此，对于间隔距离比较大的安装点，必须给现场施工人员配备性能良好的无线电通讯设备，保证施工人员之间能够及时进行沟通，确保安装过程的顺利进行。此外，如果需跨过多条排水管道开展工作时，必须在中间入孔处安排专人对内衬管进行检查，确保内衬管拉伸妥当。将“管头”捆绑在内衬管上，然后，将绞车钢丝绳用旋转接头固定在管头上面。在内衬管送入排水管道前，需要将内衬管对折后交给窨井中的工作人员，由工作人员将折叠好的内衬管按照施工要求拖入排水管道内，并安置妥当。
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图3 管头制作图 图4内衬管施工图
4.1.3灯架安装与紫外固化
利用压缩空气安装内衬管需要按照多步过程缓慢进行，直到压强能够满足进一步开展工作的需求。在内衬管施工过程中，至少需要3到5次长达5分钟的时间间隔，当内衬管材料的温度不高于10℃时，则需要间隔至少10分钟以上才能继续施工。必须使用大功率鼓风机来满足安装以及固化过程中工作压强的需要，当工作压强达到施工标准后，应该保持该压强至少10分钟，主要是为了保证管道内的紫外线小车行进施工过程中不会对衬管内膜造成损伤。施工过程需利用摄像头对衬管进行检测并对衬管插入的过程进行拍摄存档。如果发现衬管位置不合适，需要及时对安装程序进行重启，并重新完成安装施工工作。
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图5 内衬管施工作业图
利用紫外线开展固化工作过程中，首先需要将所需的紫外线光源打开，然后将紫外线光源按施工要求拉向目标窨井。施工开始前，需要预先设置好固化过程中仪器参数以及工作温度范围，紫外线光源的使用（启动时间、作业时间以及移动速度等）必须遵循与公称直径有关的规定，除此之外，需要在施工过程中，利用传感器实时对固化过程中的施工温度进行检测与记录。如果检测到温度超过130℃时，需要在保持工作压强与插入速度不变的前提下，加大压缩空气充入的流量；如果复合管的温度低于80℃，则应该将拉速降低5cm/min。在固化施工作业过程中，一旦发现紫外线灯出现故障，必须立即对固化施工速度进行调整后进行施工。紫外线光源移动到内衬管尾端的扎头时，完成整个紫外固化施工作业流程。
4.2管道周围土体注浆加固
固化工作完成后，需对管道周围土体开展注浆加固工作。加固工作主要分为以下几个步骤：⑴注浆加固工作施工前，需要对钻杆和注浆管各段的长度进行检查，如果发现注浆管或钻杆存在不同尺寸的情况，必须在记录表上进行标记。注浆管管壁上钻有注浆小孔，使用前必须对各个注浆管与管壁上的注浆小孔进行检查，确保没有杂物堵塞。（2）根据钻孔编号分成两组，编号为1，3，5…的为1组，其余编号为2组，钻孔以及注浆过程必须按照分组按顺序进行施工。（3）钻孔施工时应根据编号由外到内进行，按照1，3，5…2，4，6…的顺序。按照分组以及钻孔的编号安排好钻机，并调整其平整度和垂直度，保证钻杆中心的偏差控制在20mm内，钻孔的孔径为55mm，标高误差不能大于10mm。钻孔作业施工过程中，每完成1m的钻孔工作都必须用水准管和锤球对施工钻机的平整度以及垂直度进行重新校准。（4）按照预先设置好的编号以及钻孔顺序完成钻孔工作后，利用38mm直径的注浆射管开展工作，将砂填充进射管和套管之间，地基表面的空隙填充进粘土和麻丝，利用压浆泵将水泥浆压入注浆射管内，水泥浆必须保证一次性连续压入。（5）注浆、拔管：注浆过程应该先从稀浆开始逐渐加大水泥浆的浓度。开展压浆工作时，首先需要把注浆射管完整插入，然后按照自下而上的顺序分段进行连续注浆，分段拔管至孔口完成整个工作。注浆工作过程中，需要详细记录施工过程中的注浆压力、时间以及水灰比等。分段开展拔管工作，每次拔管的高度不能超过0.5m。（6）完成整个压浆工作后，需要先将注浆管拔出，然后用混合比例为1：2的水泥砂浆将留孔堵住。
4.3合流管道修复
施工前，需要综合考虑多方面因素对排水管道修复方案进行确定，影响因素主要包括工程投资规模、管道的安全性、工程的社会环境效益以及施工对周边地区的影响等。目前排水管道常用的修复方式包括开挖修复和非开挖修复两种。
