非開挖修復(fù)靜拉碎裂管法短管拼接施工質(zhì)量控制研究

寇奇?zhèn)?/p>

（西安市北郊市政養(yǎng)護(hù)管理公司，陜西 西安 710000）

1 碎裂管短管拼接法的適用性

目前，在城市老舊城區(qū)、繁華路段，隨著使用年限增加，地下管道使用功能因城市發(fā)展不能滿足實(shí)際需要。管道受土層電化學(xué)腐蝕作用，結(jié)構(gòu)損壞或老化程度不斷加深，管道結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度不能滿足運(yùn)行要求，導(dǎo)致管道堵塞、污水外溢、下雨積水等問題，困擾著人們的日常生活。為了在不影響城市交通的前提下修復(fù)排水管道的結(jié)構(gòu)性缺陷，多種類型的非開挖修復(fù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。其中，能解決管道嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性缺陷，并能擴(kuò)容、可新?lián)Q管材且能真正意義上做到零開挖修復(fù)DN600以下管徑的管道修復(fù)施工僅為碎裂管短管拼接法。

碎裂管短管拼接法是源于碎裂管法的另一種施工方法，簡(jiǎn)單來說，就是將整段PE管道進(jìn)行切割，利用車床加工接口，無需開挖，將短管從檢查井井口吊入井室內(nèi)，然后通過一定的方式拼接連貫，置換整段管道。此方法相比碎裂管法做到了真正的零開挖，相比明開挖法具有施工速度快、效率高、價(jià)格優(yōu)惠、對(duì)環(huán)境更加有利、對(duì)地面干擾少等優(yōu)勢(shì)，較好地解決了更新管道無管位、特殊路段禁止施工的難題。碎裂管短管拼接可以更換水泥管、陶瓷管、石棉管、鋼管以及球墨鑄鐵管。

與其他管道非開挖修復(fù)方法相比，其最大優(yōu)勢(shì)在于它是唯一具有擴(kuò)容作用且能利用新管材更換原有管道的方法。通常，更換管徑能增容30%左右，小管徑在條件許可情況下最大可擴(kuò)容至150%，并且延長(zhǎng)了管道的使用壽命，屬于一種非開挖修復(fù)增加管道過流能力的施工方法。

2 質(zhì)量問題

2.1 井室內(nèi)支撐系統(tǒng)失穩(wěn)

大多數(shù)管道在修復(fù)時(shí)均出現(xiàn)老舊破損，檢查井井室強(qiáng)度也存在不同程度的問題，所以在設(shè)置頂進(jìn)平臺(tái)與牽引平臺(tái)時(shí)，需要在檢查井內(nèi)設(shè)置穩(wěn)固的牽引或后推支撐。當(dāng)支撐不牢固或未預(yù)先判定檢查井井室能否承受作用力時(shí)，會(huì)造成支撐受力不均發(fā)生側(cè)向傾斜，導(dǎo)致脹管頭軸向方向偏移以及后推短管間受力不均發(fā)生管道破損、變形。

2.2 管材質(zhì)量缺陷

管材的主要質(zhì)量缺陷有三點(diǎn)：（1）環(huán)剛度。當(dāng)環(huán)剛度＜12.5kN/m2時(shí)，后方頂推液壓油表壓力值達(dá)到14MPa，管材發(fā)生變形；壓力值達(dá)到16MPa時(shí)，管材發(fā)生破損。（2）不圓度。根據(jù)《聚丙烯靜音排水管材及管件》（CJ/T 273—2008）規(guī)定，管材不圓度不得＞0.024dn。若不符合要求，經(jīng)機(jī)床加工后公母口會(huì)導(dǎo)致厚度不均等問題，這樣管道在正常頂推過程中，一旦受力不均或頂推距離較遠(yuǎn)時(shí)，容易在最薄處發(fā)生變形。（3）壁厚。按照《聚丙烯靜音排水管材及管件》（CJ/T 273—2008）要求，管材壁厚與不同管徑的要求偏差不得大于規(guī)范要求，當(dāng)壁厚不滿足要求時(shí)，依然會(huì)發(fā)生上述質(zhì)量問題。

2.3 短管拼接方式不合理

碎裂管短管拼接法在施工過程中，短管拼接是該非開挖修復(fù)方法的重點(diǎn)之一。由于均為50cm長(zhǎng)的短管，連接時(shí)管縫數(shù)量較多，若管道連接方式不合理，在頂推或牽引時(shí)會(huì)發(fā)生脫節(jié)、錯(cuò)口等結(jié)構(gòu)性缺陷。

2.4 管縫處滲漏問題

短管拼接法是在檢查井井室內(nèi)完成PE管拼接工作，接口形式是利用鋸齒結(jié)構(gòu)通過相互擠壓作用的形式來實(shí)現(xiàn)的。此種方法管接縫較多，滲漏是該施工方法在質(zhì)量控制中應(yīng)著重考慮的問題之一。

3 質(zhì)量控制對(duì)策

3.1 井室內(nèi)支撐系統(tǒng)加固

下井修建液壓頂管機(jī)操作平臺(tái)，用風(fēng)鎬把污水井底部管溝鑿平，磚碎塊清理干凈。操作間平臺(tái)要求水平，安裝頂管機(jī)防護(hù)支撐，采用“前一后二”式，在井室底部井室流水槽兩側(cè)破除大約7cm寬、15cm深的槽溝，安裝承壓鋼板。首先用水鉆在井底混凝土上打孔，孔徑為φ160mm，深度≥50cm，然后將H型鋼或鐵軌插入孔內(nèi)，并用速凝水泥快速固定壓力機(jī)底座。利用自制加工的弧形鐵楔將孔洞空隙擠緊，并且高強(qiáng)螺栓將水平支撐與豎向支撐進(jìn)行連接，形式與桁架結(jié)構(gòu)類似，保證支撐系統(tǒng)穩(wěn)固、牢靠。水平支撐前后端部采用弧形鋼板連接，減少因受力增加、壓強(qiáng)增大導(dǎo)致支撐系統(tǒng)對(duì)井室的破壞。在豎向支撐上焊接限位擋板，將液壓千斤頂前拉或后推的法蘭嵌入，保證在靜拉碎裂管施工過程中，前拉與后推不發(fā)生偏移。

