1.何帅婷 杨山峰
2. 41048219930322**** 河南 汝州 467500 2. 41232619900214**** 河南 商丘 476000
摘要：给排水管线结构性缺陷修复施工方法在不会对施工地区基础设施以及社会服务容量造成压力的前提下，有效减少污水对水环境的污染，伴随着城市的发展，交通日益发达，管道修复将是我国城市给水排水管道修复维护工程中一个可持续的发展方向，具有广阔的应用前景。
关键词：给排水管线；结构性缺陷；修复加固；施工技术；研究
引言
虽然现在城市的排水系统建设日趋完善，但是受管道埋设时的施工质量问题、运输车辆重型化、使用年限的增加以及管网管养不到位等影响，城市市的排水管道存在不同程度的损坏现象，给城市排水和地面交通与通信造成一定程度的影响。为了防止出现排水管道堵塞、结构性缺陷引起大雨道路积水、地面塌陷造成交通拥堵等问题，管道修复工程成为一个不容忽视的问题。
1城市地下管线存在的主要问题
结构性缺陷的类型主要有以下几种：（1）破裂：管道的外部压力将超过管道承载能力，从而导致管道破裂，破裂一般有三种形式：环向、纵向和复合。（2）变形：管道变形，变形率是最大变形内径除以原始内径。（3）错位：两根管道的承插接头脱落，并且不在管上的正确位置。相邻的管道看起来像“半月”。
2给排水管线结构性缺陷修复加固施工技术的意义
排水管网是城市水系统的核心，是保护水环境和人民健康安全的关键。近年来，我国早期排水管网建设重地上轻地下、重建设轻运维的弊端逐步显现，排水管网建设不完善、管道缺陷、错混接等问题使其功能缺失，难以承担收集、转输等作用。自三部委印发《关于印发城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019－2021年)的通知》以来，排水管道运行状况及缺陷修复逐步引起重视。建筑与小区作为城市排水管网的源头，其管网运行状况直接影响城市排水系统效能。对缺陷管网进行100%修复可大幅度提高既有排水管网的排水能力，但也存在工程量大、投入资金多、施工周期长的弊端，经济影响和社会影响大。目前厦门市管道缺陷修复中，优先对Ⅳ级和Ⅲ级缺陷进行修复，Ⅱ级和Ⅰ级缺陷纳入后期管养重点或交至管理部门自行修复，但此做法缺乏相关技术支撑。因此，本文针对建筑与小区排水管网缺陷现状进行分析，并根据模拟情况结合社会和经济影响提出排水管网缺陷修复建议，为污水处理提质增效工作提供技术支撑。
3地下管线结构性缺陷的修复加固施工技术
3.1内衬HDPE管道修复法
内衬HDPE管道的修复可分为两种方法：多级等径压缩法（O-HDPE）和U形截面压缩法（UHDPE）。1.工艺特点管道修复在现场进行施工，不需要全线开挖，一次施工的长度为1000至1500米，施工周期短，适用于DN100～DN1600各种材料的管道修复，具有耐高温，无结垢，寿命长的特点，整体性能良好。2.截面U型压缩法（U-HDPE）截面U型压缩方法是一种HDPE衬管，其外径等于主管道的内径，U形挤压装置将横截面压缩为双层U形，这将衬套的横截面积减少了约40％，并允许通过牵引将其快速插入主管道中。具有减小较大的横截面和所需的相对较低的牵引力的优点。3.多级等径压缩法（O-HDPE）在多级等径压缩方法中，通过使多级拉伸后的外径略大于主管的内径，截面积小于主管的内径，并通过牵引力将其快速插入原始管中。安装衬管后，HDPE衬管会根据记忆特性反弹，HDPE衬管的外壁与主管的内壁相吻合，从而形成坚固的插入管。
3.2内壁喷涂修复施工方法。
内壁喷涂修复施工方法适用于底材为钢管或铸铁管材，管道结构基本能够满足使用要求，内壁无明显破损、变形，经过除锈、除垢后的管道。