本工程所需抢修的合流管道位于柳营路1025弄小区内部道路范围，该道路为周边居民出行的主要通道，因此必须选择一种能够满足快速施工的修复方法，以减少施工对于周边居民生活的影响。非开挖修复施工通常只需要占用管道所在的一根车道，且施工周期较快，相对开挖修复而言，非开挖修复对交通的影响较小。而且本工程抢修前，已对出现塌陷的路面区域进行了紧急修复，但未对排水管道进行修复，若采用开挖修复，则会对已修复好的路面进行再一次的破坏。
除此之外，本工程施工周围环境复杂，而且存在给水、雨水排放、煤气输送、通信以及电力等多种公用管线，开挖施工不可避免地对这些设施造成影响。除此之外，开挖修复施工还会产生大量扬尘和带来噪音污染，对周围居民生活造成影响。相比之下，管道非开挖修复技术不仅能够降低周边设施的影响，还能避免排水管道开挖施工造成的环境污染问题。
综上所述，本工程范围内的合流管道具备采用非开挖修复技术对排水管道进行施工的条件，同时非开挖修复既能大大缩短施工周期，降低综合成本，还能大大减少对施工现场周边居民生活带来的不利影响，带来的经济、社会及环境效益高。因此，本工程拟选择非开挖修复技术对合流管道开展修复工作。
根据CCTV检测报告，本工程所需修复的管道腐蚀情况较为严重，钢筋混凝土管已有明显的露筋现象，管道的承压能力可能已经受到影响，为避免日后管道出现如H8-H9段的结构性坍塌，经综合比较，本工程拟采用钢筋网+水泥基材料喷筑+紫外光固化半结构修复技术，水泥基材料喷筑厚度为40mm（含钢筋网及保护层厚度）。对于H8-H9管段坍塌处以及H9-H10管道严重破裂处，采用不锈钢内衬局部补强加固后，再整体采用钢筋网+水泥基材料喷筑+紫外光固化半结构修复技术。
4.4检查井修复
根据合流管道的CCTV检测结果，本路段的合流检查井存在井壁腐蚀、局部有裂缝等情况，且井壁四周腐蚀较为严重，部分检查井有明显露砖的情况，故本工程考虑对沿线的检查井进行预防性的修复。为实现快速施工，减少临排时间，本工程检查井均采用快速修复工艺，腐蚀和内粉刷脱落的检查井，仅采用铝酸盐防腐砂浆喷涂；破裂及渗漏的检查井，根据CCTV检测情况，仅为局部裂缝，未出现贯穿等结构性损坏，采用聚氨酯裂缝嵌补修复工艺进行修复，再用铝酸盐防腐砂浆喷涂，喷涂厚度20mm。本工程部分检查井损坏情况较为严重，井壁腐蚀情况相较于其他检查井更为严重，有明显露砖的情况，本工程拟采用聚合物改性水泥基材料模注法修复工艺进行修复。
4.5土体空洞修复
根据《柳营路沉管抢修工程空洞检测成果报告》，通过地质雷达对柳营路1025弄小区内道路下方3m 深度范围地层的进行了综合检测，最终在检测范围内共发现8 处疑似地层异常区域。通过检测在柳营路1025弄小区内道路检测范围内共发现8 处异常区域，且异常区域主要位于Φ1200 合流管附近，部分位于工作井室周边。多处地方1~3米的位置地层有轻微错动，但并不是空洞位置，推断为后期道路施工导致的地下介质不连续，产生反射波紊乱的现象。
本工程除了对雨水管道及检查井周围进行注浆外，尚需对检测出异常，在管道检查井注浆区域范围外的区域进行土体注浆加固。对于发现的深度在1.0m以内的浅层的土体空洞，本工程采用地面打孔灌自流混凝土填补浅层区域的土体空洞。具体如下表1。
表1土体空洞修复方案
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5结语
作为城市排水管道修复的主要施工技术之一，非开挖管道修复技术在城市排水管道修复中发挥着重要的作用。当前，该技术还处于起步阶段，在其发展过程中，还有许多技术问题有待解决。需要政府和相关人士对非开挖管道修复技术的推广提供大力支持，使非开挖技术服务于我国的城市化进程，充分发挥其施工技术的优势。
参考文献：
［1］《给水排水管道工程施工与验收规范》GB50268-2008［S］；
［2］城市排水管道非开挖修复技术研究［J］.齐杰. 工程技术研究.2020-07-10
［3］城市排水管道非开挖修复技术浅析［J］.梁勇.四川水利.2019-10-15
［4］于城市排水管道非开挖修复技术探讨［J］.杨益根.城市建设理论研究（电子版）2020-05-15