赖耀平
深圳市宝安排水有限公司 广东省深圳市518000
摘 要：以深圳市某污水压力钢管爆管应急抢修工程为例，在详细介绍工程方案的基础上，着重分析了本工程中对于非开挖修复技术的方案比选方式，综合对比目前常采用的非开挖修复技术方案之后，结合此污水管钢管腐蚀爆管抢修项目的特点及现场情况，为问题管段的应急抢修提出一个优选方案。详细介绍此方案的实施过程，为今后类似的市政管网应急抢修工程提供参考。
关 键 词：城市排水；污水管道；市政；非开挖修复技术
Case Analysis of Emergency Repair Project of a Sewage Pipe Burst in Shenzhen
Abstract:Taking a sewage pipe burst emergency repair project in Shenzhen as an example, based on the detailed introduction of the project plan, the method of comparison and selection of trenchless repair technology in this project is analyzed and compared with the currently commonly used trenchless repair technology. After repairing the technical plan, combining the characteristics of the emergency repair project of the secondary sewage pipe burst and the on-site situation, an optimal plan is proposed for the emergency repair of the problematic pipe section. It introduces the implementation process of this plan in detail, and provides reference for similar emergency repair projects of municipal pipeline network in the future..
Key words: Urban drainage; sewage pipeline; municipal administration; trenchless repair technology
0 引 言[]
市政排水管网作为城市基础建设设施，其施工质量会严重影响城市的综合服务质量，以往对于市政抢修类的工程往往会采用传统大开挖施工模式，其作业量大、作业工期长，且会对城市居民生活和交通等造成较大影响[1]。而非开挖修复技术则在采用较低的施工成本下还能够极大减少对路面和周边环境的破坏程度，故应用于市政工程中尤其是应用于应急抢修类的工程当中时，具有较为明显的优势[2-3]。本文以深圳市某污水管道爆管应急抢修工程项目为依托，对其项目背景、方案比选、非开挖修复施工过程等方面进行总结，为其他地区的类似工程问题提供实践经验。
1 技术方法介绍
1.1非开挖修复技术简介
管道非开挖修复技术是指采用少挖或者不挖除地面覆盖物对有病害的管道进行局部或者整体修复，使其恢复原有功能结构的的施工方式[4]。
目前国内常用的的非开挖修复技术按照修复范围可分为整体修复、局部修复和辅助修复三种。其中，整体修复可分为现场固化内衬修复（常用工艺有：FIPP热塑成型、CIPP紫外光固化、机械制螺旋缠绕法）、内套管修复（HDPE短管顶管内衬）、水泥基聚合物涂层修复等方式；局部修复可分为裂缝嵌补修复、不锈钢管内衬修复、局部树脂现场固化修复及不锈钢发泡桶修复技术等；辅助修复一般指土体灌浆技术[5]。
一般非开挖修复流程为：先利用管道潜望镜或声呐监测系统等进行管道情况预判分析，再对管道进行清淤处理，之后可利用CCTV检测机器人进行管道检测、确定管端缺陷类型并形成评估报告，然后制订相关的修复方案，确定方案之后进行修复施工，结束后进行修复检验与工程验收[6]。
1.2非开挖技术优势
