城市排水管道非开挖修复技术及质量控制重点

胡毓敏

（上海浦林城建工程有限公司，上海市 200126）

0 引言

上海世博会于2010年10月结束，世博浦东园区内道路将逐步向浦东新区移交并对社会开放，恢复世博浦东园区内道路市政交通功能，还路与民，实现园区变城区，“城市让生活更美好”的理念传承。根据“园区变城区”的总体要求，原则上按市政设施现状进行移交，但必须做到“四个有利于”，即：有利于园区尽快开放；有利于养护作业人员人身安全；有利于设施安全运行；有利于行业管理。

上海世博园浦东片区雨污水管道陆续由建设单位接管养护。为便于市政基础设施顺利移交，浦东新区政府相关部门委托上海浦公检测公司对第一批移交道路的雨污水管道进行了全部的CCTV检测；委托上海浦东公路养护建设有限公司对第二批移交道路的雨污水管道进行了全部的CCTV检测；通过CCTV检测报告影像资料可以看到雨污水管道内局部有沉积、障碍物、堵头破裂、错位、坍塌、异物侵入等问题。对于沉积、障碍物、堵头等功能性缺陷已在清淤工程中得到有效解决。为满足地块的后续开发建设，需要完好的雨污水管道系统作支撑，故需对世博浦东园区内存在结构性缺陷的雨污水管道进行修复，提高管道排水能力。

1 不锈钢双胀环修复

根据CCTV检测报告的影像资料，针对部分雨水管道内局部有沉积、堵头破裂、错位等问题，确定采用不锈钢双胀环修复方案，钢套环采用Q235-A碳钢，钢套环厚度12 mm，宽度300 mm。

1.1 主要施工工艺

施工前，先对该管道的上下游管道进行封堵，将管内水抽干。首先准备充足的修补材料（修补材料为双快水泥、聚氨酯填充剂）。然后施工人员下井对修补位置定位。

具体工艺流程为：

管道破裂点定位画圈→上下游管道封堵→注浆→堵漏；

埋设引流管→跟踪测量→管缝止水、修补→安装钢套→聚氨酯注浆→养护观察；

导流管割除→修复面检测→胶泥面层修粉。

1.2 施工质量控制

施工前，检查所有设备运转是否正常。安装过程中，检查修复点的情况，清除一切可能影响安装的障碍物。

钢套环由钢结构专业单位加工、制作。由两块宽度为300 mm，厚度12 mm半弧形钢板拼装而成，钢内套底漆为灰色702环氧富锌防腐漆，面漆为白色667-3氯化橡胶厚浆型防腐面漆，涂刷2遍。紧固件为高强度螺栓，连接板之间的衬垫采用10 mm橡胶垫。

钢内套安装前必须对管缝处原水泥包块全部凿除，沟缝凿深5 cm以上，清除浮渣及其填充物，并清洗沟缝，嵌填麻丝埋入注浆管，用双快水泥抹平至管壁，对管缝渗水点进行聚氨酯注浆直至止水，而后割除管缝注浆管。钢内套安装时，为防止滑动，管壁与钢内套两侧空隙上，采用防水硬性木楔固定。定位后，在管壁与钢内套缝隙处，两侧交叉分布，埋入注浆管，间距0.7 m，用双快水泥填充、封嵌缝隙，再次进行聚氨酯注浆直至饱和，达到防漏、密封效果。浆液凝结后，割除外露注浆管，封闭注浆孔。

固化后的泡沫具有填缝、粘结、密封等功能。另外阻燃型聚氨酯发泡剂能达到B和C级阻燃。

聚氨酯泡沫填缝剂施工前，应去除施工表面的油污和浮尘，并在施工表面喷洒少量水。使用前，将聚氨酯发泡剂罐摇动至少60 s，确保罐内物料均匀。

修复完成后，经CCTV检查钢套环安装紧密，无松动现象。漏水、漏泥等管道缺陷已经消除，工程质量达到了质量验收要求。

2 CIPP翻转法修复

通过CCTV检测报告影像资料的分析，对上海世博浦东园区内存在结构性缺陷的雨污水管道整体性的修复，提高管道排水能力。故对这部分的管道采用CIPP翻转法进行修复。

2.1 CIPP翻转法施工简述

（1）CIPP技术施工法是以不开挖道路进行下水管道修理的技术。该技术在英国发明，在日本、美国、韓国以及欧洲的经济发达国家得到广泛的运用，近几年在发达国家每年都具有上百公里的施工实绩。是比较成熟的，具有可信赖性的管道非开挖修复技术之一。

