排水管道非开挖修复技术在友谊路污水管道修复上的应用
天 幸 工露 ２００８年第１期（总第７５期）
排水管道非开挖修复技术在友谊路
污水管道修复上的应用
丁鸾 房巾杰
（排水管理处）
１城市排水管道修复的现状
目前我国大多数城市，排水管道损坏的修复
的方法都是采用开挖重新埋管的方法进行修复。
但随着城市化的进展，城市地下管线错综复杂，城
市道路的负荷越来越大，使得排水管线在修复的
过程中存在大量的技术问题。例如：主干道开挖严
重影响交通或排水管线上方存在其它压力或电力
管线给开挖带来极大的隐患。而管道如果长期不
修复，轻则污染地下水，重则导致道路塌陷，交通
瘫痪。因此寻找行之有效的修复方案是目前各排
水管理部门最迫切的任务。
例如天津市河西区友谊路，该路段为天津市
的迎宾主要道路，沿线分布着天津大礼堂、天津国
际展览中心、天津迎宾馆等场所。友谊路的排水管
道修建于１９５８年，距现在已有５０年。并且历史上
友谊路的排水管道曾经负担过印刷厂，长城电视
机厂等污染严重的企业单位的污水排放。因此，友
谊路的污水管道腐蚀严重。进入９０年代，由于该
地段的管道严重老化，友谊路的不同地点多次出
现道路塌陷现象。因此，排水五所也多次向天津市
排水管理处汇报申请重新修建友谊路污水排水管
道。但是，由于友谊路的交通流量大，同时，地下管
网错综复杂，明开槽施工必然工期长，作业面大，
工程施工的可实施性很小。因此，友谊路的污水管
道一直没有得到翻新。排水管理处为了解决友谊
路污水管道的翻新施工问题，经多次讨论研究，决
定尝试采用排水管道非开挖修复的技术。
２排水管道的非开挖修复
目前世界上较先进的管道修复方法分为３大
类：第一类是采用树脂固化的方法在管道内部形
成新的排水管道，如ＣＩＰＰ，现场固化等工艺属于
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此类修复方法。它可以对一整段管道同时进行修
复，也可以对局部的接口漏水处进行修复。第二类
是采用小管穿大管的方式，在原有管道内部排人
小的排水管道，以解决燃眉之急。如短管内衬、ｕ
型管拖人等工艺属于此类修复方法。此方法在我
国引用比较早，费用相对比较低，但由于管道修复
后断面损失比较大，目前逐渐被新工艺所淘汰。最
后一类是采用螺旋制管的方式在原有管道内部采
用缠绕法形成一新管道，如螺旋扩张法等属于此
类方法。此种方法适用于只有局部接口或地方存
在问题，为节省开支，专门对此处进行修复的管
道。
经过对以上三种非开挖修复管道的方法进行
对比、研究、分析，由于友谊路沿线需要维修的管
道长度较长（共计１１１２ｍ），所以得出结论，第一类
方法，即翻转内衬法对于友谊路的排水管道修复
最切实可行。
下面就这类非开挖修复做一简单介绍：
ＣＩＰＰ，即现场固化法，又称翻转内衬法，是采
用树脂加热或遇光固化的原理，将未成型的树脂
利用水压或气压翻转至管道内部，然后对管道内
部加热水加热，使树脂在管道内部固化，形成新的
管道。它可以对一整段管道同时进行修复，也可以
对局部的接口漏水处进行修复。
利用此方法进行友谊路（宾馆路一宾馆泵站
进水）污水管道修复之前，需将友谊路污水排水管
道进行疏通，然后封堵清洗干净，并将管道内壁漏
水点采用注脂注浆等方法填堵。待管道内部无漏
水等现象后，将工厂内加工好的树脂半成品管道
运至现场，通过水压，将管道翻转至原管道内部，
然后采用循环加热的原理将管道内部的水加热至
（下转第２２页）
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城市雨水资源利用与雨污分流制
管网，其结果只能导致大量雨水的异地排放，蒸
发、人渗等自然水文过程也就从人们关注的视线
之中消失了。
在具体实施上，可以以各个小区各自为战，独
立实现雨污的分流和管理，并将对公共排水管网
的依赖程度降至最低。已有成功的实例表明，在新
建小区、商业用地和工业园区，可以完全脱离传统
意义上的公共排水管网。即便是建成区，也可以通 过适当的管理措施，将硬化地面造成的径流量降 低１５％。至于可利用空间可以说是无处不在，凡是 （上接第１８页） ７０℃左右，经一段时间后加热至９０℃，应充分加 热，使树脂固化，最后冷却，将管道与检查井的连 接处处理好。 ３非开挖修复技术的前景 非开挖修复的方法整体优势在于修复的负 面影响小，修复所占用场地比较少，对地面、交通、 环境以及周围地下管线等的影响很小、因此推广 非开挖修复技术在排水管道修复领域的运用势在 必行。 丁鸾王雪梅 没有房屋和道路的地方都是可用于雨水管理的潜 在场所。有数据表明，在极端条件下，用占地总面 积１０％的空间就可以解决全部雨水管理和利用用 地的问题。 城市水资源排水系统的管理者必须承担起应 有的生态责任，从实现人与自然和谐共存的高度， 来推进城市雨水的统筹管理。引进先进工艺技术、 节水型工艺设备和产品，从源头削减污染物和节