从施工便捷程度上来看，相较于传统的大开挖管道修复方式，非开挖修复技术一般情况下只需要利用现有的检查井，对周围路面及环境的破坏性小，且适合在地理位置复杂的位置进行施工；从施工时间来看，非开挖修复技术施工所需设备均可放置在施工卡车上，可快速移动，且非开挖修复技术无需长时间的养护过程，可大量缩短施工时间；从施工质量来看，非开挖修复技术修复后的管道抗腐蚀性和柔性良好，内表面光滑，可提高过水能力；从施工安全来看，采用非开挖修复技术可减少或不需人员下井作业，施工噪音小，对周围环境污染少[7-8]。
2 工程应用实例
2.1工程概况
在管线运维过程中发现某泵站附近出现两处地下空洞，第一处位于泵站进出道路上，第二处位于泵站内大门右侧。经地质雷达探测，第一处空洞位置空洞长约5 m，宽4.5 m，深约2 m，因DN1200压力管破裂塌陷导致水土流。为防止路面坍塌引起安全事故发生，结合现场实际情况及踏勘结果，采用大开挖对该段管道进行应急抢修，更换DN1200压力钢管7m。第二处空洞，长约1 m，宽1 m，深约0.5 m，由于压力钢管腐蚀破损冲刷造成，采用水泥砂浆注浆，进行填充空洞。第一处空洞开挖过程中对整段出水压力管进行检测，发现该管段为DN1200钢管，管长106m，井深约 4.2 m，存在以下缺陷：整管腐蚀 3 级、变形 1 级、障碍物 2 级。因此待第一处开挖更换钢管后，对整段出水压力管采用非开挖修复方案进行处理。在本文中着重对非开挖修复管段工程实例进行介绍。
2.2 施工准备
为了达到规定的应急抢修及质量的要求，开工前技术人员认真了解现场实际情况，通过现场调查，发现泵站门口DN1200污水管道应急抢修位置处于泵站车辆人员进出路口，由于管道破路引起土方流失掏空，路面底部已经引起掏空的情况，严重影响维修车辆及行人的安全。该处出水管道属于泵站出水压力管，需泵站配合停产，摸排管道具体破损情况并进行修复工作。抢修过程及停产期间需要进行污水导排。具体施工准备如下：
1）根据现场抢修现场情况申请确定好泵站停产时间段及安排其他泵配合倒排抽水，再根据停产时间段来细致布置当前施工步骤；2）施工作业场地提前与相关单位沟通确定区域及占用时段做好围挡，确认抽水泵等借用时段、时长，以及确保施工中机械的操作空间，各项后续各工序的工作面；3）材料、机械、人员按照施工方案提前入场并根据摆放、准备。4）材料、机械须经检验合格方可入场，特殊作业人员应具备相应资质证书持证上岗；坍塌地面进行物探，明确开挖修复位置地下管线位置，做好相关管线保护措施。5）按相关安全规定办理受限空间作业审批手续。6）确定修复管段两端工作井，并对工作井进行预处理。
2.3 修复方案比选
结合现场情况，综合对比几种非开挖修复工艺类型的优缺点，着重考虑不同方案的修复时长、安全风险以及造价等因素，来进行修复方案比选。表1为针对本工程实例的修复方案对比表。
表1 修复方案对比表
Table 1 Comparison table of repair plan comparison and selection
工艺类型 主材材质 主要优点 主要缺点 修复时长及恢复期 安全评价
CIPP紫外光固化修复 紫外光固化玻璃纤维软管 耐腐蚀性好；贴合性好，管壁较薄且光滑，有良好的过流能力；修复效果好，结构强度强；占地面积小；风险等级低。 少量带水作业 7天，修复完成后立即通水 坠落风险；气体中毒风险；触电风险。
热塑成型法内衬修复 热塑成型（FIPP）衬关 耐腐蚀性好；贴合性好，管壁较薄且光滑，有良好的过流能力。 少量带水作业，需开挖扩大工作井，影响交通；管材较硬施工拖管难度较大；不适用于大管径管道修复。 10天，修复完成后立即通水 坠落风险；气体中毒风险；触电风险；管道塌陷风险；蒸汽烫伤。
机械螺旋缠绕法内衬修复 PVC-U专用型材、304不锈钢带 耐腐蚀性好，承受力强，修复效果佳。 管壁较厚，过水能力相对较差；施工难度大，不适用于严重沉降及管道接口严重错位的情况，如弯道管；占地面积大；风险等级高 15 天，修复完成后立即通水 坠落风险；气体中毒风险；触电风险；管道塌陷风险。
对表1中3种初选修复方案的特点进行对比，最终选定修复时间短、耐腐蚀、防渗漏的CIPP紫外光固化修复为首选方案，将机械螺旋缠绕法内衬修复作为备选修复方案。
