非開挖修復技術在市政管線工程中的應用

王東京

（華設設計集團股份有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

鹽城市經濟和城市基礎建設在近幾年得到了大規模的發展，城市交通中的車流量也在與日俱增，原先建設的市政交通難以適應于基礎設施建設速度，市政道路往往出現路面破損、沉降不均勻等現象，造成管道損壞。隨著管道運行周期的延長，管道錯口、破裂和堵塞等問題頻頻出現。對于已建城區，現狀管線復雜，如對損壞管道進行開挖施工換管，施工難度大、對周邊影響大、建設成本高，這時采用非開挖修復方式能大大降低施工難度和建設成本。

本次管道非開挖修復工程位于鹽城市第三防洪區，其項目為水環境綜合整治項目工程，并且進行了雨污分流、雨水管道新增等內容的設計。非開挖管道修復技術主要是通過既有土層不開挖的形式進行管道內襯的安裝，繼而實現管道的功能性修復，延長使用壽命，該技術可以減少道路的交通阻滯，避免道路基層出現破壞，對周圍交通環境的影響較小，施工所需要的周期及成本都能控制在小范圍內。

1 工程概況

本文涉及的管道修復工程屬于鹽城市第三防洪區水環境綜合治理子工程項目，其中，鹽城市第三防洪區總面積達到了108km2，該區域北向大道新洋港，東到通榆河，西面達到大馬溝，南面達到小新河，且整個區域內部管網項目新建長度達到了130km，目前存在的管網長度到了406km。既存管道直徑在0.5～1.2m，切中長度達到了94km；次干管長度達到了130km。次干管的直徑在0.5～0.8m；支管直徑在0.3～0.8m，且長度達到了186km，HDPE 材質路段總長約為124km。經大范圍的CCTV 檢測后發現HDPE 管存在缺陷比例遠超出其他材質排水管道，約占修復內容的60%。其中涉及HDPE 管材修復路段總長約18km，修復路段約7km，約占整路段的40%。修復前復測的過程中，發現在前期檢測到開展修復很短的時間內，新增缺陷點較為明顯且集中在HDPE 管材路段，HDPE 雙壁波紋管新增占比約70%。

工程范圍內具有較高的地下水位，污水管道中滲入的地下水也會極大地增加污水處理廠的負荷。除此之外，很多路段具備較大的交通流量，現場進行管道開挖處理修復需要具備較大的工作面，極容易造成交通阻滯，因此符合修復條件的管道優先采用非開挖技術進行管道修復，本次修復工程主要采用CIPP、FIPP和裂管法修復技術進行修復。

2 非開挖修復技術特點及應用

2.1 CIPP 修復技術

原位固化法（CIPP）為當前被普遍采用的非開挖式管道修復方式，具有施工時間相對較短、需要的設備占地面積小、內襯管耐久實用、保護環境節省資源對交通影響小等特點，且對于施工現場的排水處理也可以臨時進行，特別適用于管道分布區域較為緊張的老舊城區、交通要點等位置。原位固化法按施工工藝分為牽引式和翻轉式。翻轉式施工則主要將軟管內側事先用樹脂進行浸潤，繼而向外翻轉實現安裝；牽引內襯方式則通過對軟硬性樹脂灌浸后的軟管進行現場運輸，采取牽引形式進行管道的材料插入，并且在內部膨脹壓力作用下實現管壁的緊貼。牽引式和翻轉式具備相一致的固化形式，主要采取紫外線加入或者熱水加熱，就目前市場上的管道非開挖修復處理中，翻轉式修復是占據主要地位的[2]。

本次工程主要采用紫外光進行管道固化處理，紫外光技術是原位固化法中常用的技術，其主要是將玻璃纖維管套經過光敏樹脂浸漬后記性修復管道的套入，繼而進行膨脹充氣處理，再采取紫外光照射處理是的原位固化軟管充分固化，最終達到一定強度的內部襯管，紫外光固化法主要是在待修復管道內部行程具有一定剛度的保護層，使破損管道具備一定的修復質量，且該修復工程并不需要進行土方開挖；整體施工步驟如下所示，首先對破損管道進行斷水，采取TV 技術進行管道內窺破損檢測，對破損管道進行清水沖洗，對軟襯管進行管道拉入，對襯管進行壓力膨脹加壓，采取紫外光技術進行軟襯管固化處理。管段的段擴進行處理內窺，進行閉水試驗及管道驗收工作，對原位檢修水井進行修復，土方回填和路面恢復。

