市政排水管道非開挖修復技術研究及工程應用

摘要：采用非開挖管道修復技術實現地下排水管道的修復，對交通、環境影響小。以某市排水管道修復工程為研究對象，分析了非開挖管道修復技術的工程實際應用，對比了管道修復后的各項參數。排水管道修復施工后，排水管道的充滿度得到較大程度地降低，流速得到較大提升，流量略有降低，但對排水性能影響甚微。對比數據表明，非開挖修復技術在經濟效益上明顯優于開挖施工，是排水管道修復工程的首選方案。

關鍵詞：排水管道；非開挖；修復技術

0" "引言

市政排水管網承擔著城市污水收集和雨水運輸任務，是城市安全穩定運行的基礎。排水管網隨著時間推移，會出現破損和缺陷，對城市排水非常不利，甚至在雨季出現積水、內澇情況。與此同時，新建工程對周邊排水管道也會產生影響，造成局部損壞。以上這些情況，嚴重影響了城市排水管網的正常運行。

管道修復工程主要解決各類管道損壞和局部缺陷，其中非開挖管道修復技術可在不開挖地面的情況下，實現對地下排水管道的修復，對交通、環境的影響小。本文以某市排水管道修復工程為例，研究非開挖管道修復技術，對工程中實際應用的管道修復技術進行了探討，對比分析管道修復后的各項參數，評價修復效果和經濟效益。

1" "工程概況

某市政排水管道修復工程是關系民生的重點工程項目。該市屬亞熱帶季風濕潤氣候，夏季雨水多，平均降水量為1350mm。5月下旬至8月上旬，雨量充沛，城區易受降雨影響形成內澇。老城區現有合流制管道180km、雨水管道62km、排水管道216km。老城區內年久的排水管道存在損壞和缺陷，急需修復處理。但是，大多數排水管所處位置屬于交通干道，車流量大，開挖施工非常不便，所以采用非開挖管道修復技術非常合適。

2" "市政排水管道非開挖修復技術概述

2.1" " 修復技術

經過比選發現，對于DN300～DN600管道，可采用短管內襯修復技術。其無需開挖作業，設備簡單，可在夜間施工，對交通影響小。對于DN600～DN1500排水管道，可采用UV內襯法修復技術。其同樣無需開挖作業，可在夜間施工，使用紫外線照射進行固化，則可縮短施工周期。對于DN1500以上管道，可采用翻轉內襯修復技術。非開挖施工具體施工流程如圖1所示。

2.2" " 排水管道導流方案

排水管道修復施工，不能影響正常排水需求。為此需對待施工段的管道進行導流作業，維持正常排水功能。

2.2.1" "直線型管道導流方案

施工前，將待施工段之前的檢查井管口用盲板封堵嚴實，然后在上游檢查井內設置水泵和導流管道，向待施工段的下游檢查井導流。直線型管道導流方案如圖2所示。

2.2.2" "十字交叉排水管道導流方案

在十字交叉管道的下游進行修復施工時，需在四通檢查井處，將通往待施工段的管口用盲板封堵嚴實，使排放水沿其他方向流走。導流方案如圖3所示。

2.2.3" "管道交匯處的導流方案

管道交匯處的導流比較復雜，需要設置兩條導流管道，將待施工段的左右兩側支線檢查井的管口用盲板封堵嚴實，設置兩路水泵和導流管道，向下游檢查井導流。管道交匯處的導流方案如圖4所示。

