非開挖修復技術在城鎮排水管網修復中的應用研究

柏波

【摘要】隨著我國城鎮化的不斷發展，市政排水管網建設規模不斷擴大，排水管網中老舊管道易出現破損、滲漏等問題，對存在病害的排水管網進行修復已成為城市建設維護的重要內容。本文結合非開挖修復技術在國內外的發展情況，以成都市新都區水環境整治項目管網病害修復工程案例為研究對象，分析非開挖修復技術在城鎮排水管網修復中的實踐應用，以期為我國城鎮老舊管道的修復工程提供參考。

【關鍵詞】非開挖;修復;排水管網

【中圖分類號】TU992.4

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）11-0114-02

排水管網是城鎮基礎設施的重要組成部分，正常運行與否同人民的日常生活息息相關，老舊管道易出現破損、腐蝕、接口脫落、沉積等問題，導致排水管道堵塞或泄漏，排水能力下降甚至喪失，對存在病害的排水管網進行修復已成為城市設施維護的重要內容，相較于傳統的開挖替換原管道，非開挖修復的優勢逐漸顯現。

1. 案例背景

實例項目位于成都市新都區，通過截污治污、內源治理等改善毗河流域主要干支流水系水質和水環境，消除城市建成區黑臭水體。根據前期對工程區域內管網的調查情況，管道的病害導致新都區排水系統存在諸多問題，如管道排水不暢，造成管道嚴重淤堵;地下水入滲或污水外溢使管周基礎砂石流失，造成路面沉降塌陷等嚴重安全問題等。

通過對該工程片區現狀管道QV和CCTV檢測共計715.63km，發現較大病害2387處，管道存在較多的結構性缺陷，病害情況嚴重，這些缺陷的存在嚴重影響了排水管道的正常運行，由于區域內病害管網數量大、分布廣，將采取區域治理，清淤、檢查、修復同期實施的方式進行修復。

2.選取試驗段進行非開挖修復

為制定合理病害管網修復方案和實施組織模式，論證修復技術的可行性，采集修復工作各項經濟指標，為后續大量病害管網修復工作順利開展打下基礎，通過對管道檢測并分析相關數據，綜合考慮各項因素如包括管道的狀況、管網的病害類型、損害程度、修復的成本、周期和修復質量以及依據《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》CJJ181-2012、《城鎮排水管道非開挖修復更新工程技術規程》CJJT210-2014計算管段技術參數等，判定修復方案，特選取興城大道（試驗段一）和工業東區永達路（試驗段二）兩段作為病害管網非開挖修復試驗段進行實驗性施工[1]。

對試驗段進行QV檢測，結果顯示管道均存在淤積現象，經清淤、沖洗后進行CCTV檢測，結果顯示管道均存在脫節、滲漏及腐蝕現象。

試驗段一：位于新都區興城大道南側，為城市主干道，車流量大;本段管道埋深為4.15m，位于主要城市道路，本段RI值為7.6應立即進行修復，SM值為0.81應進行整體修復，故本段修復方式采用CIPP整體修復，固化方式采用紫外光固化。本段管道脫節缺陷等級為4級，為保證管道結構安全采用全結構性修復。

試驗區二：位于新都區工業東區永達路，為工業區道路，車流量相對較小，本段管道埋深為5.2m，位于主要城市道路，本段RI值為2.3應做修復計劃，SM值為0.22應對滲漏點位進行局部點位修復，修復方式采用局部樹脂固化技術。本段管道滲漏等級為2級，為保證管道結構安全采用半結構性修復。

3.修復技術實施流程

3.1管道封堵

本次試驗段管道封堵方式為氣囊封堵及磚砌封堵。興城大道試驗段主要采用氣囊封堵，支管采用磚砌封堵，并在堵頭上預留一個閥門用于排水。永達路試驗段管徑較大，水位較高并形成負壓，在試驗段上游主管及連接井室的支管采用磚砌封堵，下游采用氣囊封堵，并在主管及支管磚砌堵頭上分別預留三個及一個閥門用于排水，管道封堵均由潛水員（蛙人）下井作業。

3.2導流及降水

試驗段施工時需要對上游管道和施工段涉及的支管來水進行導流，同時對待修復管道內積水進行抽排處理。

3.3井室通風、氣體檢測

為了保證施工及人員安全，人員下井前均對管線進行強制通風，在修復段兩個井口分別架設送風機和抽風機，作業過程中持續通風及檢測。

3.4管道清淤及沖洗

為確保清淤質量，本次試驗采用兩種清淤方法因地適宜對管線進行清理，清淤方法分別為：專業人員下井清掏法和水力清掏法。其中興城大道主要采用水力清掏，永達路主要采用專業人員下井清掏，清掏后用高壓水進行管道沖洗。