紫外線固化法適用于蒸汽或紫外線燈進行固化，與其他CIPP 修復工藝對比不僅能源需求較低，紫外光固化處理技術并不需要現場水源，且相關操作設備較為簡單，整體軟管的固化所需要時間較短，在整個處理過程中，可以對CCTV 技術進行全動態監控，施工技術人員可以對全過程進行有必要的檢查；并且，紫外線固化法CIPP 在固化作業后，可以立即拆卸掉，可立刻對修復管道夾層的密封進行檢查并可以獲得優良的質量。

2.2 FIPP 修復技術

原位熱塑成型管道修復技術（FIPP）則主要是對襯管進行工廠預制，繼而進行加熱軟化處理工藝，將襯管通過牽引裝置引入原有的管道內部，再通過熱處理促使管道、襯管之間的結合，最終獲取高質量的內襯。該管道修復技術充分利用了高分子材料具備熱塑性和多循環利用的優勢，在施工現場進行加熱設備的安設，采取加壓加熱方式，以原管為模子形成和原有管道緊密貼合的新管道，FIPP 管道修復技術能對市政給排水管道進行修復處理，且內襯具備較好的耐腐蝕性、耐老化特性，具備較高的環保性，新管道成型后具備較高的強度，能承受地上多類型結構的荷載（水土壓力、車輛、設備荷載等）。施工流程為：管道斷水→TV內窺檢測→管道清洗→TV 內窺檢測→襯管軟化，拉入母管→襯管加熱、加壓→固化作業→管端口處理、TV 內窺檢測→閉水試驗及驗收→原井恢復、作業坑回填、路面恢復。

FIPP 技術主要適用條件如下所示：適用于直徑1.2m 以內的多類型管材的修復；對于多功能管道（雨污水、燃氣管道）都有較好的修復功能；對于不同管徑銜接處及錯位明顯、管道較大彎角處都有修復效果；適用于動荷載、地質條件復雜、交通流量較大的城市區域管道修復。

2.3 裂管法修復技術

本工程中部分管道損壞嚴重，結構性缺陷為4 級，CIPP 和FIPP 等修復技術對這類管道無法進行有效修復，且周邊建筑及管線復雜開挖換管施工難度大，此時采用裂管法進行換管能快捷有效地進行管道修復處理。碎裂管技術的適用對象較為廣泛，可以實現對素混凝土、陶瓷、塑料、鑄鐵管、石棉水泥等材料的破損管道進行更新修復處理，且不同材質的管道直徑一般在75～2000mm 之間。

根據動力源的區別不同，碎裂管技術可以分為如下兩類，即氣動碎裂管、靜拉碎裂管，其中靜拉碎裂管主要是依賴靜力作用實現原油破損管道的碎裂或者采取切割技術將原有破損管道割裂，繼而采取膨脹頭處理工藝擴大管道；氣動碎裂管技術則主要采取沖擊錘設備將原有破損管道進行氣錘沖擊破碎。本工程管道修復項目主要是采取靜拉碎裂管技術進行施工，首先將圓錐形狀的裂管頭記性破損管道的插入處理，通過裂管頭破損原有管道，并且將破損管道的碎片進行土體基層的壓入。其次將新管道進行裂開舊管道的后頭拉入，一次完成新管鋪設和舊管道廢除的整體流程。裂管施工技術相較于其他施工技術具備較為明顯的應用優勢，如施工效率快、施工成本較低、對于周圍環境影響程度較小、地面道路干擾程度較小等。

2.4 修復效果

目前第三防洪區范圍內管道非開挖修復工程涉及路段總長約120km，有缺陷待修復路段長約43km，管道修復工作已進行過半，通過CIPP、FIPP 等原位非開挖施工技術管道處理后，具備良好的修復效果，對于設計年限中的管道使用耐久性具備良好的性能保障。

圖1 修復前后管道質量

3 小結

總而言之，鹽城市第三防洪區污水管道，在避免影響周圍環境交通的前提下，采取CCTV 技術檢測，使用CIPP 等技術修復管道，污水管道經修復后效果明顯，部分修復后污水管道已投入使用，運行良好，本工程管道修復經驗可為我國城市舊城區、重要地段及交通要道處的地下管道的原位修復提供參考依據。