關于排水管道非開挖修復技術的探討

黃漠

【摘要】當前人們更多地關注給水系統的維護和保養而忽視了對排水系統的維護和保養，這使得排水系統長期處于缺乏基本維護的狀態。實際上，城市排水系統與給水系統在市政系統中處于同等重要的地位。為了控制地下水的滲入帶來的泵站運行電耗升高、污水處理廠處理費用增加、合流制排水系統溢流頻率的升高，路面塌陷以及雨污水滲出造成的土壤污染和地下水污染等問題，對已查明管道缺陷的排水管道進行修復已經成為當前城市水務管理的重要任務。本文闡述了排水管道局部非開挖修復技術以及排水管道非開挖整體修復技術，就排水管道非開挖修復的主要技術進行了探討分析，以供相關人員借鑒參考。

【關鍵詞】排水管道、非開挖修復技術、現場固化法、螺旋制管法、滑襯法、內襯法

在市政設施中排水管道扮演著重要角色。目前我國大多數城市，排水管道損壞的修復的方法都是采用明開挖的方法進行修復。但隨著城市化的進展，城市地下管線錯綜復雜，城市道路的負荷越來越嚴重，使得排水管線在修復的過程中存在大量的技術問題。因此必須采用非開挖修復技術進行排水管道修復。

一、排水管道局部非開挖修復技術

1、嵌補法：在點狀修理中，接縫嵌補是應用最早的一種非開挖修理方法。 早期的嵌補材料為石棉水泥，屬剛性材料，抗變形能力差。近年來，化學材料越來越多，有環氧焦油砂漿、聚硫密封膠、聚氨酯等。這些分化學密封料屬于柔性材料，抗變形能力強，密封效果好。優點：價格便宜，修補后對水流沒有影響。缺點：施工期長，耗費人工多，質量穩定性差。雖然嵌補法有這些缺點，但因為價格便宜，在 1m以上的大管道中還是經常被采用。

2、注漿法：通過向接口部位和管外土體注漿來堵塞滲漏是又一種常用的點狀修理方法。注漿材料可分為水泥漿和化學漿兩種；按注漿管的設置位置又可分為地面向下注漿和管內向外注漿兩種。美國和日本規定，嚴重滲漏的管道不宜采用注漿法，注漿后每隔半年還要進行回訪。注漿法經常作為一種輔助手段和嵌補法同時使用。優點：修復缺陷點同時具有填補土體中的空洞，增強管道基礎承載力的作用。缺點：比較盲目，可靠性比較差。

3、套環法：在接口部位安裝止水套環的一種點狀修理方法。

二、排水管道非開挖整體修復技術

整體修復技術是對檢查井之間的整段管進行修復的技術。采用整體修理可以達到防腐、防滲，增加結構強度甚至整舊如新的目的。總體上看，整體修復是排水管道非開挖修復技術的主流。按修復后的管道內的內襯管和原有舊管之間的結構不同進行分類，非開挖整體修復技術可以分為自立管、復合管、雙層構造管三種類型。

排水管道的非開挖整體修復方法經過數十年的發展，現在已經十分豐富。包括現場固化法、螺旋內襯法、短管內襯法、滑動內襯法、緊貼內襯法、PE灌漿內襯法、裂管法和噴漿內襯法等。在排水管道非開挖修復技術發展的過程中，滑襯法是第一個被廣泛應用于排水管道非開挖修復工程的非開挖工法；螺旋內襯法憑借其能夠帶水施工的特點在澳大利亞等地方得到廣泛的應用；現場固化法（CIPP）是現在世界上應用最廣泛的非開挖修復技術。

三、排水管道非開挖修復的主要技術分析

1、現場固化法。現場固化法適用范圍廣，質量好，對交通環境影響小，是目前世界上使用最多的一種非開挖修復方法。現場固化法不僅可用于圓形管道的修復，而且對蛋形，馬蹄形甚至方形管道的修復都有很好的適用性，經過準確的設計計算可以保證CIPP內襯管與舊管道完全緊貼在一起：CIPP內襯管固化后與舊管道形成整體，有較高的物理強度；CIPP內襯材料的耐腐蝕性能好，其使用壽命可長達50年：CIPP內襯管管壁光滑，有效提升管道水力性能；現場固化法施工不需要開挖工作坑，單次連續修復長度超過200m，尤其適用于交通繁忙的城市中心地下排水管道的修復。