（2）CIPP技术的施工原理

根据现场的实际情况在工厂内按设计制造内衬软管，然后灌入热硬化性树脂制成树脂软管。施工时将树脂软管和加热用温水输送管翻转插入辅助内衬管内。翻转完成之后，利用水和压缩空气使树脂软管膨胀并紧贴在旧管内，然后利用循环的方式通过温水循环加热。使具有热硬化性的树脂软管硬化成型，旧管内即形成高强度的内衬新管。翻转法内衬修复技术有如下优点：

a.施工时间短：内衬材料在工厂加工后运至工地，现场的施工从准备→翻转→加热→固化只需约1～2 d时间，可以十分方便地解决施工时的临时排水问题。

b.设备占地面积小：CIPP施工法只需小型的锅炉和热水循环泵等设备，施工时占用道路面积小（在检查井边的位置，宽2.5 m，长12 m），噪音低，对道路交通影响小。

c.内衬管耐久实用：内衬材具有耐腐蚀，耐磨损的优点，材料强度大，耐久性根据设计要求可达30 a，彻底解决管道的地下水渗入问题。

d.保护环境：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。

施工示意和施工流程见图1。

图1 CIPP翻转施工示意图

CIPP非开挖修理施工法按现场的实际情况制定具体的施工流程见图2。

图2 施工流程图

2.2 CIPP翻转法的主要施工质量控制

2.2.1 管道腐蚀部分的表面处理

为了确保施工后管道的强度，首先采用高压水冲洗车实施冲洗，然后，对管道内部腐蚀严重的部位以及因腐蚀而强度降低的表层，采用榔头进行敲击剥离处理，露出强度较高的混凝土内层材料。然后，采用快速水泥砂浆进行找平处理，把腐蚀严重和混凝土表面脱落的部位进行表面恢复处理，使得老管道达到正圆的形状，确保管道翻转法内衬达到预期的修复效果，见图3、图4。

2.2.2 管道的内衬修复

（1）在施工井上部制作翻转作业台，在到达井内或管道的中间部设置挡板等工作，见图5。要使之坚固，稳定，以防止事故发生，影响正常工作。

图3 处理管道表面腐蚀部分

图4 对腐蚀部分进行找平

图5 施工井上部制作翻转作业台

（2）树脂软管的翻转准备工作在事先已准备的翻转作业台上，把通过保冷运到工地的树脂软管安装在翻转头上，接上空压机等，见图6。如果天气炎热，要在树脂软管上加盖防护材料以免提前发生固化反应影响质量。

图6 树脂软管翻转准备工作

（3）翻转送入树脂软管

利用水把树脂软管通过翻转送入管内，见图7。此时要防止材料被某一部分障碍物勾住或卡住而不能正常翻转。

图7 翻转送入树脂软管

（4）温水加热工作

树脂软管翻转送入管道后，在管内接入温水输送管。同时把温水泵，锅炉等连接起来，开始树脂管加热固化工作，见图8。此时要注意不要接错接口，以免发生热水不能送入等情况。

图8 温水加热树脂软管

（5）管头部的切开

树脂管加热固化完毕以后，把管的端部用特殊机械切开，见图9。同时为了保证良好的水流条件，井的底部做一个斜坡。

图9 管头部切开

（6）施工后管内检测

为了了解固化施工后管道内部的质量情况，在管端部切开之后，对管道内部采用CCTV检测设备进行检测。

2.2.3 检查井修复

对检查井的内衬修复施工，也采用相同的施工程序，把事先在工厂加工制作的检查井的内衬材料运到工地后，用压缩空气和水使材料紧紧贴于检查井内加热固化，形成新的CIPP内衬井。

先对检查井进行内衬修复，并将处于管口部分的内衬井壁材料切除。然后，再实施管道的内衬修复，使得管道的端口和检查井的井壁形成一体，最后，采用具有很强粘结力的树脂对井壁内衬材和管道内衬材实施密封处理，这样，确保了内衬施工后管道和检查井的一体化处理，阻止地下水的流入，达到防渗漏，保护管口的目的，见图10。

图10 检查井修复示意图

3 修复后的质量检测

施工完成后，经对内衬新管采用CCTV检测设备进行了检测，表面无鼓胀、无未固化现象，表面无裂纹和纵向陵纹。监理也到管道内部进行外观检查，发现内衬管内部的整个被修复区域光滑连续，无剥落，无凹凸和堵塞现象，内衬修复结果完全达到了预期效果。

经上海同济建设质量检测站对“CIPP整体修复成品试块”按照《树脂浇铸体性能试验方法》（GB/T2567-2008）进行强度检测，结果如下：

弯曲强度：47.7 MPa＞31 MPa；

弯曲弹性模量：2 300 MPa＞1 724 MPa；

第一裂纹时弯曲应力：40.5 MPa＞25 MPa。

4 结语

针对目前排水管道陈旧老化的现状和道路交通的繁忙现象，进一步采用非开挖技术对地下管道进行预防性修复已显得十分必要。

非开挖修复管道的方法较多，其技术也日臻成熟，如何有效且在综合考虑经济效益和社会效益的同时，也是合理选择非开挖技术修复管道方法的重要依据之一。