约水资源，取得水资源和经济双效益，最终实现社
会和经济可持续发展，建设和谐社会！
非开挖修复推广的难度在于修复费用居高不
下，使得很多中小城市望而却步，其实综合考虑交
通、周围管线开挖的危险、市民的生活质量等因
素，非开挖修复的费用是可以接受的，而且费用高
的主要原因在于材料完全依赖进口，使得修复成
本大大提高。若我国非开挖修复进入全新的阶段，
材料能在国内批量生产，那么修复费用也会相应
降低。所以非开挖修复在我国的发展是可以预测
的，在不久的将来，此技术必定会被排水和市政行
业所接受，并且广泛地应用于城市道路的修复。
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紫外光固化非开挖管道修复技术的应用
管道在城市中作用尤为重要；人为破坏、管材质量不合格、工厂偷排污废水等原因都会导致管道出现不同程度损坏，影响正常运转。传统的开挖方法维修城市给排水管道，不仅需要巨大的修复费用，也会影响交通网络正常运行[1]；而像穿插法、原位固化法、碎管法、螺旋缠绕法等非开挖修复技术，高效修复管道的同时，对周围环境的影响也低。原位固化法因施工速度快、表面光滑、内衬管耐久实用被广泛应用，是当前使用最广泛的管道非开挖修复方法，主要有热固化和光（紫外光）固化两种施工工艺[2]。紫外线光固化工艺由于寿命长、施工限制条件低等优点，是近年来的热门修复方法[3]。据统计[4]，2004年紫外光固化在德国非开挖修复中占63%，整个欧洲占比约50%，可以看出紫外光固化技术已在得到较好地应用。我国20世纪90年代引进非开挖修复技术，1998年用翻转内衬原位固化工艺完成了8.3km管线的非开挖修复，2008年紫外光固化工艺引进入国内[5]。本文以合肥市某片区污水管道非开挖修复工程为例，介绍紫外光固化技术的成功应用，对城镇的给排水管道非开挖修复技术进行深入探讨，希望能够有效延长管道使用寿命。1工程概况合肥市某片区为双向六车道，道路管段埋深2.8～2.9m，位于车行道下，20世纪末铺设，附近为沿河位
置，周边有商业街、居住区以及新开发地段。对3段DN1000mm钢筋混凝土污水管道进行CCTV检测，结
果显示存在腐蚀、错口、渗漏支管暗接和破裂等结构性缺陷，结合规范初步判断管道存在结构性缺陷[6]。依据CJJ181—2012《城镇排水管检测与评估技术规程》相关规定对管道进行评估，计算结构性缺陷密度和管道修复指数[7]，得HS1311051—HS1311046管道修复指数7.8，管道缺陷密度0.49；HS1311058—HS1311055管道修复指数4.15，管道缺陷密度0.34；
HS2517557—HS2517549管道修复指数6.05，管道缺
陷密度0.27。3段管道的修复指数均达到了Ⅲ级及以上，需要实施整体修复。见图1和表1-表3。
排水管道点状原位固化非开挖修复技术
建材发展导向2018年第13期384随着城市建设的飞速发展，排水管道的建设逐年增加，城市地下管网的规模不断扩大。
然而，从排水管道建设和运行调研结果看，除了建国初期开始建设的，使用达半个世纪的管道出现损坏外，一些新建管道也由于局部地质条件较差等原因而出现结构性和功能性损坏现象。
与此同时，在建工程对周边已建排水管道造成影响甚至损坏的情况也时有发生，这些情况严重影响了城市排水的安全运行。
因此，掌握排水管道的运行状况，确保城市排水安全运行，对存在缺陷的管道进行及时修复是十分必要。
现有常规修复方式基本为开挖修复，将管道上方路面破开，挖除损坏管道后铺设新管，该方法施工技术成熟，效果较好，但是如果管道位于车道下，施工期限较长，对交通影响巨大，不适合城市道路的管道修复。
文章提出的点状原位固化修复是在非开挖基础上，在不影响道路现有交通的情形下，对现有城市地下管道进行局部非开挖修复。
1 点状原位固化修复工艺特点（1）点状原位固化修复技术是一种排水管道非开挖局部内衬修理方法。
利用毡筒气囊局部成型技术，将涂灌树脂的毡筒用气囊使之紧贴母管，然后进行树脂固化。
实际上是将整体现场固化成型法用于局部修理。
（2）点状原位固化采用毡筒气囊局部成型技术，在损坏点固化树脂，增加管道强度达到修复目的，并可提供一定的结构强度。
（3）管径800mm 以上管道局部修理采用点状原位固化修复方法最具有经济性和可靠性；管径1500mm 以上大型或特大型管道的修理采用点状原位固化修复方法具有较强可靠性和可操作性。
（4）在排水管道非开挖修复中，通常与土体注浆技术联合使用。
（5）保护环境，节省资源：不开挖路面，不产生垃圾，不堵塞交通，使管道修复施工的形象大为改观。
总体的社会效益和经济效益好。
1.1 点状原位固化修复适用范围（1）适用管材为钢筋混凝土材质及其他材质雨污排水管道。
