非开挖修复技术在市政管线工程中的应用

王东京

（华设设计集团股份有限公司，江苏南京 210000）

0 引言

盐城市经济和城市基础建设在近几年得到了大规模的发展，城市交通中的车流量也在与日俱增，原先建设的市政交通难以适应于基础设施建设速度，市政道路往往出现路面破损、沉降不均匀等现象，造成管道损坏。随着管道运行周期的延长，管道错口、破裂和堵塞等问题频频出现。对于已建城区，现状管线复杂，如对损坏管道进行开挖施工换管，施工难度大、对周边影响大、建设成本高，这时采用非开挖修复方式能大大降低施工难度和建设成本。

本次管道非开挖修复工程位于盐城市第三防洪区，其项目为水环境综合整治项目工程，并且进行了雨污分流、雨水管道新增等内容的设计。非开挖管道修复技术主要是通过既有土层不开挖的形式进行管道内衬的安装，继而实现管道的功能性修复，延长使用寿命，该技术可以减少道路的交通阻滞，避免道路基层出现破坏，对周围交通环境的影响较小，施工所需要的周期及成本都能控制在小范围内。

1 工程概况

本文涉及的管道修复工程属于盐城市第三防洪区水环境综合治理子工程项目，其中，盐城市第三防洪区总面积达到了108km2，该区域北向大道新洋港，东到通榆河，西面达到大马沟，南面达到小新河，且整个区域内部管网项目新建长度达到了130km，目前存在的管网长度到了406km。既存管道直径在0.5～1.2m，切中长度达到了94km；次干管长度达到了130km。次干管的直径在0.5～0.8m；支管直径在0.3～0.8m，且长度达到了186km，HDPE 材质路段总长约为124km。经大范围的CCTV 检测后发现HDPE 管存在缺陷比例远超出其他材质排水管道，约占修复内容的60%。其中涉及HDPE 管材修复路段总长约18km，修复路段约7km，约占整路段的40%。修复前复测的过程中，发现在前期检测到开展修复很短的时间内，新增缺陷点较为明显且集中在HDPE 管材路段，HDPE 双壁波纹管新增占比约70%。

工程范围内具有较高的地下水位，污水管道中渗入的地下水也会极大地增加污水处理厂的负荷。除此之外，很多路段具备较大的交通流量，现场进行管道开挖处理修复需要具备较大的工作面，极容易造成交通阻滞，因此符合修复条件的管道优先采用非开挖技术进行管道修复，本次修复工程主要采用CIPP、FIPP和裂管法修复技术进行修复。

2 非开挖修复技术特点及应用

2.1 CIPP 修复技术

原位固化法（CIPP）为当前被普遍采用的非开挖式管道修复方式，具有施工时间相对较短、需要的设备占地面积小、内衬管耐久实用、保护环境节省资源对交通影响小等特点，且对于施工现场的排水处理也可以临时进行，特别适用于管道分布区域较为紧张的老旧城区、交通要点等位置。原位固化法按施工工艺分为牵引式和翻转式。翻转式施工则主要将软管内侧事先用树脂进行浸润，继而向外翻转实现安装；牵引内衬方式则通过对软硬性树脂灌浸后的软管进行现场运输，采取牵引形式进行管道的材料插入，并且在内部膨胀压力作用下实现管壁的紧贴。牵引式和翻转式具备相一致的固化形式，主要采取紫外线加入或者热水加热，就目前市场上的管道非开挖修复处理中，翻转式修复是占据主要地位的[2]。

本次工程主要采用紫外光进行管道固化处理，紫外光技术是原位固化法中常用的技术，其主要是将玻璃纤维管套经过光敏树脂浸渍后记性修复管道的套入，继而进行膨胀充气处理，再采取紫外光照射处理是的原位固化软管充分固化，最终达到一定强度的内部衬管，紫外光固化法主要是在待修复管道内部行程具有一定刚度的保护层，使破损管道具备一定的修复质量，且该修复工程并不需要进行土方开挖；整体施工步骤如下所示，首先对破损管道进行断水，采取TV 技术进行管道内窥破损检测，对破损管道进行清水冲洗，对软衬管进行管道拉入，对衬管进行压力膨胀加压，采取紫外光技术进行软衬管固化处理。管段的段扩进行处理内窥，进行闭水试验及管道验收工作，对原位检修水井进行修复，土方回填和路面恢复。

