玻璃鋼管道鋼套管內襯局部加強快速修復技術

劉元蘭 茍益陽

(北京龍安華誠建筑設計有限公司重慶分公司，重慶 400045)

1 背景

山地城市排水管道由于使用工況的改變和長期污水腐蝕等作用而導致的破裂、坍塌等現象較為普遍，特別是采用新型輕質管材后，由于管道施工過程中回填密實度不足、道路和市政設施改造造成上覆土層厚度變化巨大、車輛荷載以及管材質量等問題，管道破損問題較為突出［1］。在當代城市，地下管網日趨復雜，城市道路交通繁忙，排水管道的開挖對市民生活影響嚴重，地下排水管道非開挖快速修復技術需求迫切［2］。但是山地城市排水管道往往埋深大、施工距離小，許多在平原城市適用的非開挖快速修復技術在山地城市并不適用或修復成本大幅提升。例如國外應用較廣的原始固化軟管內襯修復法需要大型施工機具，主要原材料依賴進口，本身修復成本就很高［3］，而山地城市排水管道很多處于交通不便的地方，大型施工機具難于到達。高密度聚乙烯管內襯法則需要開挖大型工作坑，施工成本較高，且影響交通，不適宜大埋深管道的修復［4］。因此迫切需要開發適用于山地城市的新型經濟型管道快速修復技術。

2 常用非開挖修復方法比較

排水管道的非開挖修復技術是非開挖施工技術領域中的一部分，是指在地表不開挖或少開挖的情況下對地下排水管道進行修復的技術或科學［5］。與開挖修復法相比，非開挖修復技術經濟效益好，環境污染小，對社會的不利影響小。幾種主要的非開挖修復技術各有其優缺點，比較如表1所示。

表1 常用的非開挖修復技術比較

可見，各種非開挖修復技術各有其優缺點。其中HDPE內襯修復方法雖然可以用于結構性修復，但在施工中需要開挖很大的工作坑，施工難度大，成本很高。不銹鋼內襯法雖然可用于結構性修復，但污水管道容易腐蝕，施工及維護費用較高。CIPP法［6］雖然多方面優點都比較突出，但是其施工造價很高。玻璃鋼涂覆法［7］主要缺點是不能用于結構性修復;人需要進入管道工作，存在一定的安全問題。而本文提出的大管徑玻璃鋼管道鋼套管內襯局部加強快速修復技術與主流的非開挖修復技術相比，可用于結構性修復和非結構性修復、施工較方便、價格便宜、對周圍環境影響極少。

3 大管徑玻璃鋼管道鋼套管內襯局部加強快速修復技術

針對山地城市管道修復方法存在的問題以及對大管徑排水管道修復方法的不適用性，提出了一種大管徑玻璃鋼管道鋼套管內襯局部加強快速修復技術，與玻璃鋼涂覆修復技術配合使用，既可以用于管道的非結構性修復，又可以用于管道的結構性修復。與傳統的鋼套管內襯技術要求管道全長套管不同，本文方法只需在待修管道內安裝3段寬度為400 mm的鋼套管，并在內插鋼管上半圓內壁焊接至少一個起加強作用的月牙肋以增加其強度和剛度，完成對管道的結構性修復。施工前，在待加固修復管道兩端的檢查井處堆砌砌體，并用砂漿把縫隙封堵，防止漏水。上游管道的污水可通過水泵和軟管排放到待修復管道下游，從而不影響排水管道正常運行。對待修復管道進行清洗，并進行CCTV(Closed Circuit Television)管道內窺電視檢測系統檢查。在施工過程中，把在管道外事先切割加工好的上下半圓鋼套管安裝就位后使用焊接技術將上下半圓鋼套管焊接成一個整體，共同受力，如圖1和圖2所示。對于有大變形的管段，應先用千斤頂等裝備把變形處頂回原處或采用人工切削方法把凸出變形較大的地方削掉，再進行鋼套管的安裝。完成管道的結構性修復后，采用環氧樹脂粘合劑填充鋼套管與玻璃鋼管道之間的空隙。對待修復管道中有縫隙的部分采用玻璃鋼涂覆法修復，增加管道的防腐防漏功能，并確保管道內表面光滑，不阻水。與傳統的非開挖技術相比，本方法施工較方便，不需要大型施工設備，材料較節省，修復價格較便宜，適用于管徑800 mm以上的管道的修復。

4 工程實例

位于重慶市北部新區西部奧特萊斯W5截流干管服務流域為鴛鴦組團金渝大道東南側的龍湖南湖郡片區、奧林匹克花園片區等、金山組團金渝大道東南側的出口加工區片區等，并沿途收集江北區茅溪河兩側地塊的污水。2009年2月5日，在重慶市排水有限公司管網管理公司對北部新區W5管線從W5-86號(奧特萊斯門口)至W5-99號段進行結構性例行檢查中，發現W5干管出口加工區段管線管道發生變形、破損、塌陷等情況，其中93號～96號段(長度330 m)管道受損嚴重，造成管線不能正常運行。

圖1 內插鋼套管局部加強修復平面圖

圖2 內插鋼套管局部加強修復剖面圖

采用鋼套管內襯局部加強進行結構性修復，采用玻璃鋼涂覆法進行非結構性修復，取得了良好的修復效果。加固修復后，管道的變形明顯減小，斷續性部分裂紋或整體貫穿性裂紋經玻璃鋼涂覆后已消失。對修復管道進行了閉水試驗，測得管道的滲水率只有0.299%，小于施工規范規定的允許值，滿足正常使用要求(見圖3～圖6)。

圖3 待安裝鋼套管

圖4 已安裝鋼套管與加勁肋

圖5 加固修復前管道

圖6 加固修復后管道

5 結語

大管徑玻璃鋼管道內襯粘鋼法快速修復技術是一種適用于山地城市的新型經濟型管道快速修復技術，施工方便，不需要大型施工設備，材料較節省，修復價格較便宜，適用于管徑800 mm以上的玻璃鋼管道修復。該技術已成功應用于重慶市北部新區西部奧特萊斯W5截流干管的修復工程中，并取得了很好的經濟和社會效益，可推廣使用。

［1］ 李春光.城市排水管道修復技術及應用［J］.中國市政工程，2005(2):32-35.

［2］ 王中柱，李 田.城市排水管道開挖與非開挖修復的綜合成本分析［J］.給水排水，2008，34(6):95-99.

［3］ 彭朝輝.非開挖管道修復技術介紹［J］.市政技術，2009，27(1):47-52.

［4］ 余美文.排水管道非開挖修復技術［J］.福建建筑，2008(3):89-90.

［5］ 張 浩.非開挖技術在城市給排水管道施工中的應用［J］.安裝，2009(9):27-29.

［6］ 張書運，王增義.翻轉制管工藝在非開挖修復排水管道中的應用［J］.北京水務，2010(3):34-37.

［7］ 陳立道，施蘭章，朱保羅.城市排水管道損壞原因與修復對策［J］.給水排水，2002，28(3):76-79.