（2）适用于排水管道局部修理。
（3）管径800mm 以上及大型或特大型管道施工人员均可下井管内修理；管径800mm 以下可以采用电视检测车探视位置，然后放入气囊固定位置。
非开挖修复地下排水管道技术简介
非开挖修复地下排水管道技术简介摘要：城市排水管网是城市的重要基础设施，是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干，但是由于管龄过长、外部荷载、管道材料以及施工质量的影响，排水管道迅速进入老化、受损阶段，管道的设计寿命锐减，管道排水能力受到严重影响，进而也成为城市内涝和污水收集质量降低、路面塌陷的重要因素。
而管道如果长期不修复，轻则污染地下水，重则导致道路塌陷，交通瘫痪，因此寻找行之有效的修复方案是目前城市管理部门无法回避的问题也是重要的工作任务。
本文对目前最为经济安全合理的非开挖修复技术进行简要介绍。
关键词：非开挖；修复；排水管道；技术；简介目前，我国大多数城市中排水管道的修复都是采用开挖后重新埋管的方法，但是城市地下管线错综复杂排水管道的修复技术难度增大，尤其是在大城市，城市道路的开挖越来越受限制，因此选择非开挖修复技术越来越受城市管理者的青睐。
下面我将简单介绍非开挖修复地下排水管道的技术与方案。
非开挖修复技术优点优点：1、针对老、旧管道设施的改造，能同时满足结构更新和扩容的需求；2、最大限度地避免开挖对环境的破坏，减少了工程道路修复等额外投资；3、局部开挖工作坑，减少开挖及对公共交通环境的影响；4、采用液压设备，噪声低，符合环保要求，减少扰民因素，社会效益明显提高；5、施工速度快、工期短，有效降低了工程成本；6、工程安全可靠，提高了服务性能，有益于设施的后期养护。
鉴于非开挖管道修复技术的优势，近年来在排水管道、供水管道和天然气管道应用有了很大的发展。
非开挖修复前期准备非开挖修复施工前，应对待修管道上下游进行堵水、临时排水、管道清洗、CCTV检测及原管道进行预处理等各项前期工作。
1、临排措施。
排水管道非开挖修复前，若缺陷段管道无法实施停水作业，则除少量工法可以适量带水作业外，为确保修复期间上下游正常排水，需采取临排调水措施。
2、堵水。
临排搭设完备后，进行缺陷管道上下游的堵水作业，通常用堵水气囊进行封堵；3、清淤。
非开挖修复技术在城市密集区排水管道修复中的应用
Green Construction ⑮色施工非开挖修复技术在城市密集区排水管道修复中的应用Trenchless Restore Technology Applied to Drainage Pipeline in Dense Urban Area胡东起\史芳弟2，王徐越s钟益斌s游家凯3，何海涛3(i.中电建生态环境集团有限公司，广东深圳518101 ; 2•中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都610000; 3.中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江杭州 310014)捅要：介绍了排水管道非开挖修复的概念、特点、施工技术、选用原则及其与常规开挖修复的对比分析。
以深圳市光明区排水管道非开挖修 复效果为例，对城市密集区排水管道非开挖修复效果的优缺点进行了分析，并最后对排水管道非开挖修复技术进行了后期展望。
以期为其在 后期的工程应用中提供参考。
关键词：排水管；非开挖修复；排水管道修复；施工技术中图分类号：TU81 文献标志码：A文章编号：1674-814X(2022) 02-105-03随着城镇化进展的不断加快，被称为城市良心工程的地 下管道工程也在不断完善。
由于快速的城市发展、更新改造 与地下管道建设规划不完全匹配，加之管网建设本身缺乏一 定的前瞻性，往往形成城市密集区旧管网系统下穿建（构）筑物，存量管道维护空间狭小甚至无法维护的现象；同时，部分区域缺少管道专业维护导致存量管网的使用寿命缩短，管道缺陷密度增大，严重影响雨、污水管道收集能力，降低 了污水处理厂处理产能，增加了渗漏污水入河的风险。
因此 城市高密度区存量管网修复势在必行。
城市密集区人口众多，各类建筑物星罗棋布，尤其在城 市老旧城区巷道中，施工空间极其狭窄。
要在如此狭小的施 工空间解决排水管网缺陷问题，常规开挖修复工程几乎无设 备操作空间，只能进行人工开挖，施工速度慢，造价高，安 全风险高；同时也不可避免地对周围居民出行造成一定的影 响。
城市排水管道非开挖检测及修复技术
城市排水管道非开挖检测及修复技术摘要：随着我国城市化的建设与发展，全国排水管道的建设也呈现逐年上升的趋势，部分排水管道由于使用年限较长、维护不到位等原因，造成大量的破损，给生产和生活带来了巨大的影响。
