城市道路雨污水管道修复技术研究

陈 杰 景袁媛

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司 重庆 401121）

1 柔性管道的特性

按照《给排水管道施工验收技术规范》，柔性管道指管体或者接口柔性的管道，前者是如HDPE双壁波纹管、钢带缠绕管、玻璃钢夹砂管等塑料类管道，后者如柔性接口的球墨铸铁管等。通常工程中所说柔性管道，更多的指前者。

本文研究对象为“HDPE双壁波纹管”和“玻璃钢夹砂管”，均为管体柔性管道。

2 柔性管道病害的主要原因

2.1 施工回填

柔性管道的回填是关键，特别是是三角区和胸腔的回填密实度要达到设计要求（93～95%）。最常见的问题是回填密实度达不到要求；其次是回填材料不符合要求。其结果是：管侧无抗荷能力，荷载集中在管顶，柔性管道变形超标，以致破裂；局部被尖锐石块顶变形甚至顶穿。

2.2 基础处理

柔性管道基础承载力不够或者处理不符合要求，将导致管道的不均匀沉降。其结果是：管道标高、坡度不符合要求；管道出现纵向下凹，影响通水能力；局部横向错位甚至断裂现象，特别是检查井口的交接部位，最容易出现管道剪断现象。

2.3 管道质量

管道刚度不够，抵抗荷载抗变形能力不够；柔性不够，承受变形幅度较小就破坏失效；脆性大，抗冲击不够，施工过程中容易被击穿。

3 柔性管道病害判定与风险分析

3.1 病害的判定

新建管道《给水排水管道工程施工及验收规范标准》，和陈旧管道《城镇排水管道检测与评估技术规程》，对病害的判定标准有一定的差异，陈旧管道的判定是基于管区回填土已经稳定后，“土拱”形成等条件下的整体结构的稳定性考虑。但两种规范对修复后的验收标准是一致的。

变形、破坏、破裂等概念的区别。从管道自身结构来说，管道变形达到管顶出现“曲率反转”，即管顶下凹，管道已经没有能力承受外界荷载，则视为管道已经破坏。

3.2 风险分析

包括环境风险及安全风险。环境风险指污水泄漏环境污染的风险；安全风险指泄露、淘空、坍塌等危险。

4 某城市主干道雨污水管网结构修复方案

目前，国内常用的管道修复技术主要分为开挖法和非开挖法两大类。

修复管段所处道路位于某高新技术产业园中心，是该产业园对外的交通干道，道路主线长约1400m。该路段排水管网管龄较低，管道断面为d400～d2000，由于基础沉降、回填质量等各种原因造成其出现多处变形、破裂、脱节的状况，已影响其正常的排水功能。

4.1 修复目标

恢复该路段排水管网的基本排水功能，保证其具有较长的剩余使用年限。

4.2 修复试验段的选取

修复管段所在道路路幅宽度为32m，道路两侧各有宽度为3m的绿化带和宽度为5m的人行道，人流量较大，开挖法与非开挖法均能适用于受损管段。因此，将经济性和修复效果作为管道修复方法的主要选择标准。

选取两个管径与管材都不相同的管段作为试验段，第一段为玻璃钢管DN1600～DN2000，总长约1400m；第二段为HDPE双壁波纹管DN400～DN600，总长约 1300m。