現場固化法原理是利用熱固性樹脂材料在未固化前是液態粘稠材料的特點，將灌注飽和樹脂的織物軟管安裝到舊管道中，織物軟管緊貼能夠原管道內壁形成與原管道完全相同的形狀，然后通過加熱或其它方式使樹脂固化定型完成修復。現場固化法的主要材料包括熱固性樹脂系統、織物軟管和外襯層。

應用CIPP法修復地下排水管道的現場施工過程主要包括灌注飽和樹脂織物軟管的安裝和固化兩個過程。在管道清洗干凈和CCTV檢測確認完畢后，就可以開始CIPP內襯的安裝工作了，即：將灌注飽和樹脂的織物軟管安裝到舊管道中，通常織物軟管的樹脂灌注是在工廠內預先進行的，也有些小管徑CIPP管的樹脂灌注可以在現場進行。安裝通常使用水或空氣進行加壓，使織物軟管緊貼舊管道內壁。然后使用熱水或者蒸汽進行加熱固化施工，也有工法采用紫外線進行固化施工。固化完成后，新管尺寸比原管道略為減小，形狀與原管道完全相同。新管道擁有光滑的內表面，能夠有效改善管道的水力性能。

2、螺旋制管法。螺旋制管法是將帶肋的PVC或PE板材從井口送入井內，然后由安裝在井內的制管機將PVC板帶繞制成螺旋管，制成的螺旋管不斷向管內推進形成新管以完成管道修復。螺旋制管法在國際排水管道非開挖修復市場上的份額僅次于現場固化法，在其發源地澳大利亞.螺旋制管法比現場固化法的應用更加廣泛。

螺旋制管法主要包括：螺旋固定管法、螺旋擴張法、內纏繞工法三類工法。最初螺旋固定管法由于需要在內襯管和原管道間注漿被視為滑襯法的一種，代表工法有Rib-loc公司的利樂螺旋纏繞固定管工法；其后螺旋擴張法被視為緊貼內襯工法的一種，代表工法有Rib-loc公司的利樂螺旋擴張法，襯管擴張后緊貼母管，斷面損失小；而內纏繞工法的出現，使得螺旋制管法可以從這兩類工法中完全獨立出來，代表工法有Rib-loc公司的自行式螺旋管法制管機在舊管道內行走，管徑可隨時變化，制管長度不受限制。

3、滑襯法和緊貼內襯法。由于滑襯法和緊貼內襯法都是在舊管道內插入一條新管道，以完成修復的工法，所以將兩類工法放在一起進行討論。滑襯法起源于上世紀60年代中期的美國，是最早應用于排水管道修復的非開挖技術。1983年，縮徑法與折疊管法先后被開發出來。（1）滑襯法。滑襯法是將一根直徑稍小的新管直接插入或拉入舊管內，然后向新舊管之間的環形間隙灌漿，予以固定形成有一定內外承壓能力的管中管的修復方法。滑襯法操作簡單，施工速度快，但襯管對管道斷面影響較大且結構強度不大，需要開挖工作坑，對交通影響大.尤其對于埋深很深的排水管道，使用滑襯法需要開挖的工作坑必然很大，所以現在滑襯法在排水管道修復工程中已不多見。（2）緊貼內襯法。緊貼內襯法實際上是改進的滑襯法，其內襯管原始外徑比原管道內徑大3%-5%，在施工前，將內襯管通過機械變形，在經過暫時性的縮徑后，可以很容易的安裝，入原管道，通過加熱、加壓、機械成形裝置或靠自然作用使其恢復到原來的形狀和尺寸，從而與舊管形成緊密的配合。緊貼內襯法可分為縮徑法與折疊管法兩種。

結束語

非開挖修復技術推廣的難度在于修復費用的居高不下，費用高的主要原因在于材料完全依賴進口的原因，使得修復成本大大提高。若我國非開挖修復進入全新的階段，材料能在國內批量生產，那么修復費用也會相應降低。所以在不久的將來非開挖修復技術定會被排水和市政行業所接受，并且廣泛的利用于城市管道的修復。

參考文獻：

（1）采用聚乙烯內襯修復管道施工技術規范（SYT4100—2007）

（2）管道檢驗法規：使用中管道系統檢驗、修理、改造和重新評估（API570—2006a）