传统排水管道的检测与修复需要巨大的人力物力和资金投入，因此，加强城市排水管道非开挖检测及修复技术意义重大。
本文主要讲述了城市排水管道破损的原因及影响，城市排水管道非开挖检测及修复技术的特点，并介绍了相关技术，以期为城市排水管道的检测和修复提供一定的技术借鉴，促进文明城市的发展。
关键词：排水管道；非开挖检测技术；非开挖修复技术排水管道的修复是城市化发展过程中所面临的重大问题，排水管道的破损对城市发展和居民日常生活带来了巨大的影响。
采用明挖技术修复排水管道要耗费巨大的工程量，还会影响市民生活环境和道路交通。
非开挖检测及修复技术，施工便捷，噪音小等特点在城市化的建设过程中应用巨大。
一、城市排水管道破损的原因及影响造成城市排水管道破损的主要原因包括：管材老旧、管道施工质量差以及水质有一定的腐蚀性[1]。
城市排水管道的使用具有一定的时间限制，当使用达到一定的年限时，就需要进行维修或者更换，才能保持排水管道的正常运行。
一些城市的排水管道使用时间较长，管材出现老化现象，导致管道破损、开裂。
此外，在实际施工过程中，一些施工企业操作不规范，导致管道施工质量较差，没有进行有效的坡度设置或管道接口方式选择不合理，导致污水泄漏。
另外，一些污水中具有某些化学物质，一定的酸碱性，会在一定程度上腐蚀管道，对管材造成较大损坏。
如果管道在使用过程中出现破损，会使管道的输水能力降低，这不但会造成地下水的污染，而且对周围的环境造成极大的影响，严重的影响了人们的日常生活环境。
同时，管道破损会严重影响到地面的交通、电力以及通信等，会影响人们的工作与生活。
此外，管道的维修会增加维修与养护费用，还会影响我国城市化的建设，使经济发展受到一定的影响。
免挖掘浆膜内衬修复排水管道技术应用及发展
免挖掘浆膜内衬修复排水管道技术应用及发展摘要:对目前国内外非开挖管道修复技术进行了全面分析,重点介绍了免挖掘浆膜内衬技术在修复排水管道方面的应用及发展。
关键词:免挖掘管道修复浆膜内衬在城市基础设施维护和建设过程中,地下管道老化及破损是经常要面对的难题之一。
传统的应对措施是开挖更换管道,但因开挖封路施工而产生的交通、环境问题使居民生活痛苦不堪,因此非开挖管道修复技术应运而生。
非开挖管道修复技术于产生上世纪70年代,在不开挖或少开挖(仅开挖工作井)的情况下,利用原管位资源,采取相关技术在现有管道内安装内衬(新管道)的方式使管道获得再生,可以重新获得30～50年的使用寿命。
由于其独特的技术特征,在施工过程中对城镇交通影响小,且效率高、成本低,创造了良好的社会效益及经济效益。
1 国内外常用的非开挖管道修复技术1.1 局部及井口修复技术丹麦、澳大利亚、英国等国公司开发了利用膨胀压力将玻璃纤维、PVC带、橡胶密封等材料与现有管道紧密贴合,进而达到维修管道破断、裂隙、错位、接头开缝以及损坏的目的。
1.2 聚烯烃材料为主体的修复技术利用折叠变形法、热拔法、冷轧法和Trolining修复系统等方法将聚乙烯材料内衬修复管道内。
使用这种方法时,管道修复后的截面积有一定的减小,内衬与原管道之间没有间隙,因而不需灌浆,可用于管道的长距离修复。
1.3 原位固化修复技术(CIPP)在水压或气压的作用下,将一种特制的聚脂毛毡树脂内衬管敷设于原有管道内表面,并通过特殊的黏合剂紧密地与原管道内壁粘合在一起,由此达到管道修复(更新)的目的,并且衬管材料不会影响输送介质的品质。
1.4 液体凝固材料的修复技术主要有水泥砂浆管道修复技术、环氧树脂及聚酯树脂喷涂或挤涂修复技术,应用在低压管道系统应用的管道类别有煤气管道、自来水管道及污水排放系统等。
2 浆膜内衬技术的技术特点2.1 技术工艺介绍将外侧带有钉状的HDPE材料按照修复要求的尺寸制作成管状,折叠成U型,从检查井一端拉入到待修管道中,将两端封闭,充入空气或水并保持一定的压力;针对HDPE材料与原管道之间的空隙进行压力注浆,浆液为特制的喷射混合物,这种高强度的材料可以把钉状材料永久性牢固就位在管道内壁上,达到修复破损管道的目的。
市政管道修复工程中的非开挖管道修复技术
市政管道修复工程中的非开挖管道修复技术发表时间：2020-12-24T01:54:39.602Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年21期作者：任晓会[导读] 城市排水管道在防洪排涝中可以发挥重要作用。
因此，在城市基础设施建设过程中，市政工程部门要根据实际情况加强市政管道建设，并及时进行升级改造。
辉科永城建设工程有限公司北京市 102209摘要：城市排水管道在防洪排涝中可以发挥重要作用。
因此，在城市基础设施建设过程中，市政工程部门要根据实际情况加强市政管道建设，并及时进行升级改造。
在现阶段，随着城乡一体化的逐步深入和城市面积和规模的进一步扩大，城市地下排水管网变得越来越复杂，建设难度也越来越大。
