中国水电建设集团十五工程局有限公司 710065
摘要：非开挖修复工艺技术起源于国外，发展历史较短，发展速度极快，近年来随着PE实壁管等新型管材的推广，短管内衬技术在城市市政老旧管网的整治修复中得到比较广泛的应用。短管内衬主要应用于开挖修复施工相对困难的市政雨水、污水管道修复中，具有施工工艺简单、经济合理的优点。
关键词：存量管网 非开挖修复 短管内衬
1、工程概况
某工程市政雨水主干管内出现坍塌堵塞状况，造成上游来水无法及时排走引起内涝。受建设单位委托对此处雨水管道进行修复。根据现场实际勘察，原管段坍塌部位为混凝土管道，直径为DN600mm，该管段长度为60.8m，管道埋深为2.7m左右。根据现场实际情况并安排人员调研，此处车流量、人流量较大，决定采用短管内衬（承顶管置换）的方法进行修复。
2、主要施工工艺流程及方法
2.1地下管线调查
管线调查是确保施工过程不致临近其他管线破坏。派技术人员进行现场管线调查，将需要改造管道临近的所有井盖逐一打开查看并做好记录。预判存在的风险，并提前采用相关的措施防护。
2.2施工导流
施工导流是管道清洗、清淤及管道置换的准备工作。因管道清淤及置换等施工工艺的实施需在管道内无明水排放的前提下进行，因此施工之前必须在上游井段进行封堵实施施工导流措施。
专业人员进入检查井将上游井管口利用胶皮气囊做好管口封堵，并砌筑封抹水泥砂浆堵缝，其封堵后的渗漏水量应符合该工艺的作业要求，依据现场管线布置情况需要做1处管堵。
根据现场管线内流体的流量及流体内的杂质的含量，确定导流泵与管材的类型、规格。在上游井内设置管堵与导流泵及足够的排水管路，导流管长度为施工段长度的2倍。
2.3管道技术预处理
由于现况雨水管线使用时间较长，管道内淤积了大量的泥沙及杂物，随着置换管道的进行，大量的泥沙、杂物将严重阻碍回拖管道的进度及质量。因此为保证管道置换的顺利进行需要对管道内进行高压疏通、冲洗，将管道内的淤泥杂质稀释后，顺高压水射流方向流向管道下游。堆积在检查井内的垃圾、泥沙等由施工人员下井（做好安全准备措施后进入）掏挖，将垃圾、泥沙掏挖运至垃圾运输车外运消纳。
2.4静压插管置换施工方法
本次施工的静压插管置换管道施工方法。利用静音液压机牵引拉杆及碎管头（胀帽）将原有旧管道塌陷处撑起挤入管体周围土层，同时将新管道（高密度聚乙烯PE管）逐段拉入并铺设在旧管道内，以达到完成更换新管道的目的。
2.4.1井底剔凿、拆除
非开挖液压管道置换是利用两端的检查井作为工作空间，因此为了满足液压置换管道的施工工艺要求，需将两端的检查井井底进行破碎、剔凿、暗挖及加固，使井底达到的工艺要求的施工条件，即要求满足：①设备安装井井底向下剔除20-30cm（视井底情况使其满足架设液压机后与原管道底处于同一标高为宜），井底管口（出管管口）周围的井壁剔凿出DN600的预留洞，目的能够使胀帽顺利拉出而不破坏井体；管口周围剔凿出一个0.6m*0.8m的立面便于液压机后背制作。② 下管井：为达到井内人员操作的最小空间，进行下管、接管等操作。需将井壁破碎并暗挖出一定的工作空间。
2.4.2后背制作、设备就位、牵引杆顶进
液压机（置换机）的活动后背由长0.8米、截面为200×200mm的4-6根枕木立放而成，调整枕木使立面近似处于同一平面，紧贴枕木支护木板及钢板（受力面），注意垂直度。将置换机采用倒链缓慢放入井内，注意方向，用液压机顺沿现有管道底由机械安装工作井内顶进牵引杆直至下管井内。拉杆机顶进牵引杆的放置方向与碎管时可以不一致，但牵引杆及拉杆的丝扣连接必须上紧到位，否则严禁开机回拉，避免出现脱扣、滑扣现象而造成工期影响。
2.4.3回拖新管胀旧管
