非開挖技術與開挖技術結合修復市政排水管道工程實例

杜 憲

（河北大地建設科技有限公司上海分公司，上海 201315）

城市排水管網的規模隨著城市的發展不斷擴建，敷設年代久遠的排水管道，在化學、物理、微生物和電化學等綜合作用下，會產生滲漏、腐蝕、錯位以及變形等功能性缺陷。管道內污水滲漏至周圍土壤以及地下水滲入管道內，造成水土流失，土體形成空洞，最終導致路面沉降，管道接口破裂，管道下沉。傳統的管道修復方法是對于出現功能性缺陷的管道進行開挖技術修復，即全線更換新管道，該方法不僅工程量大，而且造價高，施工周期長。同時，在城市重要的交通道路上進行管道開挖修復，將對交通造成巨大的影響。非開挖修復技術是指采用少開挖或不開挖地表的方法進行排水管道修復更新的工程技術[1]。與開挖修復方式相比，其技術優勢是：可以大幅度減小對交通環境的影響，實現開挖修復方式難以施作的修復區域；施工周期短，安全性高，靈活性強；投資較小[2]。在實際工程中，可采用非開挖技術與開挖技術結合的修復方式，對破損不嚴重的管道進行非開挖修復，對破損嚴重、無法進行非開挖修復的管道，進行翻挖新建。

1 張江路排水管道現狀

管理單位委托有資質的檢測單位對張江路排水管道進行了全面、細致的電視檢測。通過CCTV檢測報告影像資料，人們可以看到污水管道內局部有滲漏、錯位、破裂、坍塌、脫節、變形、障礙物以及沉積等現象問題。張江路CCTV檢測排水管道缺陷情況如表1所示。管道四級破裂部位情況、管道三級滲漏部位情況分別如圖1、圖2所示。

表1 張江路CCTV檢測排水管道缺陷情況匯總

圖1 管道四級破裂部位情況

圖2 管道三級滲漏部位情況

2 修復方案

2.1 修復原則

根據檢測報告及《排水管道電視和聲納檢測評估技術規程》，人們可以確定修復范圍及方式。CCTV檢測合格的排水管道保留利用；僅針對排水管道結構性缺陷進行修復；在污水管道符合地區排水規劃要求的基礎上，按原管徑、原坡度、原標高進行修復，保證修復后管道過水能力盡可能保持不變；原則上以非開挖修復為主，盡量減少對周邊環境和交通的影響，減少對居民的影響，縮短修復周期；根據管道修復指數確定修復原則，如表2所示；對于非開挖修復方法，盡可能采用較成熟的非開挖修復方法[3]。

2.2 修復方案的確定

對張江路管道情況進行大量調查：張江路為主干路，交通量很大，交叉敷設的十余條自來水管、電力、電信等管線縱橫交錯。若采用開挖修復的施工方法在開挖路面后再敷設新的排水管道造價極高。根據污水管道CCTV檢測結果，經過多次論證比較各種修復法的優缺點后，確定采用非開挖技術與非開挖技術結合的修復方案。

通過非開挖修復其過水能力能夠滿足使用要求的，均采用非開挖修復。對破裂、變形、脫節等損害嚴重的污水管道，無法采用非開挖修復的，采用開挖修復或裂管法修復。Ф1 000 mm及以上鋼筋混凝土管道點狀修復采用內襯鋼套環修復工藝，其他管道均采用局部樹脂固化修復；整體修復采用CIPP內襯法。

表2 管道結構性狀況評定和修復建議

2.3 排水管道修復方法簡介

2.3.1 局部修復工藝

（1）局部現場固化修復技術。局部現場固化修復技術是一種采用紫外線等方法將樹脂材料加熱固化，使之貼敷于母管的內襯修復方法。該方法施工簡單，施工周期短，材料為單液性的注漿材料，設備清洗方便。

（2）不銹鋼發泡筒修復技術。其采用的主要材料為不銹鋼鋼片和化學漿，該化學漿具有遇水膨脹的特性。該修復技術主要是在管道破損處安裝不銹鋼套環，將不銹鋼薄板和涂滿發泡膠的泡沫塑料板同時置于套環內，利用膨脹氣囊使之貼敷于母管，達到對破損管道修復止水的目的。該方法施工周期短，修復效果好，能夠適應帶水的工作條件，修復后管道的質量穩定。

（3）聚氨酯堵漏+鋼套環修復。該技術是在管道破損開裂處，用快速水泥進行封堵，在裂縫內注入聚氨酯材料后，對嵌補材料膨脹后的碎片進行清除，并用水泥砂漿將管道磨平。該修復技術修復后可大大增加管道的使用年限。

（4）工藝比選。局部修復技術方案比較如表3所示。

局部樹脂固化修復技術具有施工速度快、施工方便、造價經濟的優點，更適用于小口徑DN400 mm～Ф800 mm管道的局部修復。中大口徑Ф1 000 mm以上管道局部修復選擇技術成熟、強度高、造價經濟的聚氨酯+鋼套環修復技術[4-6]。

2.3.2 翻轉法整體修復（簡稱CIPP）

翻轉法整體修復技術是將樹脂軟管用溫水輸送管加熱翻轉插入輔助內襯管內，利用壓縮空氣或水使樹脂軟管膨脹并緊貼在舊管內。在溫水循環加熱過程中軟管硬化成型，破損管道內壁形成強度較高的內襯。該修復技術修復后的管道內壁光滑，強度高，使用壽命長。

2.3.3 裂管法（原位破碎穿插法）

靜拉裂管施工，由一個裂管刀具和脹管組成，裂管刀具沿軸向切開原有管道，然后用脹管頭撐開原有管道形成新管道進入的空間。原有管道切開后，一般向上張開，包裹在新管道起到保護作用。

2.3.4 開槽埋管修復

（1）適用范圍。當管道修復指數（RI）＞7或管道4級破損時，采用開槽埋管修復。適用于管段結構嚴重損壞的管道，將整段管道全部翻挖更新。

（2）開槽埋管修復工藝。對損壞的管段挖除后按原管徑、原坡度和原標高進行原位修復，保證修復后管道過水能力保持不變。修補前均需要對管道兩側進行封堵，確保管道內干燥、無積水。

2.4 排水管道修復方案

通過對各管道的缺陷等級、缺陷位置和管材等進行綜合考慮，最終確定每條管道的修復方案。張江路部分管道的修復方案如表4所示。

3 工程經濟性分析

張江路污水管道修復采用非開挖技術與開挖技術結合修復的技術，施工周期為一個月，建安費投資控制在125.88萬元以內。若采用傳統的開挖技術修復，施工周期為三個月，建安費投資超出300萬元。由此可見，采用非開挖技術與開挖技術結合修復的方法，更加具有針對性，大大縮短了施工周期，節省了工程造價。

表3 局部修復技術方案比較

表4 張江路部分管道修復方案