如果仍然使用传统的管网维修方法，显然将无法满足现代城市发展的需求，并且还将对城市交通运营产生不利影响。
在排水管道的建设中，合理使用非开挖技术可以有效解决建设中的问题，同时避免对周围环境的污染，保证人们的正常出行。
可以看出，非开挖修复技术在市政管道改造升级中的应用可以取得良好的施工效果。
关键词：市政管道；非开挖管道修复技术引言非开挖维修工程是指使用较少开挖或不开挖的地面来解决地面沉降，管道腐蚀等原因造成的管道结构和功能缺陷。
由于它在施工过程中对交通，地面环境和地下管网的影响相对较小，因此已被联合国环境保护署认可为一种环境友好的新建筑技术，并且越来越受到各级政府的青睐。
1.水平定向钻拖管施工工艺首先，非开挖技术中的水平定向钻井施工技术是一种新型技术，有助于降低管道施工过程中的维护成本，缩短工程周期。
在城市开发建设中，水平定向钻井施工技术有效提高了市政供水管道建设的经济效益，提高了建设效率，降低了工程造价。
水平定向钻井施工技术的应用不能超过管径700mm。
如果处于相对粘稠的项目中，则必须使用弯曲且笔直的PE材料或钢管。
在市政给水管道的施工中使用水平定向钻进行施工技术时，应根据工程设计确定钻孔位置，在给水管道运行中应扩大导向孔，以促进管道向内缓慢拉入。
市政排水管道短管内衬非开挖修复技术应用
市政排水管道短管内衬非开挖修复技术应用摘要：短管内衬法是以投入使用的市政排水管道为载体，采用高密度聚乙烯HDPE实壁管，特制加工成子母口倒榫结构，并加设密封圈的短管，以液压牵引、撞合连接的方式，逐步形成一条新的管道嵌入在待修复管道中，该技术已普遍应用于城市排水管道非开挖修复工作中。
以贵州省贵安新区直管区区域市政排水设施养护维修项目-黔中大道市政污水管道修复工程为背景，通过改进短管加工长度，提高工艺的适用性，提高修复效率，节约工期，为今后城市排水管道的快速修复提供参考。
关键词：市政排水管道；短管内衬法；非开挖修复技术1引言市政排水管道系统是城市的基础设施之一，是城市得以正常运转的重要保障之一，也是城市安全稳定运行的基础。
随着使用时间的推移，管道逐步出现管道腐蚀、破裂、变形等严重影响管道正常运行的一系列问题，因此对城市现有管道修复势在必行，这也是城市发展过程中必不可少的一项工作。
但在管道修复及更新的过程中，因受现场条件、施工时间、环境保护、交通影响等因素的严格控制，势必寻求满足现代化施工要求的工艺。
如果采用明挖换管更新的方式，将会造成环境、交通、社会等方面影响，且这些诸多问题均无法解决，因此非开挖修复技术逐步成为城市管道养护维修的重要途径。
因管道非开挖修复施工技术种类较多，性能特点及施工要求也各不相同，本文以具体项目为依托，着重从短管内衬法的设备配置、管节长度选择、施工工效及施工质量控制等方面进行分析总结。
2项目概况本项目位于贵州省贵安新区直管区区域黔中大道路段，现状污水管线埋设于道路、人行道及绿化带下，平均埋深4m，管道直径为DN500-DN1200的波纹管，道路长度为8.5km。
主要任务是对黔中大道已投入使用的污水管道进行修复，本次短管内衬工作量为531m。
3工艺应用背景根据上一年度排水管网检测资料共计排查出27段缺陷管道，管道总长1081m，根据《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ181-2012）第8.2.2条，管道缺陷等级根据缺陷的严重程度分为1-4级，详见下表：缺陷性质缺陷等级1234结构性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷功能性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷当管道材料裂痕、裂口或破碎出边缘处环向覆盖范围大于弧长60°，变形大于管道直径的25%时，评定为4级缺陷。
城市排水管道非开挖修复技术与应用
城市排水管道非开挖修复技术与应用摘要：排水管道检测技术与非开挖修复技术发展较快，并且得到了广泛的应用，已成为排水管道升级改造的绿色施工技术。
广州市近年来结合城镇环境及发展特点，开发引进新型技术设备及先进技术，将该项技术进一步地应用与推广，将会为广东省乃至全国城市基础设施管理带来巨大的社会效益和经济效益。
本文就城市排水管道非开挖修复技术与应用进行分析，供大家参考。
关键词：城市排水管道；非开挖技术；修复；应用引言：随着城镇化的发展，排水管道的建设每年增加，城市地下管网的数量不断增加。
然而，从排水管道的建设和运行监测结果看，不但建国以来开始建设的、使用达半个多世纪的管道出现损坏外，一些近期建设的管道也由于局部地质条件等原因出现结构性和功能性损坏现象。
与此同时，在建工程对周边已建排水管道造成影响甚至损坏的情况也时有发生，这些情况严重影响了城市排水的安全运行。
