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非开挖管道修复更新技术探讨

发表时间：2021/9/7 来源：《城市建设》2021年9月上17期作者：陈西林

[导读] 本文围绕管道的非开挖修复，非对开挖管道修复更新技术进行探讨，详细介绍了几种非开挖管道修复技术，并按照修复范围将其进行了分类：辅助修复、局部修复和整体修复。以深圳市龙岗区某排水管道缺陷项目为依托，阐述了深圳河流域排水管道的非开挖修复技术及修复后的检测与评估，为类似工程项目提供参考。

深圳市市政工程总公司陈西林深圳 60010359

[摘要] 本文围绕管道的非开挖修复，非对开挖管道修复更新技术进行探讨，详细介绍了几种非开挖管道修复技术，并按照修复范围将其进行了分类：辅助修复、局部修复和整体修复。以深圳市龙岗区某排水管道缺陷项目为依托，阐述了深圳河流域排水管道的非开挖修复技术及修复后的检测与评估，为类似工程项目提供参考。
[关键词] 非开挖修复；排水管道；局部修复
        0 引言
        “非开挖技术”国际定义为“利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学”。自2008年马保松教授首次在国内全面、准确、详细地阐述了非开挖技术的学科性质及研究范畴以来，国内对非开挖工程技术产生了巨大的需求，同时我国市政管网“十二五”发展规划也为非开挖修复技术提供了广阔的应用市场。
        目前，城市排水管道缺陷的修复主要有新铺管道和对既有管道进行修复两种方式。修复既有管道主要是采用非开挖修复技术进行辅助修复、局部修复或整体修复，而新铺管道就是把原管道废弃或更换，采用开挖或非开挖技术（顶管或牵引）新铺一条管道。排水管道采用何种修复方式，应根据污水管的性质、管材、管位、埋深、需要修复管道损坏情况、地质情况、交通因素以及所属环境来具体确定。
        1非开挖管道更新技术分类
        城市排水管道非开挖修复技术按照其技术和修复范围可分为辅助修复、局部修复和整体修复三大类。
        1.1辅助修复
        辅助修复通过管内向外或地面向下对排水管道周围土体和接口部位及四周井壁注浆，形成隔水帷幕。常用技术为土体注浆法，该方法是较早应用的一种排水管道防渗堵漏和填充的方法。它是通过钻孔或者预留的孔洞对管道四周的土体、联接部位、检查井周围的土体注入浆液，待浆液凝固后和周围的土体形成一体，增加地基承载力，以及增大变形模量，有效阻断地下水。
        1.2局部修复
        局部修复是对旧管道内的局部破损、接口错位、局部腐蚀等缺陷进行修复的方法，适合管道局部存在少而小的缺陷时使用。常用的局部修复技术有：
        1、局部树脂固化修复
        局部树脂固化实际上是将某种整体修理的方法用于点状修复的做法，主要有两种：
        ①人工玻璃钢接口：人员进入管内，先做接口嵌补，再在接口部位做玻璃钢内衬。
        ②毡筒气囊局部成型：喷涂树脂的毡筒用气囊使之紧贴母管，然后用紫外线等方法加热固化。毡筒气囊局部成型实际上是整体现场固化成型法的一种局部化做法。
        2、裂缝嵌补修复
        对管网有地下水渗漏的部分开凿裂缝用水泥麻丝封堵，在裂缝内预埋塑料软管，预埋管外部封盖快干水泥，抽出预埋软管，形成注浆空间，等水泥硬化后注入嵌补材料，用水泥砂浆抹平管面后完成。适用于排水管道的接口堵漏修理，也适用于检查井。
        3、机器人修复
        机器人修复是非开挖管线修复技术中最新的方法之一，主要应用于重力管道系统，包括磨削机器人和充填机器人，磨削机器人用来清除管道内侵入物，也能研磨裂缝，为修复材料填充提供良好表面，填充机器人则向磨削过的裂缝里填充环氧砂浆，并能抹平填充表面，形成光滑内壁。
        1.3整体修复
        整体修理就是对两个检查井之间的管段整段加固修理，可分为两大类：一类是喷涂法，另一类是内衬管法。
        1、喷涂法管道修复技术
        喷涂法最早起源于1933年美国的Centriline公司，以水泥砂浆作为喷涂材料，喷涂时内衬表面需辅助设备将其抹平，随着材料的发展进步，环氧树脂和聚氨酯等材料成为了新型的喷涂材料，该技术无需抹平，一次性形成5~30mm的内衬，称为树脂喷涂法。这种方法最有代表性的两种技术是CSL喷涂技术和双管喷涂技术。