3.5紫外光固化修復

紫外線光固化內襯修復工藝是將玻璃纖維編制成軟管浸漬光固化樹脂，然后將其拉入原有管道內充氣擴張緊貼原有管道，以原有管道為外模，軟管內膜為內模，然后在紫外光的作用下使樹脂固化形成具有一定強度的復合內襯管的非開挖修復。

工藝流程：拉入防護底膜→拉入玻璃纖維內襯軟管→綁扎堵頭→軟管加壓充氣→拉入紫外光燈→紫外光固化→接頭處理。

3.6局部樹脂固化修復

工藝流程：判讀修復點位→材料制備→玻璃纖維氈布樹脂浸透→氣囊定位安裝→修復完畢。

4.試驗成果驗收及分析

4.1技術性分析

本次試驗主要對病害管網進行修復施工，修復方法為非開挖修復，其中興城大道試驗段采用整體拉入CIPP紫外光固化修復，永達路試驗段采用局部樹脂固化修復。施工所用材料及施工過程控制滿足設計及規范要求，重要工序均有政府相關部門指導和參與過程控制，監理單位旁站監督。

經CCTV檢測顯示，內襯管表面質量滿足要求，在施工現場進行原材料取樣送檢，經檢測相關力學性能符合規范要求。修復效果經檢查滿足設計及規范要求，證明非開挖修復施工工藝行之有效。

4.2經濟性分析

因國內非開挖修復技術應用起步較晚，材料和設備多依賴進口，費用較高，且在修復成本中占比較大，但非開挖修復受外界影響小，成本具有可控性;而開挖修復受外界環境影響較大，修復的成本包括：土建工程成本、管道修復成本及地面設施恢復成本和其他成本，并且土建工程及地面設施復原成本在總的工程費用中占比較大。相較于非開挖修復，不可控因素較多，如施工條件不理想，則可能增加工期延長費用、環保費用、地下交叉管線措施費用、降水費用等一系列額外費用;如遇其他特殊情況（如征地不利），還有可能停工甚至不施工，導致前期工作前功盡棄;在建筑費用外還需增加征地費用、綠化帶及苗木恢復費用、環保費用、場地準備及臨時設施費用，環境影響咨詢服務費等。隨著非開挖技術的推廣，材料及設備的更新和國產化，非開挖修復的成本也將進一步降低，經濟效益逐漸顯現。

4.3社會效益分析

4.3.1工期分析

非開挖修復受外界環境影響小， 本次興城大道試驗段于2018年12月2日開始，于2019年3月22日施工完成，不考慮外界因素干擾影響工期，則施工工期為3d;永大路試驗段于2018年12月4日開始，于2019年3月20日施工完成，不考慮外界因素干擾影響工期，鑒于管道內淤積嚴重，則施工工期為10d。

針對興城大道及永達路病害管網采用開挖方式進行更換、修復，則涉及的施工有道路（附屬物）破除、支護、開挖、病害管道破除、墊層施工、管道安裝、溝槽回填、道路（附屬物）恢復等，其中不考慮地下管線交叉處理、天氣等意外情況，興城大道施工工期約為42d;永達路施工工期約為55d，相比非開挖修復耗時長，交通影響嚴重，對周邊居民干擾大，不確定性影響因素多。

4.3.2安全環保分析

（1）安全隱患：非開挖修復主要涉及車輛傷害、機械傷害、中毒和窒息等;開挖施工主要涉及物體打擊、車輛傷害、機械傷害、起重傷害、高處墜落、坍塌等。相比較非開挖修復施工面臨的安全風險小，對施工區周邊構筑物、地下管線影響小。

（2）環保方面：非開挖修復施工噪聲、揚塵、廢棄物污染較小;開挖施工過程中道路破除、支護、土方開挖、土方堆放及外運、道路恢復過程中施工噪聲較大，且揚塵多，極易造成大氣污染，施工建筑垃圾較多，固體廢棄物污染大。

5.結論

本論文以新都水環境綜合整治項目的管網病害修復工程為實例，根據項目背景與排水管網檢測結果，選擇試驗段進行非開挖修復，主要采用高壓疏通車與人工方式對管網內障礙物進行了清除，并采用紫外光固化內襯法對CIPP整段進行了修復，采用局部樹脂固化對CIPP局部修復，并對施工效果進行驗收。經過技術性分析，證明非開挖修復效果符合設計及規范要求，經過經濟性和社會效益分析，證明了非開挖修復工藝是行之有效的方案。

參考文獻

[1]吳堅慧，魏樹弘.上海城鎮排水管道非開挖修復技術實施指南[M].同濟大學出版社，2010.

（作者單位：中國水利水電第七工程局有限公司）