1.管道开挖修复技术的意义管道修复技术主要是随着城市基础设施的老化而出现的。
城市给排水、燃气等管道系统也像其它年久的结构一样，受到破坏的可能性越来越大。
管道埋深较大，具有不可见性，在地面上无法了解地下管道的状况，时常毫无征兆地遭到破坏。
破坏的后果是运行中断，管道业主不但要承受经济损失，而且还要承受极大的公众压力。
管道的重建不仅费用不菲，还会带来环境及社会问题。
繁忙的城市交通，环境要求、文物保护区、农作物和植被保护区以及高速公路、铁路及建筑物、河流等都要求管道业主及政府有关部门必须最大限度地减少管道建设的开挖工作量，最好是零开挖量。
随着城镇的快速发展，全国各地的地铁、道路等都在加速建设，由于地下施工以及施工降水、顶管超挖注浆不严、回填不密实等问题，引起地下土层破坏扰动和不均匀沉降，造成管线接口处漏水，可能导致管线断裂，路面坍塌。
因此，加强对地铁等地下施工涉及到的排水管线预控保护显得尤为重要。
一旦发生事故，将对周边地下管线造成威胁，造成路面塌陷，影响城市交通，并发生次生灾害。
局部树脂固化法非开挖修复城市排水管道
局部树脂固化法非开挖修复城市排水管道局部树脂固化法非开挖修复城市排水管道上海水务建设工程有限公司毛伟华上海市城市排水有限公司王非摘要该文简要介绍了局部树脂固化法应用于城市排水管道非开挖修复的设计方法,施工过程及如何进行质量验收等,还结合实例展示了它的应用过程,并总结了该修复方法的优缺关键词:局部树脂固化法非开挖修复城市排水管道1前言2局部树脂固化法简介地下排水管道常常因为材料质量,施工质量,腐蚀,地基处理不当,交通动荷载,地基沉陷等原因导致管道接口错位脱节,管体破裂,检查井井体渗水等结构性损伤,在地下水水位较低地区造成污水外渗;地下水水位较高地区则会出现地下水人渗等情况¨J.传统的开挖修复法施工简单,直接施工成本低,适合在地表不存在任何障碍物(河流,街道,建筑物等),施工对交通影响较小的条件下修复排水管道.然而在人口集中和交通繁忙的城市区域,开挖施工法对环境及社会均会造成较大影响.而排水管道非开挖修复技术,可在地表不开挖或尽量少开挖的情况下对排水管道进行修复,弥补了开挖修复法的缺陷,为修复方案的决策提供了另一种选择.按修理部位,其可分为非开挖整体修复技术和非开挖局部修复技术.整体修复技术是对检查井之问的整段管段进行修复的技术;局部修复技术是对管线中已损坏的局部区域(譬如接口,裂缝和腐蚀等)进行修复施工的技术.采用整体修理可以达到防腐,防渗,增加结构强度甚至整旧如新的目的,而局部修理适用于管段损坏程度较轻且损坏部位较少的情况.总体来说,整体修复是排水管道非开挖修复技术的主流,但在某些情况下,局部修复更具有技术性和经济性.局部树脂固化法也是一种非开挖局部修复技术.该方法技术先进,施工快速,在国外应用广泛,但国内使用还不多.局部树脂固化法又称毡筒气囊局部成型法,是将涂抹有树脂混合液的玻璃纤维毡布用气囊紧压于管道内壁,通过常温,加热或紫外线照射等方式实现固化,在修复点管内形成新内衬管的一种非开挖修复方法.根据国外经验,该方法可应用于混凝土,钢筋混凝土,陶瓷粘土,石棉水泥等下水道的局部修复,能够修复具备自身结构支撑强度的管道裂缝(径向或纵向裂缝),机械磨损,腐蚀,破裂等缺陷.与现场固化法相比,局部树脂固化法既有类似之处,也有所区别,并非是现场固化法的局部应用.譬如局部固化法使用的树脂和毡筒由于量少,材料的价格不再是施工成本的主要部分,因此,局部固化法使用的材料更好,得到的内衬质量也更佳.但总体而言,局部树脂固化法因为衬管缺乏整体性,其修复的可靠性与寿命都较现场固化法差3施工材料局部树脂固化法的材料主要是毡筒,树脂和固化剂.毡筒由一层或多层柔性无纺布或等效织物,或其混合物组成.毡筒材质应与所选用的树脂相容,以确保毡筒对树脂的传输性,且应具有足够的拉伸,弯曲性能,以确保能承受安装压力.树脂在一定时间内可常温固化,根据要修复管道的情况,配制一定比例,一定量的树脂与固化剂混合液,并用搅拌装置混匀,使混合液均色无泡《城市公用事业》沫.该方法通常使用环氧树脂,由于其可被设计成与水不混溶,因此,施工时可少量带水作业而不需要绕流,施工方便程度有所提高,且施工成本也可降低.4设计方法除根据不同的气候条件选择适当的树脂和固化剂外,局部树脂固化法的最重要设计参数便是内衬厚度,对修复地下水渗入的管道缺陷这点尤应注意.局部树脂固化法一般仅适合修复损坏程度较轻的管道.在该条件下,原管道仍可承受土压力和交通载荷,修复内衬仅需承受地下水静压力,这与现场固化法修复部分破损管道的情况一致,因此采用与其一致的设计方法.依据ASTMF1216 —03_2J,其厚度的计算公式为:P=2KEL1C(1一)(SDR一1)N式中:P——地下水压强(MPa);土壤及旧管的强化系数(推荐最小值设为7.0);——弯曲弹性模量(MPa);——泊松系数(一般取0.3);.