西南地區某多種類市政管網非開挖修復技術探討

方 濤 覃 川 何 異 李 馥 楊 成 劉耀鵬

(中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

近年來，隨著人們環保意識的提高，污水管網截污治污體系的建設得到了很大的發展，同時其涉及的全面性也大大提高，對建成后期的運營維護也越來越重視[1,2]，特別是對多種類市政管網非開挖修復技術的施工引發研究高潮。

由于市政管網多存在種類多、納污面積大、分散性大、施工工期緊等特點[3]，本文以西南地區某多種類市政管網工程為例，對管網易發現的管網結構性缺陷和功能性缺陷進行非開挖修復技術探討，深化施工工藝流程及加強技術措施。經工程實踐證明，其施工質量滿足設計及規范的要求，不僅降低了對周圍環境的影響，還有效治理了施工質量通病，為類似工程的后期運營修復提供借鑒。

項目位于某湖泊旁，管網體系建設涉及Ⅲ級鋼筋混凝土管、鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管、PE管及焊接鋼管，管徑在DN300 mm～DN1 000 mm不等，實現周圍5 km2內所有居民生產、生活污水100%收集，計劃檢測修復施工工期3個月。

1 CCTV檢測

1.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

1.2 技術安全措施

1)清淤檢測修復前，為便于通風，提前1天揭開所檢檢測井附近井蓋，一方面對井位周圍設置反光錐桶及相關警示標志，另一方面加蓋密目鋼絲網；同時，在進行水下封堵前，使用大功率鼓風機進行換氣通風后，方可開展潛水作業施工，且潛水作業時，配置專人配合施工。

2)封堵完畢進行抽排水施工時，不僅對作業段進行作業，還要及時建立臨時提升系統，同時在過程中加強人員沿線巡查，避免出現冒井等現象。

3)抽排水工作完成后，人工下井前使用大功率鼓風機進行換氣通風后，并使用氣體檢測儀對井內氣體濃度進行檢測，檢測合格完成下井作業審批后方可下井進入管內，但必須保證每次下管人數為1人。

4)由于為地下管網及沉井清淤檢測修復作業，易出現易燃易爆氣體，故在過程中所使用的電氣設備及相關材料、機械均需設置在離井邊5 m范圍外，同時還需滿足相關防爆要求。

5)施工前期配備足夠數量的防毒面具、防爆礦燈、救生繩具、氧氣瓶、救生衣等防護用品，且在井中作業人員必須配備全防護用品后方能開展作業。

6)施工期間做好安全文明施工工作，一方面在施工前準備好圍擋，安全帽、工作服、安全條幅、安全警示標志等各類安全施工用品；另一方面成立安全文明施工隊伍清掃泥漿、車輛沾帶的泥土、圍擋加固，保證施工周圍道路的干凈。

2 非開挖修復技術

2.1 缺陷類型

依據GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規范，管道施工缺陷分結構性缺陷、功能性缺陷[5]，工程中最主要易出現的缺陷分類等級如表1所示。

表1 易出現的缺陷分類等級

2.2 缺陷產生的原因

根據所檢測的CCTV檢測報告，立即對所涉及的管道進行修復整改施工，滲漏、破裂、變形、起伏等缺陷問題較為突出。

出現以上描述的質量問題，主要存在以下幾點原因：首先，工程施工區域地下水位較高，施工難度較大，采用鋼板樁支護，管道施工完后，拔鋼板樁時產生的高頻率振動會對管道造成擠壓和擾動；其次，由于四季分明，旱季雨季時，地下水位的變化，致使原管道砂石基礎地基承載力發生變化，進而造成管道不均勻沉降，最終導致管道撕裂、滲漏等現象；再者，對于已施工完的區段，有多個項目在交叉施工，致使部分管網被破壞。

2.3 修復方法

在對管網進行封堵、抽水、清淤后，立即通知檢測單位進行CCTV檢測，現場委派技術人員進行記錄，若現場檢測發現問題，對缺陷位置、破損等級等詳細記錄，待該段檢測完畢后立即組織人員對管道內部出現結構性缺陷的部位進行修復整改，整改完成后通知檢測單位進行CCTV復檢，復檢合格后方可拆除封堵，以此為管道的正常運行提供質量保障。具體排水管道結構性和功能性缺陷修復方法如表2所示。

表2 缺陷修復方法

2.4 修復施工工藝與加強技術措施

2.4.1修復準備

首先，利用所記錄的信息對需修復部位進行清泥、清洗作業，再以CCTV檢測設備進入管道，確認管道是否具備修復條件，最后進行修復。

對于管徑較大(如直徑為1 000 mm,800 mm,600 mm)，且淤泥沉積位置距離井口小于10 m的，可采用人工清除疏通；其次為利用高壓疏通車對管道進行沖洗，再用專用吸泥車抽吸運走。其中，對于淤泥面積大于管徑面積的20%且積泥位置距井口大于10 m的，采用第二種疏通方式。無論采取哪種疏通方式，待作業完畢后，均需進行CCTV檢測確認干凈后，再進行修復工作。

