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摘要：在众多的城市基础设施中，城市排水管网发挥着重要的作用。随着城市的不断发展，城市人口规模的不断增大，污水处理以及排放的压力也在不断增加。为了适应城市发展的需要，城市地下管线不断趋于复杂化，这也使得地下管线的修复成本以及维护难度不断增大。为减小城市老旧管道的维修成本，增加其服役年限，本文对城市排水管道非开挖修复技术进行探讨，分析其技术优点以及施工难点，以促进管道非开挖修复技术的推广和使用，使其更好的服务于城市发展。
关键词：自然灾害；老旧管道；非开挖修复
1.研究意义
今年，我国自然灾害频发，尤其是洪涝灾害给人们生活带来较为严重的影响，威胁人民的生命财产安全。城市排水管网作为城市的“生命线”，具有收集和输送生活污水、地表径流雨水、工业废水的功能，发挥着排污和排水双重作用[1]，在防止城市内涝及内源污染方面发挥着重要作用。
随着城市规模的不断扩大，城市对于排水管网等配套设施的要求也越来越高，为满足城市发展的需要，城市地下管网也日趋复杂。市政排水管网在投入运行5~15年后，会出现不同程度的损坏，管道缺陷类型主要包括管道功能性缺陷和结构性缺陷。污水管道的功能性缺陷将减小管道的过流面积，削弱污水输送能力，使其形同虚设。污水管道的结构性缺陷将导致污水渗入地下，轻则污染地下水环境；重则冲刷地基，造成地质灾害，进而导致人员财产损失。
城市管道维护与修复会受到繁忙的城市交通、地下管线、绿化保护、构（建）筑物、高速公路、地铁及河流等各种复杂地理环境因素的影响，采取传统的开挖修复方式不但对交通造成负面影响，严重浪费人力、物力资源，而且影响居民正常生活，危害社会整体形象。由于管道非开挖修复技术不破坏现有地面，具有对城市交通影响小、施工成本低、对邻近设施干扰小、社会成本低等优势，不少工程人员开始借鉴外国经验，将其非开挖修复技术应用于市政工程。
非开挖是一种能够以极小破坏路面的方式进行管道安装、修复和更换的施工方法，以服役时间长、不符合安全生产要求的老旧管线为通道，在挤压、破碎现存老旧管道的过程中，拉入等径或超径的新管线，进而实现旧管线的更新[2]。
2.管道非开挖修复技术及其优势
2.1管道非开挖修复技术分类
管道非开挖修复按技术特点和修复范围可分为三大类，包括辅助修复、局部修复和整体修复。
（1）辅助修复
辅助修复一般作为管道修复、更新的辅助修复方式。一般利用专业注浆设备，在压力作用下，将浆液（水泥浆、化学浆液）或者树脂注入管道周围或者缺陷部位，形成隔水帷幕。一方面修复其存在的功能性缺陷；另一方面起到固化管道、检查井周围土体，强化地基承载能力，延长管道使用年限。
（2）局部修复
局部修复是对老旧管道局部缺陷（腐蚀、错位、破裂等）的一种修复方法。常用的局部修复技术有下列几种：
①局部树脂修复
局部树脂修复是在CCTV机器人的引导下，以修复气囊为载体，将浸有树脂的毡筒固化在缺陷部位的一种修复方式。
②不锈钢双胀环修复
不锈钢双胀环修复是利用不锈钢胀环将橡胶圈固定在缺陷部位的修复方式。
③裂缝嵌补修复
裂缝嵌补修复是在裂缝缺陷部位注入嵌补材料的一种修复方式，通常用水泥砂浆抹面，以修补缺陷部位的表观以及内部质量问题。通常适用于接口堵漏和检查井修复。
（3）整体修复
①原位固化法（CIPP）
原位固化法（CIPP或FIPP），通常也被称之为袜筒法、翻转法或软衬法等。一般地，将热固性树脂的软管通过牵引的方式拖入旧管道内，利用加热（紫外线、热气或者是热水等）加压的方式对其进行固化，使其贴合于旧管道的管壁上形成薄层管，显著改善老旧管道的过流能力。
原位固化法在管道非开挖修复中应用非常广泛，由于其具有修复后的质量较好、几乎不影响原管道的过流面积、适应曲折多变的管道等优点，逐渐得到人们的青睐。
②螺旋缠绕法