——cIPP的标准尺寸比,即原管道内径与CIPP内衬管厚度比,当管道埋深位于地下水位以上时,SDR应取SDRMAx=100;C——椭圆换算系数:C=【1一)/(1+)],g——原管的椭圆度百分比,g0×型或100,,(最大内径一平均内径)平均内径'Ⅳ—一安全系数.由式(1)可推出内衬管壁厚:[D】V+_(2)式(2)是在现场固化法内衬管设计计算中使用最为广泛的采用美国固体力学之父铁木辛柯的圆形管压曲公式Timoshenko方程,多用于椭圆率不大于10%的情况.按管内的损伤情况和今后该管道的使用寿命,使用该式可以设计出既经济合理又满足要求的材料厚度.2010年第24卷第6期5施工过程局部树脂固化法施工的一般流程见图1.管道预处理(封堵,清洗等)tIccTV检查I'树脂浸透毡布并固定于气囊之上●l气囊就位ltI树脂固化l●I气囊卸压移除I'IccTV质量验收I图1局部树脂固化法主要施工过程在修复施工开始前,首先应封堵上游管段,确保修复管段无积水或积水较少,防止流量过大导致树脂流失,影响树脂固化效果.然后,将管道清洗干净,并清理影响管段水力性能的障碍物.如遇管壁非常光滑,应将修复点表面磨糙,方便修复内衬固定.最后使用CCTV检测确认修复点情况(位置,损害类型和程度等)后,便可进行局部树脂固化法的施工.首先测量环境温度,确定其符合树脂应用要求后将毡筒用树脂浸透.可先将毡筒在工厂里预先浸透,再冷冻并运送到施工现场,但毡简的浸透过程一般在现场进行,即将混合均匀的树脂与固化剂混合液倒于铺开的毡布之上(毡布的大小应在施工前根据待修管管径,修复长度及内衬厚度计算裁剪),使用适当的抹刀将树脂涂抹均匀,并在毡布折叠过程中将树脂涂覆于新的表面之上, 最后用滚筒碾压逼平,以避免毡布中挟带空气使树脂质量变差.然后,将上述毡筒通过气囊进行安装.为使施工时气囊与管道之间形成一层隔离层,使用聚乙烯(PE)保护膜捆扎气囊,方便施工完成后气囊容易与树脂毡筒脱离.将毡筒牢牢捆绑于带滚轮的气囊之上,以防止气囊在送至窨井或在管道内前进过程中滑动或掉下.气囊在CCTV探测车或人工的牵引下到达待修复点后进行充气,以便将毡筒压覆在管道内壁上,并保持一定时间等待树脂固化.待树脂固化完成后,将气囊放气缩小,拉出管道,毡筒则紧贴于原管内壁.最后,进行CCTV检测质量验收,整45个局部树脂固化法施工过程至此结束.局部树脂固化法固化时可采用紫外光照射,加热,自然固化等方法,其中紫外光照射固化速度快,效果好,但技术要求高,且价格昂贵.上海此类工程大多采用自然固化法,操作虽简单,但固化时间稍长.6质量验收质量验收是保障施工质量符合相关要求的重要手段,也是规范施工过程的重要方法.目前国内还无局部树脂固化法施工的质量验收规范.以下是根据上海水务建设工程有限公司长期施工经验,再经广泛听取业主和设计单位意见及参考国外相关规范标准的基础上提出的质量验收办法, 其分为主控项目和一般项目两部分.6.1主控项目查看所用树脂和毡布等产品质量合格证明书,确认是否符合工程质量要求.检查模拟内衬,确认内衬厚度是否符合设计要求:在模拟内衬圆周上平均选择8个以上检测点,使用测厚仪测量并取各检测点的平均值为内衬管的厚度值,其值不得少于合同书和设计书中的规定值.且当内衬管的设计厚度不大于9mm 时,各检测点厚度误差允许在±20%之内;内衬管设计厚度不小于l0.5mm时,各检测点厚度误差允许在±25%之内.检查材料物理力学性能(包括抗弯强度,抗弯模量),是否符合承包商投标时不低于厚度计算公式中所采用数值的承诺.6.2一般项目管道内衬表面应光滑,无褶皱,无脱皮现象.主要采用目测并摄像或CCTV检测内衬管段,查看管内残余废弃物质是否已清除;管顶是否出现褶皱;管道弯曲部分的褶皱是否超过公称直径的5%.7实例分析该工程位于上海市普陀区,地面交通非常繁忙,因施工仅占据一个车道,所以施工期间对交通的影响较小.被修复管段总长120m,为DN1000混凝土管,管底埋深4m,管道整体状况尚好,只是局部老化损坏,部分内壁有剥落现象,接口处渗漏严重,经CCTV检测,确定该管道有30处需采用局部树脂固化法进行修复.主要施工过程如前所述,不过工人的安全问题需特别注意.当采用人工牵引方式将气囊固定就位时,操作人员必须佩戴防毒面具,防止因管道中HS和sO:等气体而中毒的事件发生;气囊操作时的危险性也需特别注意,气囊的加压和卸压,都必须在操作人员远离气囊时才可以进行.在局部树脂固化施工完成后又进行了CCTV检查,确认所修复的内衬表面光洁无褶皱,无凸凹,对管段水力性能影响也较小.在完成修复施工后,进入工程质量的验收程序.与现场固化法相似的是,也需采集内衬材料进行物理力学性能测试;不同的是,局部固化法修复面积本身很小,无法直接采集到实际修复内衬.