3.2 管材的選用及車床的調(diào)試

（1）選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的管材，環(huán)剛度達(dá)到12.5kN/m2以上的PE-100級(jí)管道；要求管材廠家在加工管材時(shí)，長(zhǎng)度≤4m，管材不圓度≤0.024dn，加工完成后盡可能保持豎向直立放立。（2）再三調(diào)試加工機(jī)床，使固定端及轉(zhuǎn)子端保持軸向相對(duì)固定尺寸，保證加工管材時(shí)公母口鋸齒口尺寸不變；利用游標(biāo)卡尺對(duì)加工后的管口進(jìn)行量測(cè)，管壁承插口應(yīng)薄厚均勻，不得使用厚度小于總壁厚要求的95%的管材。

3.3 短管拼接形式

加工管材時(shí)，承口（見圖1）與插口（見圖2）鋸齒接口角度外傾，使其與榫卯結(jié)構(gòu)一樣，一旦咬合，無法分開，接口處應(yīng)具有很好的抗拉拔、抗彎折性能，加工后的兩節(jié)管材涂膠拼接后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抗拉拔試驗(yàn)。參照《聚乙烯壓力管材與管件連接的耐拉拔試驗(yàn)》（GB/T 15820—1995）進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)范要求，避免因受力不均或受力彎拉導(dǎo)致管道脫節(jié)或錯(cuò)口。

圖2 插口形式

3.4 管縫防漏措施

在管道拼接施工之前，在管道榫卯接口的鋸齒管口處均勻涂抹聚氨酯遇水膨脹止水膠以及百盾涂層BD436的混合物，當(dāng)鋸齒管口在受力擠壓拼接時(shí)，膠體依靠擠壓力會(huì)充分填充管道接縫。聚氨酯遇水膨脹膠可吸水膨脹，防止管道接縫滲漏；百盾涂層BD436則具有很強(qiáng)的黏結(jié)性和耐腐蝕性，防止管道拉脫或接縫處開口。此混合物的結(jié)合既解決了管道的防漏的問題，又能防止接縫因腐蝕導(dǎo)致漏水的可能。

4 修復(fù)后的質(zhì)量試驗(yàn)檢測(cè)

4.1 管道氣密性

靜拉碎裂管法施工方法的優(yōu)勢(shì)就是在不斷水的情況下修復(fù)管道。由于只是對(duì)排水管道進(jìn)行了修復(fù)施工，并未對(duì)檢查井進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后的管道氣密性也不能片面依靠閉水試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，只能采取閉氣試驗(yàn)的方法進(jìn)行檢測(cè)。

閉氣試驗(yàn)主要是在管道上游管道內(nèi)使用普通封堵氣囊進(jìn)行封堵作業(yè)，封堵的同時(shí)，上游井必須采取一定抽水、排水作業(yè)，防止水壓過高導(dǎo)致氣囊爆炸損傷氣囊或污水外溢出路面。在下游管道內(nèi)使用閉氣檢測(cè)試驗(yàn)專用封堵氣囊進(jìn)行封堵，封堵后向氣囊內(nèi)注水，氣壓表端頭附著浮漂，漂于管內(nèi)水面之上，利用液體體積壓縮空氣體積的原理，查看氣壓表數(shù)值變化情況。

根據(jù)《塑料排水管道工程閉氣檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（DB29-155—2006）以及《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—2008），可得出閉氣試驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。嚴(yán)格按照表中數(shù)據(jù)對(duì)管道進(jìn)行閉氣試驗(yàn)，并將詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來，從管道內(nèi)壓力變化值與時(shí)間的關(guān)系判斷管道是否存在漏氣現(xiàn)象。

表1 閉氣試驗(yàn)檢驗(yàn)表

4.2 CCTV管道檢測(cè)

排水管道修復(fù)后使用CCTV管道檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行管道的結(jié)構(gòu)性檢測(cè)，檢測(cè)主要通過實(shí)時(shí)視頻觀察管道變形量以及管道接縫。管道變形量主要是觀察管道有無局部豎向變形；管道接縫主要觀察有無錯(cuò)口，接縫是否緊密、平順，管道內(nèi)壁是否光滑、平順。管道施工前后檢測(cè)效果圖見圖3、圖4，從圖3、圖4可以清晰地看出管道修復(fù)的效果。

圖3 施工前

圖4 施工后

5 結(jié)束語(yǔ)

城市排水管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是城市水污染與防治和城市排澇、防洪的骨干，是衡量現(xiàn)代化城市水平的重要標(biāo)志。

目前，碎裂管法中氣動(dòng)碎裂管法是使用最多的一種，被廣泛應(yīng)用于各種大型的碎裂管法施工項(xiàng)目中，而靜拉碎裂管法使用技術(shù)要求高、涉及環(huán)節(jié)多，并且工作環(huán)境中存在安全隱患。由于目前的經(jīng)驗(yàn)和研究成果限制，靜拉碎裂管法施工還有很多內(nèi)容有待進(jìn)一步系統(tǒng)量化，因此今后亟需進(jìn)行一些相關(guān)研究，使排水管道非開挖修復(fù)靜拉碎裂短管法施工更加全面、規(guī)范。