4.3 试验段一

4.3.1 概况

表1 试验段一管道病害概况一览表

4.3 .2修复方案

（1）玻璃钢夹砂管轻度破裂的修复方案

针对尖锐物体顶压造成管道局部破裂等情况，采用挖补工艺进行修复。

工艺：病害复测→支撑→管内壁清洗→定位画线→切割→无碱纱、树脂手糊修补→烘干→打磨→树脂封闭。

机具：发电机、磨光机、磨头机、切割机、吹风机、风扇、千斤顶、潜水泵、马克笔、胶刷等。

（2）玻璃钢夹砂管脱节的修复方案

①填充法：如果是管道接口因变形拉脱，缝隙较小时，可采用管内对缝隙进行填充等方法进行修复。

工艺：病害复测→管内清洗→手糊填充嵌缝→烘干→打磨→树脂封闭，如图1所示。

机具：风扇、清洗机、马克笔、切割机、吹风机、打磨机、胶刷、照明灯、注塑机、剪刀等。

图1 填充法工艺流程图

②开挖缠绕：采用人工开挖，更换局部管节，手糊缠绕连接工艺修复。

工艺：病害复测定位→人工开挖→确定管段割接位置长度→管内支撑→管段切割取出→新管段吊装就位→接口手糊缠绕连接→固化→内缝处理→内缝烘干打磨→树脂封闭→管沟回填→地面恢复，如图2所示。

机具：吊装机械、发电机、磨光机、磨头机、切割机、吹风机、风扇、千斤顶、潜水泵、马克笔、胶刷等。

图2 开挖缠绕法工艺流程图

③管片内糊：非开挖，管内暗作工艺，管片加补缝加固。

工艺：病害复测定位→管内清洗→画线→支撑→管内管段切割、管区填土清理→管片准备（同规格管段切割为等弧度三片）→管箍就位→管片就位→管内手糊嵌缝加固→烘干→打磨→树脂封闭，如图3所示。

机具：同方案二。

图3 管片内糊法工艺流程图

4.3 .3方案比较

表2 试验段一管道修复方案对比表

因本工程玻璃钢夹砂管病害仅仅是局部问题，影响范围小，采用方案二，即局部开挖更换，能够彻底排除隐患。

4.4 试验段二

4.4.1 概况

本试验段均为HDPE双壁波纹管，从检测报告看，主要是变形（BX）及破裂（PL）两种病害。

4.4.2 修复方案

本试验段管径小于等于DN600，不适合采用人工顶管方式施工。拟对如下两种工艺进行对比。

（1）局部开挖法：即采用开挖方式，切除病害管道，用新管道予以替换。

表3 试验段二管道修复方案对比表

工艺：根据检测资料复测定位→人工开挖→判断更新长度及方式→破损管段拆除→新管段安装（密封圈承插法，或热缩套连接法）→管沟回填→地面恢复，如图4所示。

图4 管片内糊法工艺流程图

机具：挖掘装备、吊装带或绳索、手搬葫芦、喷火焊枪、天然气罐。（2）非开挖——拖拉管法

工艺：即采用拖拉管施工工艺，在原管位拖入一根同内径的PE管，代替原有管道功能：在管段两端设置工作井，利用碎管机、胀管机或其它设备将原管道破碎并挤入周围填土中，再用拖管机将满足设计参数PE管拖入管腔，逐段切割就位，对管道与检查井缝隙进行填塞。

机具：碎管机、胀管机、拖管机、切割机、打磨机等

（3）非开挖的其它改造工艺

管道非开挖修复尚有：穿插法、原位固定法（CIPP）、折叠内衬法等方法，均为全线整体改造，因本工程管道变形量普遍很大，管腔空间异形，以上方法均无法施工。

4.4.3 方案比较

表4 试验段二管道修复方案对比表

综合以上分析，鉴于本工程的实际情况及修复目标，采用方案一，即局部开挖更换法进行修复。

5 经济分析

在上述技术分析的基础之上，对修复方案进行进一步的经济分析，两种管道的修复费用都较低，对比两者造价不难发现每延米综合单价差主要是产生于管材（管径相差大）单价的差别，例如DN2000的管道修复8600元/m，DN500的管道修复5400元/m。

6 结语

在当下我国城市内涝频发的形势下，排水管网的建设与维护尤为重要。本研究根据不同的管道材质和病害类型，综合考量经济与技术的可行性，选择了局部开挖更换的方法对管道进行修复。由于这种方法造价较低的特点，使其能够得到广泛应用，但在施工过程中，对道路的交通带来了极大的不便，围隔人行道也给行人造成了一定的安全隐患。建议在经济是受限的情况下或处于非交通要道、人流量较少的路段可采用开挖修复技术；另外，鉴于非开挖修复技术的优越性，在今后的工作中应当优先考虑其适用可能。

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