因此,在车间内进行局部树脂固化法模拟修复,以采集模拟内衬材料.按照厚度检测的要求,在模拟内衬圆周方向上均匀取了8个点,测试内衬厚度,结果如表1所示. 表1局部树脂固化法模拟内衬厚度测量结果材料性能实验,对车间模拟管的材料进行抗弯强度和抗弯模量测试,得到的相关实测值分别为109MPa和4130MPa.按式(1)计算其能承受的地下水压力,并与其需要承受的最大静水压力对比,结果见表2.表2内衬所能承受的最大静水压力与需承受的静水压力比较修复内衬能承受的静水压力(mH,0)修复工程需承受—～的最大静水压力N=1.5时N:2时(mH20)4.43.32.6注:修复管道处的地下水埋深约为1m.从表2可以看出,该修复管段的修复内衬在安全系数取1.5或2时,均能满足承受地下水压力的要求,达到了前期设计要求.该修复工程总造价为46.9万元,较之使用现场固化法整体修复该路段的造价约90万元(按7500元/m计)具有明显的经济优势.从本实例可以看出,只要严格按照施工工艺的操作和设计要求,局部树脂固化法的应用效果能够达到预期的目标,且在损害较轻的管道修复中,具有较好的经济竞争优势.(下转第48页)《城市公用事业》净宽650mm车内通道宽度630mm车轮直径(新/磨损后)580/510mm轨距1435mm最小水平曲线半径15m最小竖向曲线半径140m空车重量39.2/52.5t重车重量(站立4人/m)51.7/70.1t最大轴重10.5t车辆的额定电压为650VDC,使用105kw三相异步电动机,短车有4台电动机,2个动力转向架,1个非动力转向架;长车有6台电动机,3个动力转向架,1个非动力转向架.制动系统包括电气再生制动,机械盘式制动和电磁制动.低压系统为24VDC.车辆的最高速度为70km/h,起动加速度为1.1m/s,正常制动减速度为1.2m/s,紧急制动减速度最小为2.2m/s..最大爬坡能力为75%e.短车的座位数为50席,站立128人;长车的座位数为74席,站立176人.每车都有2个放轮椅,自行车或婴儿车的空间.温哥华奥林匹克线使用32m的有轨电车,为温哥华市民展示一种现代化的可持续的绿色交通. (上接第46页)8结论和建议"-'4-"—"—"+??+??+??+局部树脂固化法作为一种局部修复方法,有着针对性强的优点,当管道中仅有部分点状缺陷时,选择局部树脂固化法可以降低修复成本.局部树脂固化法的内衬管固化后,能与原管内壁完全紧贴在一起,其物理强度与耐化学腐蚀性都非常高,施工完成后,能提供较光滑的内衬面.该修复方法的主要优势是当管道损害较轻,渗漏的接头占接头总数的比例较少时,能够快速治理渗漏,是一种技术经济较合理的方法,尤其适合于管径较小,人员难以进入的局部损坏管道.但当管径大于1000mm后是否仍具有竞争优势, 还值得商榷.因为局部树脂固化法使用的树脂质量好,价格贵,且管径大也导致修复内衬的树脂使用量增大,经济技术优势则反之下降;特别当管道直径超过1200mm时,国内通常采用人工进入管48保证冬季奥运会期间的交通畅通是一个重大的挑战,为此该市事前制定了周密的总体计划,要求市民的出行方式尽量采取步行,骑自行车和使用公共交通,而且持奥运会门票可以免费乘坐公共交通.目标是使小汽车的使用至少减少30%,以保证运动员,奥运会官员和有关人员能顺利到达比赛现场,同时能保证市民的正常出行.计划的实施令人满意,在奥运会期间,温哥华的公交企业Translink每天平均运送150万人次,而往常为73万人次;BCTransit在重要交通走廊运送的乘客为平常冬季客运量的5倍.小汽车的实际使用比平时减少超过35%.冬季奥运会之后还要举行残奥会,中间虽然有部分交通管制措施会取消,但仍然对残奥会期间的交通作出周密计划,使整个三月份保持良好的交通状况.★FLEXITY有轨电车道进行一些其他工法的内衬修复,此时,局部树脂固化法的可实施性优势丧失,在经济上也不一定具有优势.此外,该方法对施工技术有一定要求,操作安全必须注意:浸透树脂时要有良好的通风环境;气囊工作压力较高(可达到0.3MPa),必须严格执行正确的操作方法,防止气囊破裂而导致伤人甚至致死事件发生.局部树脂固化法在国内排水管道的修复工程中应用经验尚少,建议对采用该工法所修复的管道进行回访,以便积累经验,指导设计和施工.参考文献[1]唐建国,朱保罗.排水管道非开挖修理技术的分类和选择[J].中国给水排水,2005,31(6):83—90.[2]ASTMF1216—03.StandardPracticeforRehabilitation ofExistingPipelinesandConduitsbytheInversionand CuringofaResin-ImpregnatedTube.2003.(修回日期:2010—10—25)《城市公用事业》。