2.3" " 排水管道清淤

現行使用的排水管道內有大量淤滯物，部分排水管道截面的填塞占比甚至達到50%以上，對管道修復施工作業不利。所以，在管道修復施工之前，必須進行清淤作業。

2.3.1" "水力清淤

通過高壓水泵、射水噴頭等，高壓噴射水流產生的作用力清洗管道壁。水流將管道內殘留的沉積物沖到檢查井，收集后由吸泥車將其吸走。

2.3.2" "機械清淤

通過清通工具和絞車，將淤泥刮到下游的井內，然后收集淤泥。對于淤塞較嚴重、淤泥固結密實的情況，機械清淤效果較好。

3" "非開挖修復技術的工程應用

3.1" " 短管內襯修復技術

在不開挖路面的前提下，通過檢查井，將經過特殊加工的聚乙烯短管推進至管道破損位置，然后在襯管和原管道之間的空隙注入水泥漿，使短管內襯得到穩固，從而實現對破損舊管道的修復。修復施工后管道過流能力對比如表1所示。由表1數據可知，DN300～DN600的排水管道經內襯短管修復后，流速得到極大提升，其中DN300和DN600管道的流速提升超過50%。分析認為，因內襯了PE材質的短管，排水管道內徑略有減小，管道流量有所減小。與此同時，充滿度得到不同程度地下降，排水流暢。以上數據證明了內襯短管修復技術的有效性。

3.2" " UV內襯修復技術

UV內襯修復技術用纖維軟管作為內襯材料，內襯固化成型后，在管道內表面形成一層堅硬結構，即可完成排水管道的修復。UV內襯在材料的固化方面有所創新，其固化方式為紫外燈照射固化，固化時間大幅縮短。管道修復完成后即可立即恢復使用?，F場固化施工如圖5所示。修復施工后管道過流能力對比如表2所示。

由表2數據可知，DN700～DN1500的排水管道修復后，流速得到較大提升，其中DN700和DN800管道的流速提升超過40%，其他管徑的排水管道流速提升在25%～35%之間。固化之后的纖維內襯比較薄，對管徑幾乎沒有影響，排水管道流量不變。充滿度得到較大程度地下降，管壁的粗糙系數由0.016下降至0.01，排水流暢。

3.3" " 翻轉內襯修復技術

翻轉內襯修復技術是利用氣壓，將裝有樹脂的纖維軟管翻轉壓入待修復的管道內，有樹脂的一面貼附在待修復的排水管道內表面?？墒褂脽崴涌旃袒尚?，使內襯成為管壁的一部分，便可恢復排水管道原有的功能。修復后的排水管道如圖6所示。修復施工后管道過流能力對比如表3所示。

由表3數據可知，DN1550～DN1750的排水管道經翻轉內襯施工修復后，流速的提升幅度在25%～35%之間。軟管固化之后內襯比較薄，對管徑影響較小，排水管道流量稍微有所降低。同時，充滿度得到較大程度的下降，說明翻轉內襯技術對修復損傷的排水管道有效。

4" "效益分析

根據該地區的造價信息，分別以DN600、DN1000、DN1600三種規格的管道修復施工費用情況進行對比，數據如表4所示。DN600的溝槽深度為3m，寬度為2.5m；DN1000的溝槽深度為5m，寬度為2.5m；DN1600的溝槽深度為5m，寬度為5m。

由表4數據可知，僅考慮管道修復費，DN1600的翻轉內襯修復施工費和DN1000的UV內襯施工費，比開槽施工費用還要高。但綜合其他工序的費用后，非開挖修復技術的總費用比開槽施工要低。DN1600采用非開挖施工的總費用比開挖施工的總費用低5.4%，DN1000采用非開挖施工的總費用比開挖施工的總費用低17.3%。對于DN600的管道，采用短管內襯修復技術，各項施工費用均比開挖施工的費用低，總費用低38.8%。

綜上所述，非開挖技術在經濟效益上優于開挖施工，而且對交通、環境的影響也較小，是排水管道修復工程的首選方案。

5" "結語

本文以某市政排水管道修復工程為例，分析了非開挖管道修復技術的工程實際應用，對比了管道修復后的各項參數，得到如下結論：

DN300～DN600管道，適合選用短管內襯技術進行修復；DN600～DN1500的管道，適合選用UV內襯技術進行修復；DN1500以上排水管道，選用翻轉內襯修復技術更加有效。經過修復后，排水管道的充滿度得到較大程度的降低，流速得到較大提升。

非開挖技術在經濟效益上明顯優于開挖施工。相較于開挖施工，排水管道的管徑越小，非開挖修復施工的總費用的優勢越明顯。同時，非開挖施工對交通、環境的影響小，是排水管道修復工程的首選方案。

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