柱塞泵以压力空气为动力将储料罐内的涂料途经流量计、截止阀、旋转连接器等泵入长距离AB涂料脐管,A、B涂料在混合块、静态混合器中混合后进入开有许多微小孔洞的旋杯喷头，旋杯喷头由气动马达带动高速旋转，涂料被甩出孔洞，喷射在需修复的管道内壁。该系统包括储料罐、柱塞泵、流量计、截止阀、旋转连接器、长距离AB涂料脐管、混合块、静态混合器、气动马达、旋杯喷头等部件以及压力仪表、气动控制系统等。作为一项先进的供水管道非开挖修复技术，同其他管道修复方法相比，在成本利润、经济效益方面其具有明显的优势。在施工成本控制上，喷涂修复施工比传统排管施工路面开挖工程量减少80%以上，充分体现出非开挖修复的技术特点和经济效益。与折叠管内穿施工、管道翻转内衬施工等其他非开挖修复工艺比较，喷涂修复施工工艺在技术上具有支管连接处无须重新再开口、施工场地面积小、周边影响范围小、路面开挖量显著降低等技术优势，简化了管道修复的施工环节和人员设备投入，由此能够进一步降低修复施工的成本与投入。
3.3大数据在管道缺陷扩展及修复中的应用
在大数据时代，管道本体缺陷的修复除了根据缺陷成因及扩展趋势分析结论，还应综合考虑管道高后果区评价结果、风险评价结果进行综合分析，合理制订管道本体缺陷修复计划。通过对管道内检测数据、外检测数据、运行数据、管道高后果区数据、管道风险评价数据、管道空间位置数据的综合比对分析，对于管道本体缺陷的修复给出以下建议:(1)位于高风险区或高后果区管段的被评价为严重的管道本体缺陷应立即修复;(2)对于被评价为发展的外腐蚀缺陷应当安排计划进行修复或调整阴保系统输出，控制其发展趋势;(3)对于处于管道积液处且历年清管都会清出积液的内腐蚀缺陷管道，应当提高清管频次，对于深度较深的内腐蚀缺陷安排补强修复;(4)对于处于弯头处、短节处、斜接处的焊缝异常应当立即进行修复;(5)对于与凹陷相关的焊缝异常，应当引起足够重视，立即进行修复;(6)对于受多种因素影响且位于高后果区或高风险管段的缺陷，应当引起足够的重视，对于较严重的缺陷，立即进行修复。
3.4合理的缺陷修复方案
对比不同修复方案总排出口出流量，进行不同缺陷等级组合修复后，管网运行效果相较于单一缺陷等级修复均有大幅度提升。修复两个缺陷等级时，雨水管网排水能力恢复率从大到小依次为:Ⅳ级+Ⅲ级、Ⅳ级+Ⅱ级、Ⅲ级+Ⅱ级、Ⅳ级+Ⅰ级、Ⅲ级+Ⅰ级、Ⅱ级+Ⅰ级。修复方案中各缺陷等级越高，其修复后排水管网排水能力恢复率越高。由于Ⅱ级和Ⅲ级的管段数量较多，占缺陷管道数量的72．7%，因此Ⅲ级和Ⅱ级的修复效果高于Ⅳ级和Ⅰ级。修复三个缺陷等级时，不同修复方案修复效果特征同修复两个缺陷等级的修复方案，即优先修复缺陷等级高的组合方案可明显恢复排水管网运行能力。就建筑与小区而言，老旧小区排水管网建设年代早，排水管网一般纳入老旧小区改造工程范围，有条件的情况下重新敷设排水管网，对于暂未纳入改造范围或无条件重新敷设管网的老旧小区，对其管网缺陷修复存在作业空间有限、作业难度大的问题。而新建小区管网建成年限短，地下室范围大，管线交错多，可进行修复的空间小。综合考虑现行标准及模拟结果，建议实际工程中对缺陷管网进行逐步修复，近期考虑对Ⅳ级和Ⅲ级较为严重的管道优先进行修复，后期结合现场实际及规划情况逐步对缺陷管网逐层修复或改建，提升城市排水管网的排水效能，提高城市排水管网生命力，达到提质增效的目的。
结束语
给排水管线的结构性缺陷问题，经常发生管道破裂、变形、错位等问题。目前非开挖技术主要有：内衬HDPE管道修复、CIPP原管位固化法修复等。内衬HDPE管道修复法在现场进行施工，不需要全线开挖，一次施工的长度为1000至1500米，施工周期短，适用于DN100～DN1600各种材料的管道修复；CIPP原管位固化法修复法不需开挖，节能环保，工期短，管道使用寿命达50年，内衬修复管道内壁可隔离腐蚀环境并减少管道内部腐蚀。但是内衬HDPE管道修复法修复后的管道过水段面积损失较大，影响管道的通水能力；因此使用CIPP方法进行管道修复是最佳选择，简化了现场维修工作，节省了投资和施工时间，增强了原始管道的功能并延长了使用寿命。
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