紫外线固化法适用于蒸汽或紫外线灯进行固化，与其他CIPP 修复工艺对比不仅能源需求较低，紫外光固化处理技术并不需要现场水源，且相关操作设备较为简单，整体软管的固化所需要时间较短，在整个处理过程中，可以对CCTV 技术进行全动态监控，施工技术人员可以对全过程进行有必要的检查；并且，紫外线固化法CIPP 在固化作业后，可以立即拆卸掉，可立刻对修复管道夹层的密封进行检查并可以获得优良的质量。

2.2 FIPP 修复技术

原位热塑成型管道修复技术（FIPP）则主要是对衬管进行工厂预制，继而进行加热软化处理工艺，将衬管通过牵引装置引入原有的管道内部，再通过热处理促使管道、衬管之间的结合，最终获取高质量的内衬。该管道修复技术充分利用了高分子材料具备热塑性和多循环利用的优势，在施工现场进行加热设备的安设，采取加压加热方式，以原管为模子形成和原有管道紧密贴合的新管道，FIPP 管道修复技术能对市政给排水管道进行修复处理，且内衬具备较好的耐腐蚀性、耐老化特性，具备较高的环保性，新管道成型后具备较高的强度，能承受地上多类型结构的荷载（水土压力、车辆、设备荷载等）。施工流程为：管道断水→TV内窥检测→管道清洗→TV 内窥检测→衬管软化，拉入母管→衬管加热、加压→固化作业→管端口处理、TV 内窥检测→闭水试验及验收→原井恢复、作业坑回填、路面恢复。

FIPP 技术主要适用条件如下所示：适用于直径1.2m 以内的多类型管材的修复；对于多功能管道（雨污水、燃气管道）都有较好的修复功能；对于不同管径衔接处及错位明显、管道较大弯角处都有修复效果；适用于动荷载、地质条件复杂、交通流量较大的城市区域管道修复。

2.3 裂管法修复技术

本工程中部分管道损坏严重，结构性缺陷为4 级，CIPP 和FIPP 等修复技术对这类管道无法进行有效修复，且周边建筑及管线复杂开挖换管施工难度大，此时采用裂管法进行换管能快捷有效地进行管道修复处理。碎裂管技术的适用对象较为广泛，可以实现对素混凝土、陶瓷、塑料、铸铁管、石棉水泥等材料的破损管道进行更新修复处理，且不同材质的管道直径一般在75～2000mm 之间。

根据动力源的区别不同，碎裂管技术可以分为如下两类，即气动碎裂管、静拉碎裂管，其中静拉碎裂管主要是依赖静力作用实现原油破损管道的碎裂或者采取切割技术将原有破损管道割裂，继而采取膨胀头处理工艺扩大管道；气动碎裂管技术则主要采取冲击锤设备将原有破损管道进行气锤冲击破碎。本工程管道修复项目主要是采取静拉碎裂管技术进行施工，首先将圆锥形状的裂管头记性破损管道的插入处理，通过裂管头破损原有管道，并且将破损管道的碎片进行土体基层的压入。其次将新管道进行裂开旧管道的后头拉入，一次完成新管铺设和旧管道废除的整体流程。裂管施工技术相较于其他施工技术具备较为明显的应用优势，如施工效率快、施工成本较低、对于周围环境影响程度较小、地面道路干扰程度较小等。

2.4 修复效果

目前第三防洪区范围内管道非开挖修复工程涉及路段总长约120km，有缺陷待修复路段长约43km，管道修复工作已进行过半，通过CIPP、FIPP 等原位非开挖施工技术管道处理后，具备良好的修复效果，对于设计年限中的管道使用耐久性具备良好的性能保障。

图1 修复前后管道质量

3 小结

总而言之，盐城市第三防洪区污水管道，在避免影响周围环境交通的前提下，采取CCTV 技术检测，使用CIPP 等技术修复管道，污水管道经修复后效果明显，部分修复后污水管道已投入使用，运行良好，本工程管道修复经验可为我国城市旧城区、重要地段及交通要道处的地下管道的原位修复提供参考依据。