2.4.2修復施工工藝與加強技術措施

1)CIPP局部樹脂固化點狀修復。

a.工藝原理。

將兩種特種樹脂按照一定比例均勻涂抹在玻璃纖維材料上進行聚合反應生成高分子化合物對管道進行點狀修復。

b.施工工藝。

將涂抹一定樹脂的玻璃纖維材料纏繞于可膨脹的氣囊上，再在CCTV引導下到達需修復的地點，接著向氣囊充氣，使“補丁”被壓覆在管道上，保持壓力待樹脂固化，生成玻璃纖維增強塑料；固化完畢后，將氣囊泄壓縮小并拉出管道，最后進行CCTV檢視，進行施工質量檢測。

2)不銹鋼雙脹圈套環局部修復。

a.工藝原理。

不銹鋼雙脹環修復技術采用的主要材料為環狀橡膠止水密封帶與不銹鋼套環，在管道接口或局部損壞部位安裝橡膠圈雙脹環，橡膠帶就位后用2道～3道不銹鋼脹環固定，達到止水效果。具體工藝流程如圖2所示。

b.施工方法。

施工人員先對管道接口或局部損壞部位處進行清理[5]，然后將環狀橡膠帶和不銹鋼片帶入管道內，在管道接口或局部損壞部位安裝環狀橡膠止水密封帶，橡膠帶就位后用2道～3道不銹鋼脹環固定，安裝時先將螺栓、楔形塊、卡扣等構件使套環連成整體，再緊貼母管內壁，使用液壓千斤頂設備，對不銹鋼脹環施壓。

3)增設沉泥井。

對于管道起伏，目前非開挖修復無法滿足規范要求，而起伏最影響后續運營清淤問題，故對于起伏不大的部位，采用增設沉泥井的方式進行修復施工。

利用CCTV檢測結果，確定起伏點位置，隨即進行機械明挖；待明挖至管道部位時采用人工清理，將整個管道清理完畢后將管道破除；安裝檢查井筒，井筒與管道接口采用熱熔焊接。施工完畢后按規范要求進行回填。

4)加強施工技術措施。

a.鉆孔注漿管周隔水帷幕和加固土體。

對于部分滲漏、破裂較為嚴重的部位，在采用CIPP局部樹脂固化點狀修復或橡膠圈雙脹環修復前先對管網周圍土體進行注漿止水加固處理[6]，注漿液充滿土層內部及空隙，形成防滲帷幕，加強管周土體的穩定，制止四周土體的流失，提高管基土體的承載力，再通過CIPP局部樹脂固化點狀修復或橡膠圈雙脹環修復技術進行修理，達到排水管道長期正常使用。其中，對于管徑不小于800 mm，采用管內向外注漿加固，管徑在300 mm～600 mm，采用外部從地面向下注漿加固。

b.管道還原預處理工藝修復。

對于變形、錯口、破裂等缺陷在管道中出現較為嚴重時，對于管徑不小于800 mm，在做好各種安全措施的情況下，安排施工人員進入管道內，使用分離式液壓千斤頂，先把缺陷處緩慢地恢復至管道原有形狀，再對管道進行各種修復前的清洗、清淤預處理，工作完成后，最后按短管內襯的方式做修復施工；若管徑為300 mm～600 mm，用機械先將管道結構進行恢復后再按不銹鋼雙脹圈套環的方式做修復施工。若地下水較多，為避免修復過程中受地下水的影響，則在修復前對管道周圍土體進行注漿加固止水。

2.5 CCTV復檢

管道CCTV(Closed Circuit Television)檢測是采用先進的CCTV管道內窺電視檢測系統，在管道內自動爬行，對管道內的銹層、結垢、腐蝕、穿孔、裂紋等狀況進行探測和攝像，依據檢測技術規程再進行評估，為確認管道修復效果提供重要依據。為了保證修復效果達到要求，待管道修復工作完成后，需要對修復后的管道進行CCTV復檢。由第三方檢測單位進行復檢。

2.6 經濟性分析

非開挖修復技術能有效修復管網中的3,4結構性缺陷，不僅保證施工安全，還節約工期，為施工企業帶來經濟效益。

如DN600 mm，埋深3 m的管網，采用CIPP局部樹脂固化點狀修復，參考廣東省排水管道非開挖修復預算定額-2016版，修復一環總計花費6 158.22元，工期1 d；采用開挖修復，鋼板樁支護2萬元，開挖人工及機械等費用1萬元，管材及修復材料1萬元，回填材料及壓實試驗2萬元，修復一點共計花費6萬元，工期5 d。

3 結語

管網實體工程經建設單位、監理單位、設計單位、勘察單位等子單位、分部、分項驗收，施工質量滿足GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規范中5.10質量驗收標準的主控和一般項目要求；非開挖修復技術修復質量滿足CJJ/T 210—2014城鎮排水管道非開挖修復更新工程技術規程中7工程驗收的標準要求。

采用CIPP局部樹脂固化點狀修復、不銹鋼雙脹圈套環局部修復(加設預處理)等非開挖修復技術能有效地解決多種類市政管網工程中易發現的管網結構性缺陷和功能性缺陷，施工質量滿足設計及規范的要求，不僅降低了對周圍環境的影響，還有效治理了施工質量通病，為類似工程的后期運營修復提供借鑒。