给排水管线结构性缺陷修复加固施工技术研究

吕志霖

（中国华西企业股份有限公司安装工程公司 四川成都 610000）

一、引言

近年来，随着城市化进程的加快，城市地区地下管线的建设发展迅速，但与地下管线有关的问题却越来越，“城市内涝”“停水停电”之类的问题频发。地下管线具有信息传输、防洪和减灾以及废物处置的能力，这些是城市生存和发展的重要基础，也是城市建设健康协调可持续发展的重要保证[1]。因此，管理和维护城市的地下管线并为国民经济提供更好的服务非常重要[2]。

二、城市地下管线存在的主要问题

结构性缺陷的类型主要有以下几种[3]：

（1）破裂：管道的外部压力将超过管道承载能力，从而导致管道破裂，破裂一般有三种形式：环向、纵向和复合。

（2）变形：管道变形，变形率是最大变形内径除以原始内径。

（3）错位：两根管道的承插接头脱落，并且不在管上的正确位置。相邻的管道看起来像“半月”。

三、地下管线结构性缺陷的修复加固施工技术

开挖所造成的污染，交通拥堵以及巨额投资，社会各界都难以接受。特别是近年来，随着社会和经济的发展，各种地下管线变得密集，地下资源变得非常紧张，许多城市没有新的地下管线。传统的维修技术用于维修旧管道。在许多泄漏和复杂的地下管道等特殊条件下，施工变得更加困难，完全恢复原始管道的生产效率是困难的，并且不可能从根本上解决问题[4]。目前非开挖技术主要有：内衬HDPE管道修复、CIPP原管位固化法修复等。

（一）非开挖修复加固准备

1.封堵导

首先，对城市地下管线进行非开挖修复，然后根据场地要求制定合理的封堵导流方案。通常分段进行导水，以确保施工顺利并减少对周围管道的影响。在修复施工污水管道之前，将检查井用砖块堵住，接下来，在检查井中安装泵和软管，并将水排到下游井。封堵导流见图1所示。

图1 封堵导流示意图

2.管道清淤、冲洗

在修复加固之前，应清洁并净化施工段中的管道，可以使用高压水射流清洗。可轻松清除难以清洗的硬质污垢、沉积物、污泥等，可以扩大管道有效横截面，提高传输效率。首先，使用高压清洗车疏通和清洁施工现场。如果不可以疏通，则首先使用水平钻机将钻杆钻入井眼施工段的管道中，然后使用旋转、推动和拉动钻杆或刮刀前面的钻头的方法清理管道，在此期间，使用高压喷嘴冲洗损坏的管道，重复几次以清除井中的碎屑和淤泥，并及时运输。如有必要，将绞盘放在上游和下游的井中，并使用带有刮刀或钢丝球的钢丝绳反复在管道内拖动以清洁泥土、沙子和墙壁附着物。

（二）内衬HDPE管道修复法

内衬HDPE管道修复的示意图如图2所示。内衬HDPE管道的修复可分为两种方法：多级等径压缩法（O-HDPE）和U形截面压缩法（UHDPE）。

图2 内衬HDPE管道修复示意图

（三）CIPP原管位固化法修复法

CIPP全称为Cured In Place Pipe，称为原位固化法。玻璃纤维衬里软管基于高质量的玻璃纤维缝织物，采用严格科学的树脂体系制成。使用树脂的光固化原理，转动未固化的玻璃纤维衬里软管或将其拉入管道，用水或气体将其弄圆，触发树脂固化条件，然后固化管道中的树脂，使其胶合到原始管道的内壁以形成新的复合管道[5]。适用于DN200-DN3000直径。

1.工艺特点

CIPP原管位固化法修复法的工艺特点如下[6]：（1）不需开挖，节能环保；（2）工期短，管道使用寿命达50年；（3）内衬修复管道内壁可隔离腐蚀环境并减少管道内部腐蚀。

2.翻转法

1.工艺特点

管道修复在现场进行施工，不需要全线开挖，一次施工的长度为1000至1500米，施工周期短，适用于DN100～DN1600各种材料的管道修复，具有耐高温，无结垢，寿命长的特点，整体性能良好。

2.截面U型压缩法（U-HDPE）

截面U型压缩方法是一种HDPE衬管，其外径等于主管道的内径，U形挤压装置将横截面压缩为双层U形，这将衬套的横截面积减少了约40%，并允许通过牵引将其快速插入主管道中。具有减小较大的横截面和所需的相对较低的牵引力的优点。

3.多级等径压缩法（O-HDPE）

在多级等径压缩方法中，通过使多级拉伸后的外径略大于主管的内径，截面积小于主管的内径，并通过牵引力将其快速插入原始管中。安装衬管后，HDPE衬管会根据记忆特性反弹，HDPE衬管的外壁与主管的内壁相吻合，从而形成坚固的插入管。

该技术涉及将浸渍有热固性树脂的增强承重软管的一端固定到要维修的管道的入口，然后使用水或气压将软衬套的内层向外翻转以修复管道。与要修复的管道内壁完全结合后，在要修复的管道内壁附近形成一层具有防锈和防渗透功能的管道衬里。

此方法的最小管道直径为50 mm，最大管道直径为1 200 mm，这种方式所需的工作坑很小，通常可以容纳一两个人，就确保管道的整体密封性能而言，特别适合铸铁和混凝土管道接头的质量低于标准的情况。

3.拉入法

在维修过程中，将软管完全浸入树脂中，抽入管道中，然后从城市排水管道检查井进行维修，然后对软管进行水压涨圆，以达到维修目的。从城市管网的修复状况来看，该技术的强大适应性和可靠的修复效果使检查井的运行可用于保护原有的管线和道路，实现非开挖。

四、结束语

给排水管线的结构性缺陷问题，经常发生管道破裂、变形、错位等问题。目前非开挖技术主要有：内衬HDPE管道修复、CIPP原管位固化法修复等。内衬HDPE管道修复法在现场进行施工，不需要全线开挖，一次施工的长度为1000至1500米，施工周期短，适用于DN100～DN1600各种材料的管道修复；CIPP原管位固化法修复法不需开挖，节能环保，工期短，管道使用寿命达50年，内衬修复管道内壁可隔离腐蚀环境并减少管道内部腐蚀。但是内衬HDPE管道修复法修复后的管道过水段面积损失较大，影响管道的通水能力；因此使用CIPP方法进行管道修复是最佳选择，简化了现场维修工作，节省了投资和施工时间，增强了原始管道的功能并延长了使用寿命。