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        2、内衬管法管道修复技术
        1）CIPP原位固化法
        原位固化法（CIPP）是指采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置于原有管道内，固化后形成管道内衬的修复方法。
        按照软管进入原有管道的方式不同，可将CIPP分为翻转式和拉入式两种工艺。软管固化工艺目前包括：热水固化法、蒸汽固化法和紫外光固化法。
        2）短管内衬修复
        HDPE短管内衬修复技术是将适合尺寸的HDPE管插入需要修复的旧管道内，形成“管中管”复合结构使修复后的管道具备综合性能。但管道修复后断面损失比较大。
        3）牵引法内衬
        牵引内衬是对排水管道非开挖整体内衬修复，采用牵引机将整条塑料管由工作坑或检查井牵引拉入旧管内，然后进行形状复原，形成新的内衬管。按施工技术分为折叠牵引法、缩径牵引法、滑衬法和裂管法。
        2管道检测与评估
        深圳市近年来实施了“黑臭水体治理工程”等多项有关污水治理工程，部分管道年限久远且近年来诸多管道改造项目，导致排水管网情况已发生了很大的改变，基础资料可能与现场实际情况存在出入，不足以满足工程设计的需要，需进一步的探测确认。
        目前，管道检测方法主要包括CCTV检测、声呐检测、管道潜望镜检测和传统的检测方法。每种方法都有其特点和使用范围。CCTV主要适用于管道内水位较低状态下的检测，能够全面检查排水管道结构性和功能性状况；声呐检测只能用于水下物体的检测，可以检测积泥、管内异物，对结构性缺陷检测有局限性，不宜作为缺陷准确判定和修复的依据；管道潜望镜检测主要适用于设备安放在管道口位置进行的快速检测，对于较短的排水管可以得到较为清晰的影像资料，其优点是速度快、成本低，影像既可以现场观看、分析，也便于计算机储存；传统检查方法中，人员进入管道内检测主要适用于管径大于800mm以上的管道。存在作业环境恶劣、劳动强度大、安全性差的缺点。必要时，可采用以上两种或多种方法互相配合使用，例如采用声呐检测和CCTV检测互相配合可以同时测得水面以上和水面以下的管道状况。
        3深圳龙岗区某排水管道非开挖修复技术应用
        3.1工程概况
        深圳河流域布吉片区内的排水管道铺设，主要为2008年前建设的存量管网以及近几年来新建的雨污分流工程的补充管网，存量管网由于建设年代久远，管道内部多存在破损、变形、渗漏、错节等结构性缺陷以及淤堵、浮渣、结垢等功能性缺陷。布吉街道排水管检测总长123.91km，存在缺陷管道长62.23km，结构性缺陷总数2983处。其中三、四级结构性缺陷672处。
        3.2非开挖技术应用
        非开挖管道修复位置位于深圳河流域布吉片区，依据已有的排水管道检测评估报告中明确的管道缺陷等级、缺陷类型、缺陷密度及修复指数等参数，对已破损管道优先选用非开挖工法对其实施修复。修复工程的难点在于管道障碍物预处理工作，因此，在实施非开挖修复之前对存在渗漏涌水严重的管道实施相应的预处理工作。首先，对待修管段实施相应的截水、堵水、导排水和清淤。在管道堵水、抽水及高压清洗完成后，在管道内进行链式水力切割器清除混泥土障碍物，对局部无法清除的障碍物使用切割机器人，机器人车体上的机械臂上携带摄像头、照明光源以及气动切割头，由专业线缆连接。可后台操控系统在的管道内进行切割作业，将管道内封堵的障碍物拆除，最后采用铣刀机器人对管内坍塌部位破裂管片进行切削处理。
        4结论
        （1）针对目前排水管道陈旧老化的现状和道路交通的繁忙现象，进一步采用非开挖技术对地下管道进行预防性修复已显得十分必要。同时，非开挖修复管道的方法较多，其技术也日臻成熟，如何有效且在综合考虑经济效益和社会效益的同时，也是合理选择非开挖技术修复管道方法的重要依据之一。
        （2）本文以“深圳河流域排水管网改造工程”项目为依托，通过理论与实践，非开挖修复技术上可行，施工操作简单，安全性能高，且适应环境能力强，修复后的效果好，适应范围广。
参考文献
[1]马保松. 非开挖管道修复更新技术[M].北京：人民交通出版社，2014.8.