为确保CIPP 紫外光固化与旧钢管内壁的贴合度，及对钢管腐蚀破洞进行加强处理，在旧管内壁采用防腐砂浆进行喷涂，喷涂完成后再衬CIPP 紫外光固化内衬，确保内修复质量并满足污水压力管使用要求。
2.4. 施工流程
施工现场具体操作流程为：施工准备→围蔽→三级安全教育→测毒→通风→拆除两头井闸阀→管道清淤、清障→管道风干→防腐灰浆内衬喷涂→风干养护→CIPP 紫外光固化修复→CCTV检测→拆除封堵→完工清理现场。
2.5 施工要点总结
1）通风测毒，检测气体浓度。
施工人员进入检查井前，井室及管道内必需使用鼓风机进行换气通风，测量管井内氧气含量及有毒气体是否超标，施工人员进入井内必需佩戴安全带、长管呼吸器、对讲机、毒气检测仪。
2）CCTV 检测确认
进行通风及气体监测，确认管内作业条件安全后，采用人工下井或 CCTV 检测机器人对管涵各项数据进行较精确收集，如管径偏径、检查井井中、井底规格等。从管道一侧向另一侧方向进行行走，并对管涵缺陷位置进行精确定位及具体分布进行详细的摄录和存储，确认管道实际现状。
3）管道清障
在确保安全情况下采用人工配合高压冲洗吸污联合疏通车将管内淤泥、旧防腐层、铁锈等杂物清理干净。对于管内固结物则采用气动破除设备进行凿除。
4）防腐砂浆内衬喷涂
喷涂前应对管内积水进行清理风干，对有原管壁有破洞漏水的采用堵漏王进行修补，喷涂前采用 CCTV对管道进行检验，满足施工要求后再进行喷涂修复施工，喷涂厚度控制在2cm。
喷涂施工顺序为：从头井到尾井，先喷涂管壁上部2/3，再从尾井开始喷涂下部1/3管壁。喷涂过程分为两道工序，第一道在管壁上喷涂防腐砂浆，第二道将防腐砂浆抹光滑。
喷涂完成后等待砂浆固化6个小时以上，采用 CCTV对检验喷涂后的效果，检查是否有漏喷及渗漏现象。
5）紫外线光固化修复
紫外线光固化修复技术是在不改变待修复管道位置的条件下，先将浸透树脂的软管通过牵引、压缩空气压紧等方式或过程使软管与待修复管道内壁紧贴，然后利用软管内树脂遇紫外线固化的特性，将紫外线灯放入充气的软管内并控制紫外线灯在软管内一定速度行走，使软管由一端至另一端逐步烘干、固化而紧贴待修复管道内壁，恢复待修复管道功能。
6）紫外光内衬固化修复施工要点及注意事项
首先在管底敷设保护膜，可以防止软管拉入损伤减少摩擦力，然后对浸透树脂的软管进行拉入，管道拉入后，对管道两端绑扎端头固定装置，进行充气扩张，使软管紧贴管壁，在扩张后的软管内部放入紫外灯组，使软管固化，固化完成后拆除端头固定装置，进行端头处理，即完成管道内衬修复。 紫外光固化过程必须严格控制光照时间，控制光组行进速度，可根据树脂材料厚度及管径，灯组功率进行调节。固化过程中可通过安装在灯组端部的摄像头观察管内固化情况。
3 应用效果
图1为原DN1200污水钢管腐蚀情况照片，图2为喷涂防腐砂浆后的效果，图3为CIPP 紫外光固化内衬修复后的效果。经过非开挖修复对管道进行修复之后的CCTV检测的施工前后对比图片。通过采用喷涂防腐砂浆喷涂及CIPP 紫外光固化内衬修复工艺对该管道进行修复处理后的CCTV管道内窥检测分析可知，对问题管道采用非开挖修复技术之后，原管道的腐蚀、变形 、破损等缺陷已经被消除，管壁光滑，修复效果良好，达到了修复目的和使用要求。
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4 结语
随着我国市政管网工程技术的不断发展，非开挖修复技术作为一种新兴的施工工艺在市政管网工程当中的得到了广泛的应用[9-10]，本文介绍了深圳市某污水压力管腐蚀爆管应急抢修工程实例及其非开挖修复技术的方案比选经验，可得出以下结论:1）相较于传统的开挖施工模式，非开挖修复技术的经济效益好、环境破坏小、对居民及交通影响小；2）不同地区、不同工程的实际情况不用，应针对不同的缺陷和地质情况因地制宜选择适用于实际情况的非开挖修复技术；3）对于类似本工程实例的市政应急抢修工程，采用非开挖修复技术施工迅速，修复后可保证生产活动的快速恢复。类似的，对于车流量大、交通繁忙的较大城市，采用非开挖修复技术可减少施工带来的交通压力。但在应用过程中应注意严格遵守相关的技术规范与安全技术规程，保证施工安全及施工质量。
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