排水管道非开挖修复技术研究

摘 要：排水管道的非开挖修复对交通影响较小、修复效率高，文章对主要的非开挖修复技术以及其特点进行了综合介绍，对市政工程中排水管道的修复具有一定的指导作用。

关键词： 非开挖修复; 排水管道; 修复

排水管网与人们的生活和工作息息相关，肩负着城市污水、雨水排放等重要功能。然而，由于种种原因，排水管道会出现结垢淤积、塌陷变形、起伏错口、异物穿入、破裂渗漏等缺陷，不及时维修，可能污染地下水或造成路面塌陷，给交通安全和市民的生命财产造成危害。因此必须对出现上述问题的管道及时进行修复，以保证污水、雨水正常排放及道路交通安全。目前对受损管道的修复总体来说有两大类：一类是原位开挖换管法，通过开挖地面取出旧管埋入新管，再进行回填，它适用于管道严重错口或严重下沉、人口密度不高、施工场地宽阔、对交通影响相对较小的场地，其劣势是显而易见的;另一类是非开挖修复法，由于其对交通影响较小、修复效率高，对社会影响程度相对较小，从经济角度出发效益良好等优点，得到广泛应用。

目前成熟的排水管道非开挖修复技术主要有静压裂管修复、土体注浆修复、内衬钢管修复、原位固化修复、喷涂法内衬修复等，以下是上述非开挖修复技术的简介：

1.静压裂管修复：裂管法施工主要施工原理是在上游检查井内安装例如液压的施工动力源，在下游检查井进行新管道节段拼装顶进。新管道节段单节长度0.54m，节段与节段之间采用子母扣承插的方式连接，以便于在检查井里进行操作。施工时首先将顶（拉）杆利用液压油顶沿旧管道顶入下游检查井，顶杆顶进时杆头加工成圆球加尖锥形，圆球直径较顶杆直径略大，便于定向以及刺穿前方阻碍顶杆前进的旧管道。顶杆到达下游检查井过后将挤扩头、新管道节段依次穿在顶杆尾端相应位置，三者整体由上游接收井内的油顶施加拉力向前拉进，下游插入井同时安装液压油顶向前逐段顶进新管道，旧管道主要起到两个作用：1）在顶杆顶进过程中起定向作用，保证顶杆能够顺利到达下游井位;2）包裹新管道，起管道“基础”作用。在顶杆回拉过程中，挤扩头处于最前端，起到划开旧管道，“开路”的作用，在挤扩头的尾端连接PE 管道，挤扩头的直径要比旧管道的内径大一些，并且要比新管道的外径要稍微大些，以便减少新管道留下一定的余地。

2.土体注浆修复：土体注浆技术是较早应用的一种排水管道堵漏的辅助修复技术。土体注浆工艺是通过对排水管道周围土体和接口部位、检查井底板和四周井壁进行注浆，形成隔水帷幕防止渗漏，固化管道和检查井周围土体，填充因水土流失造成的空间空洞，增加地基承载力和变形模量，堵塞地下水进入管道及检查井渗透的一种有效方法。一般管道渗漏严重、管道周边土体流失、管道周边地基不稳的情况下，选择土体注浆工艺进行修复。

3.内衬钢管修复：内衬钢管法是通过在现有管道内部敷设一段短管实现对现有管道的非开挖修复。内衬管一般为钢管或者不锈钢管。该方法主要适用于大口径（DN800以上）管道的修复，可修复缺陷包括：破裂、变形、错口、脱节、腐蚀。也可用于管道内部局部剥落、沙眼、露筋等病害的防治。可修复管材包含目前工程中常见的混凝土管、玻璃钢管、钢管、钢管、球墨铸铁管、塑料管、压力管或者重力管均可修复。可见其适用范围广，几乎涵盖了大口径的所有管道;修复效果好，可显著延长现有管道的使用寿命;施工快速便捷、设备占地小，修复完毕即可通水，可实现管道的快速抢修。

4. 原位固化修复（Cured in-Place Pipe，CIPP）： CIPP即原位固化法亦称翻转内衬法，是一种基于热固化树脂的原位固化修复技术，采用加热或遇光固化的原理，将未成型已涂满树脂的软管利用水压或气压翻转到待修复的管道内，使其树脂软管紧贴于管道内壁，通过加热或紫外光照射使树脂软管固化，在旧管内壁形成高强度、刚性的管道內衬层，与原有管道形成复合管道体，从而达到对原有管道功能性修复的目的。根据施工工艺 的不同，可以将 CIPP 分为蒸汽固化法、热水固化法和紫外光 固化法。热水固化法是在水的作用下使软管完成翻转，然后将 管道中的水进行循环加热，从而使树脂发生固化反应。而紫外 光固化法则是将拖入管道中的内衬软管在气压的作用下和原 有管道紧密贴合，然后在紫外线的作用下使树脂发生固化反应。由于 2 种施工工艺在软管膨胀和固化的方式上存在不同，在某些紫外光灯架无法放置或者通过的情况下，紫外光固 化法的使用就会受到限制，比如，当管道出现变向导致紫外光 灯架无法穿过时，就不宜选择使用紫外光固化法 CIPP，此时，可以优先选择使用翻转热水固化法 CIPP 进行管道修复。

5. 内壁喷涂修复：喷涂法是指在管内壁喷涂一定厚度的材料，凝固后形成内衬，从而修复旧管道的方法。它既能够实现管道防腐、堵漏，同时还能够满足结构性补强的要求。喷涂修复技术适用于管径 75～4500mm直径管道及配套设施修复。喷涂法施工流程为：根据管径选择喷涂方式（机械或人工喷涂），利用压缩空气，把按照一定比例混合好的喷涂材料，通过喷枪喷涂在管道内壁上，喷涂后的材料在管道内壁硬化形成完整的内衬层。具体的施工工艺流程图如下所示：

以上介绍的几种管道修复技术为目前国外应用较为普遍的非开挖修复技术，修复工艺选择时一般遵循以下原则：1）依据管道重要性、病害类别、损坏程度、影响范围以及翻修改造的目标选择合适的施工工艺; 2）综合勘查地表和地下障碍以及道路交通环境影响; 3）考虑设施所在区域的重要程度及社会影响;4）满足市容与环保要求。总之，要结合工程项目实际情况，选择切实可行、 经济适用的非开挖管道修复技术工艺。

目前，管道的修复基本上都需要进行断水操作，当管道不能够满足断水要求时，就需要采用导流方案来创造修复条件，势必会带来较高的附带成本。因此，带水快速修复是未来非开挖修复技术的发展方向，同时为了有效监控施工质量，修复过程中的实时监测也是必不可少的。目前，非开挖修复作业主要是依靠人工开展，也许在不久的将来，各种各样的修复机器人会相继出现，继而实现管道修复的少人化或无人化作业。

参考文献：

[1]黄勇，纪斌，蒋博林.静压裂管法非开挖施工原理及其应用，四川建筑，第39卷第6期

[2]陈卫星，供水管道内喷涂修复施工方法的研究与应用，中国设备工程，2021.05（下）

[3]许巨川，雨水管非开挖修复技术研究，建筑施工，第36卷第6期

作者简介：

苏文涛（1983-10）男，汉，籍贯：河北保定 ，最高学历：硕士;目前职称：中级。