短管內襯施工技術在城市排水管網改造中的應用

中圖分類號：TU992 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）19-0152-04

Abstract：Takingthefirst-phaserenovationandrestorationprojet ofadrainagepipe networkasanexample，the aplicationofshorttubeliningconstructiontechnologyisexplored.Afterearlygastestingandpipelinedredging，CCTVtestings usedtojudgethepipelinecleaningstatus，andshortpipeliningconstructioniscariedoutafteritisdeterminedthatthe pipeline equirementsaremet.ThepullingmethodisusedtoinsertPEshortpipesintotheoriginalconcretepipes，andthegap betweentheoldandnewpipesisfiledbypipegrouting tofurtherimprovethepressurebearingcapacityofthedrainagepipe network.Finall，thepipeendsaretreatedbymortarplaster，andanairtighttestiscariedouttoensuregodtightnessof the pipenetworkafterthetransformation.Aftertherenovationofthisproject，theflowandflowrateofthedrainagepipenetwork have increased，and the drainage capacity has been improved.

Keywords： drainagepipe network；short pipe lining construction；CCTV testing；air-tight test;application benefits

城市排水管網在投入使用一定年限后，管道老化、腐蝕、淤堵等原因會導致排水能力下降，滲漏問題嚴重，必須要進行排水管網的改造修復。非開挖技術能最大程度上降低對地表的破壞，不影響交通出行和市民生活。在非開挖技術中，短管內襯方法具有施工成本低，管道修復后流速更快、耐腐蝕性更好等優(yōu)勢，在城市排水管網改造工程中廣泛應用。

1工程概況

某市老城區(qū)排水管網改造修復工程分2期進行，其中一期改造排水管線長度 14.5km ，由于老城區(qū)人口密度和車流量較大，地下管線錯綜復雜，不適合常規(guī)的開槽施工，因此選擇非開挖管道修復技術，其中約有 7.8km 采用了短管內襯法， 3.5km 為UV內襯，3.2km 為翻轉內襯，本文重點介紹短管內襯施工技術，施工流程如圖1所示。

2 施工準備

2.1作業(yè)空間氣體檢測

由于排水管網改造作業(yè)需要在地下封閉空間內進行，基于安全方面的考慮，在正式施工前需要開展作業(yè)空間的氣體檢測，檢測對象包括氧氣、一氧化碳、硫化氫及甲烷等。為了提高檢測結果的準確性，在管道的低、中、高位置分別布置檢測點，測點橫向距離不得超過 10m ，并使用泵吸式氣體檢測儀獲取各個檢測點的數(shù)據(jù)。對于管道底部有積水或淤泥的，應充分攪動以后再檢測。現(xiàn)場檢測人員讀取儀器數(shù)據(jù)并如實填寫記錄，包括檢測的時間、位置、結果等，最后由檢測人員簽字確認，以《特殊部位氣體檢測記錄》文件形式上報項目負責人審批，審批通過后方可進行下一步的施工。另外，在現(xiàn)場氣體檢測中還配備了氣體檢測報警儀，并預設報警值（例如可燃氣的報警值為 5% ），當儀器報警后現(xiàn)場檢測人員必須立即撤離至安全區(qū)域

2.2 作業(yè)空間清淤

在完成氣體檢測并確定作業(yè)空間安全后，開始進行清淤施工。該環(huán)節(jié)中使用到的機械設備主要有 200kW 發(fā)電機 聚氨酯刮板清管器、真空除垢器、運輸車、鼓風機、CCTV內窺檢測儀和液壓牽引機等。由于排水管網投入運行年限長、維護次數(shù)少，管道內部堆積了大量的污物，個別區(qū)域幾乎被淤泥完全堵塞，結合現(xiàn)場勘查情況決定采取“高壓水沖 + 人力掏挖\"聯(lián)合作業(yè)方案。

1）人力掏挖。對于管徑在 800mm 以上的采用人力掏挖方式，施工人員借助于鋼絲刷、鐵牛、膠皮刷和錨式清通器等工具完成清淤。首先將TT片插入需要清淤的管道，在TT片尾端綁上栓有清通工具的鋼絲繩。在管道兩端的檢測井各布置1臺絞車，鋼絲繩和清通工具分別連接2臺絞車，啟動絞車拉動鋼絲繩，帶動清通工具來回運動清理管道內的泥垢。

2）高壓水沖。對于管徑在 800mm 以下的，人力掏挖有一定難度，因此選擇高壓水沖法，核心設備是帶有高壓水泵、射水噴頭的高壓噴射車。作業(yè)時啟動汽車，利用汽車發(fā)動機帶動高壓泵，持續(xù)加壓達到一定值后釋放壓力將水噴出，利用噴頭產生的射流清洗管道內壁上的泥垢，同時將管道內的沖洗殘留物排入檢查井，用洗泥車一并吸走2]。

在清淤結束后，將管道內窺機器人（CCTV）放入管道中，遙控前進并觀察管道內部的清淤效果，如果發(fā)現(xiàn)管道內有高濃度霧氣或者是較深的、大片的積水，需要停止檢測，待霧氣消散或積水清除后再進行CCTV檢測。

3短管內襯施工技術要點

3.1施工方式的選擇

短管內襯法常用的施工方式有“牽拉式”與“頂推式\"2種，考慮到該工程中相鄰2個檢查井的間隔距離較遠，頂推式有局限性，因此選擇了牽拉式工法。該方法由機械牽引系統(tǒng)和液壓動力系統(tǒng)共同組成，前者通過牽引鏈條與導向支座牽引的方式拖動管道并完成短管撞合；后者包含一臺可提供10t拖動力的液壓缸和額定壓力 16MPa 的液壓工作站，為管道裝配和機械牽引系統(tǒng)提供動力。牽拉式短管內襯施工如圖2所示。