启动置换机，通过调节流量控制碎管的速度，使胀管头向前推进破碎水泥管或挤胀波纹管，同时将与碎管头连接好的PE管向前拉进。根据井内的空间大小，加工好的管节约450mm-550mm/节，适宜井内安装操作。每次回拉PE管尾部至管口破碎处停止回拉，开始下一节管道的连接，管道续接连接完成后，重新启动拉杆机，重复前述工作直至碎管头进入机械安装井。
2.4.4管头处理、设备拆除
当新管管道回拉至机械安装井时，保证新顶入的新管道进入检查井内1-3公分。达到拆除条件后采用倒链将液压机缓慢提升至井外，然后依次拆除碎管头、连接杆，及后背支撑设施。
2.4.5检查井内部更新
按原井的结构形式，采用红砖恢复砌筑剔凿过的检查井井底溜槽及管口、井壁，并抹灰处理。工程施工结束后，及时上报建设单位或监理方（如有）进行施工质量检查、验收。
3、施工质量保证措施
3.1管道坡度及标高控制措施
胀管施工过程是依附于旧管道的管堂并紧贴管底进行新管道拉管铺设施工，因此新管道坡度与原管道坡度完全一致，管底标高理论中会略抬升1cm-1.5cm左右（管道壁厚），但在实际施工中，由于管底同样被向下挤压且旧管道管壁腐蚀严重，挤胀过程中被挤碎挤烂，因此相互抵消后管底标高基本不会发生变化，由多项施工案例中可以观察到。因此影响管道的坡度及管底标高的因素与原管道的管底情况相关。管底部的垃圾、杂质处理是关键，我们采用高压水反射流车反复冲洗管道，使管道底部无淤积堆积物；无硬质块状垃圾物，即可确保管道坡度及标高不发生改变，以此来保证管道更换完成后的坡度及标高等工程质量。
3.2管道防断裂措施
管道的连接是采用插口槽承插连接的方法进行管节的连接，受力杆件系管道内部的拉杆（3.3cm高硬度丝杠），管节尾部由法兰托盘承托受力，前端管节插入碎管帽头内，整条新管道都在碎管帽头、拉杆、受力托盘的共同作用下自井段一端向另一端逐步行进的。整个管道更换系统施工过程中最大的受力部位是胀帽管头，而管材自身受到的挤压力及横向摩擦力都次之。在此前提下分析管材断裂的原因只有以下两点：
（1）管道弯曲断裂
（2）管道横向脱口断开，或丝杠断裂导致管道脱口断裂
保证措施：要确保不发生①管道弯曲断裂，只需确保每个胀管施工段的旧管是直线型排布，那么新管道则不产生弯矩力，即不会发生弯曲断裂现象。
要确保不发生横向脱口断开，或丝杠断裂导致管道脱口断裂，只需确保人为的施工质量以及保证丝杠本身的质量即可避免发生管材脱口问题。
3.3管道接口防渗渗漏措施
PE管的续接工作，采用插口槽承插连接的方法进行管节的续接连接。插口连接部位含有提前加工好的凹槽，在插管续接前加设防水“o”型密封圈，密封圈套入凹槽内凸出凹槽2mm，然后由人工外力将插入的续接管节承插上紧，与防水“o”型圈形成大力的挤压，使其接口密封严密，从而极大程度的提高了接口防渗漏的性能。
4、结语
随着我国城市发展和城镇化进程的不断推进，城市的地下管线系统日趋复杂。城市存量排水设施因年久失修、地质不均匀沉降等原因造成的功能性缺陷和结构性缺陷日益突出。城市的快速发展带来的人口增长和对环境的高质量、高颜值发展要求矛盾逐渐增长，开挖修复难度增加。与开挖修复相比较，非开挖修复具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、施工安全性好、社会效益显著等特点。通过短管内衬技术的总结，为后续类似工程的实施提供参考和技术支持。
参考文献：
[1]费婷，短管内衬法在城市管道修复中的设计与分析，城市道桥与防洪，2019，（06），175-177；
[2]王威，研究城市给排水管道非开挖修复技术，低碳世界，2017，（17），181-182；
[3]顾江海，排水管道非开挖修复技术探讨，建筑技术开发，2021，48（04）；