螺旋缠绕法是管道整体内衬的一种修复技术，按缠绕工艺可以分为固定口径法和扩张法两种。由于该修复方法通常适用于大管径管道或箱涵，且对原管道的过流面损失较大，导致其应用较少。
③喷涂修复
砂浆喷涂内衬修复技术是将预制好的水泥砂浆在高速离心力作用下均匀甩到管道内壁上，形成内衬层的一种修复方式。通常通过控制电动绞车上旋转喷涂器的上下运行，以保证水泥砂浆在井壁上形成连续均匀的内衬。
2.2管道非开挖修复技术优势及难点
相比于管道传统开挖修复的方式，非开挖修复具有很多优势，概括总结如下：
（1）对城市交通影响小。管道非开挖修复技术仅利用检修井进行修复作业，缩小对城市道路面积的占用，几乎不影响现状城市交通。
（2）工期短。管道非开挖修复技术不涉及土方开挖、路面恢复等环节，直接利用检修井井室进行修复作业，相比于传统开挖修复减少很多环节，大大缩短施工工期。
（3）施工成本低。相比于开挖修复，由于非开挖修复方式避免土方开挖、转运，道路、绿化、人行道恢复等施工环节，从而能在很大程度上减少施工成本。
（4）社会成本低。由于非开挖修复方式避免拆迁麻烦和对环境的破坏，减少了工程的额外投资。
虽然管道非开挖修复方式具备诸多优点，相应的也具备较多的安全隐患，现将施工难点统计如下：
（1）存在大量有毒有害气体。非开挖修复作业一般涉及人员井下作业，由于污水管道内存在大量CH4、H2S、NH3、NO2、CO、CO2等有毒有害气体，从而施工过程存在较大安全隐患。
（2）封堵倒排困难。对于管径大、水流量大的管道，进行非开挖修复作业时，需要对待修复管道的上下游进行封堵、管内污水进行倒排等作业。因此，封堵、倒排措施的不牢固将威胁作业人员的生命安全。
（3）不确定因素多。污水管道一般埋深较深，管内淤积可能较多且可能存在较多支管，支管突然来水、淤积物散发有毒有害气体等因素均会对井下作业人员带来安全威胁。
（4）坍塌。涉及老旧箱涵的清淤作业时，由于老旧箱涵一般为砖混结构，且本身可能存在较大裂缝，清淤作业可能影响其自身结构的稳定性，从而导致箱涵的坍塌。
3.工程概况及应用效果
3.1工程概况
黄孝河机场河流域综合治理一期工程主要是针对武汉市黄孝河机场河流域的治理，主要包括骨干管涵河道清淤工程，提质增效管涵修复工程及河道生态排口工程。以解决目前黄孝河机场河排水系统污水厂厂站负荷大、浓度低、水位高、流速慢，末端溢流污染严重等问题。
清淤工程包括明渠清淤（约6.2km）和暗涵清淤（约13.3km）。管涵修复工程针对主干管涵，全长约64.2km，其中主干管道约35.2km，主干箱涵约29km。河道生态排口工程包括黄孝河流域10处生态浮岛型生态排口、1处生态塘型生态排口，机场河流域7处生态浮岛型生态排口。
3.2应用效果
通过对工程范围内的管涵进行清淤、CCTV拍摄、缺陷评估等环节，结合管道存在的缺陷进行局部或整体修复。在保证不减少现状污水管道过流面积的情况下，避免现存管道缺陷的进一步加剧，以延长其使用寿命。
参照管道缺陷修复施工工作指南，管道修复主要针对修复指数>2.3的管道，其中缺陷密度<0.15的管道采取局部修复的方式（图a、b），缺陷密度>0.15的管道采取整体修复的方式（图c、d）。
通过对管道采取整体或局部的修复方式，以防止缺陷的进一步加剧，避免管道出现不可修复的缺陷，减少管道更新、维护的成本。
4.讨论与建议
随着城市的不断发展，市政管网的复杂程度的不断提高，管道非开挖修复方式不断的呈现出其独特的技术优势。虽然管道非开挖修复施工过程存在较多安全隐患，但是为了适应城市发展的需要，我们要加强施工过程控制、规范作业流程，同时依靠现代科技成果来减少或者规避安全事故的发生，以使管道非开挖修复技术更好的服务于城市发展。
参考文献：
[1]李煜，苏文央，许衍宝，张少艺.管道非开挖修复施工技术研究进展[J].四川建材，2017，43（10）：126-127.
[2]朱原原，羊东明，葛鹏莉，徐孝轩，肖雯雯.管道非开挖原位更新技术研究与现场应用[J].油气田地面工程，2017，36（12）：73-75+78.