在檢查井中完成牽引系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的組裝后，將牽引鏈條穿過短管并連接工作井的牽引設備，啟動設備牽引短管從原管道的一端進入，直到另一端的端□。進行短管清潔并安裝密封圈，涂抹密封膠，起到密封和潤滑的作用，為第二節(jié)短管的牽引安裝提供便利。以同樣方法將第二節(jié)短管送入原管道內，將第二節(jié)短管前端的子口與第一節(jié)短管后端的母口對齊，然后利用設備施加壓力使字母口咬合，重復該操作完成其他短管的牽引、安裝，直到該管段內所有短管全部安裝完畢[3]。

3.2 管道注漿

完成短管的嵌入后，由于短管與原管道之間存在一定縫隙，需要向縫隙中注人水泥槳。作用有二：其一是加固作用，讓新插入的PE短管能夠固定；其二是抗壓作用，讓新的PE短管與原管道密切結合、共同承壓。本工程中使用的水泥漿為現(xiàn)場配制，配合比（質量比）為水泥：粉煤灰：膨潤土：水 =1：2：0.05：2 ，制備好的水泥漿裝入桶中備用，如果擱置時間超過 2h 在使用前要重新攪拌，如果擱置時間超過 6h 不允許使用。將注漿設備的壓力參數(shù)設定為 0.3MPa ，連續(xù)注漿，使?jié){液圍繞PE管一周。注漿量（Q）可通過下式求得

Q=π（R²-r²）L

式中： R 表示原管道的內半徑， r 表示PE短管的外半徑， L 表示管段長度，單位均為 mm 。每米管道推薦水泥漿用量見表1。

3.3 端頭處理

新插入PE短管與原混凝土管的端頭需要抹面封閉，處理流程如圖3所示。

在施工準備階段，需要做好技術交底和安全交底，同時清點端頭處理所需的材料、器械。施工人員利用氣囊將管道上游污水截流，如果當前管段內有污水也要一并清理，保證作業(yè)環(huán)境的清潔與安全。隨后在PE短管的端頭處纏繞約20根油麻，并用錘子敲擊砸入，做到管頭向里 30cm 范圍內完全填充密實。另外，在孔隙內部伸入排氣管和注塑管，兩者間隔距離不低于 10cm ，并且保證排氣管位于PE短管的正上方。隨后用水泥砂漿抹面，讓PE短管略超出原混凝土管，但是超出長度應控制在 5cm 以內，以抹面端頭光滑、無孔洞為宜。最后取出氣囊，完成端頭處理。

3.4CCTV檢測

在完成既有管道的短管內襯修復后，再次進行CCTV檢測，目的是檢查排水管網的改造效果以及新舊管道連接處的嚴密性。本工程中使用的CCTV檢測設備技術指標見表2，具有鏡頭高度可自由調節(jié)、遙控操作靈活度高、支持數(shù)據(jù)實時處理等特點。

為保證檢測效果，同時也是為了避免機器受損，當出現(xiàn)以下情況時應暫停檢測。

1）管道內有障礙物，機器人無法正常前進；

2）管道內有污物或煙氣，鏡頭模糊不清；

3）鏡頭浸入水中；

4）其他干擾正常檢測的情況。

根據(jù)CCTV現(xiàn)場檢查提供的管道內圖像展開研究分析，評估管道修復情況。如果從影像中發(fā)現(xiàn)缺陷要重點分析，包括缺陷類型、位置、大小等，以便于作出針對性處理。

3.5 閉氣試驗

經CCTV檢測確定不存在問題后，進行最后的閉氣試驗。工作人員首先清潔管道內部，然后在管道內放入氣堵，并利用空氣壓縮機充氣、加壓。在氣堵充氣過程中要密切觀察密封性能和充氣量，避免出現(xiàn)充氣過多發(fā)生爆炸的情況。觀察壓力表，當氣體壓力達到27.5kPa 后即可停正充氣，注意先關閉氣閥然后再關?？諝鈮嚎s機，以防止氣體反向流動。持續(xù)觀測氣壓，在壓力降低到 24kPa 以下后開始計時，至壓力降低到

17kPa 后停止計時。記錄此時間，然后對照相關標準，如果此時間短于標準時間，說明氣壓下降和氣體泄露速度過快，密封性不良；反之則說明氣密性良好。

4短管內襯施工技術的應用效益

采用短管內襯修復工藝，由于在原混凝土管的基礎上內襯了PE短管，會導致排水管道出現(xiàn)“縮徑”情況。但是統(tǒng)計插管前后的管道水流量與水流速度，發(fā)現(xiàn)相同管徑的排水管道，在插管后無論是流速還是流量均有不同程度的增加。這里以直徑為 400mm 和600mm 的排水管道為例，插管前后的各項參數(shù)對比見表3。

由表3數(shù)據(jù)可知，使用短管內襯工藝改造排水管道后，水的沖滿度與流動速度、流量均有增加，改造效果明顯。

5 結論

在城市排水管網改造修復中應用短管內襯技術，除了要做好原混凝土管的清淤清污、營造良好的作業(yè)環(huán)境外，還要重點加強短管內襯施工中牽拉、注漿、密封、端頭處理及閉氣試驗等技術要點的管控。通過發(fā)揮技術優(yōu)勢、提高施工質量，恢復排水管網的功能，保證城市排水系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻：

[1]李輝輝，陶英，薛家祥.短管內襯修復技術在西安某污水管道修復工程中的應用[J].非開挖技術，2022（16）：100-102.

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