变径及转角旧雨污水管道无损修复施工技术研究

田世奇，谢耀文，谢志强

中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119

1 工程概况

成都一环路道路综合整治工程项目位于成都市中心，全长19.4km，道路红线宽度为40m，主要包括标准段及桥区段的给排水工程、道路及附属工程、交安绿化工程。其中，排水工程包括DN600～DN1800污水管道2根、DN600～DN1800雨水管道2根。一环路涉及桥区7段、下穿隧道区3段、消防3段、军区2段，这些位置需要利用旧修复处理的雨水管道约4km、污水管道约6km。

2 无损修复原理

根据旧雨污水流量验算，旧雨污水管道流量及单位面积满足排放要求，不需要进行扩径施工，因此该项目旧雨污水管道采用原位固化法（CIPP）。原位固化法原理是将紫外线光固化内衬湿软管材料拖入需要修复的管道中，通过充压，使内衬湿软管材料与需更新修复的管道内壁密贴，再利用紫外线光灯照射使内衬湿软管材料固化，最终形成力学性能、功能性均符合要求的“管套管”结构，从而使腐蚀的管道在非开挖的前提下在原位得到修复更新，从而再次投入使用。

3 无损修复设备

在固化施工过程中需要用到控制设备、空压机、紫外光固化设备、线缆盘、发电机组、用电一二级控制系统、紫外线灯具等，因此相关人员发明了一种一体车，将所需的设备进行集约化配置，减少了施工的占地面积，运输转场方便、机动性强。消音层的设置能够消除设备在工作时形成的噪声，避免造成噪声污染，减少占用交通资源，降低社会成本。该一体车首选野外行驶性能、载重能力、使用经济性能都较好的底盘。整车由底盘和上装组成，在驾驶室上部安装有一部长排警灯可使车辆在特殊情况下增强警示效果，有益于夜间施工时起到提醒作用，车体主要由整体钢骨架、玻璃钢外蒙皮、铝内蒙皮、聚氨酯消声材料组成的两舱密闭式方舱构成。前舱上部为进风消声结构，设有卷帘门，下部设上车梯等，前舱内设置有静音发电机、空压机、电力一级配电控制系统、货架，卷帘门灯等；后舱为设备舱，设置有鼓风机、线缆盘系统，VU升压系统、空调、货架等，下部为储放舱。整个车体采用消声、保温隔热设计。

4 无损修复施工工艺

4.1 管道预处理

（1）由于待修复管段正在运行，施工又需要在无水环境中进行，需要对其实施相应的封堵、抽、调、导水工作，故需要在上游检查井内根据水流量大小放置潜污水泵，对上游管道来水实施抽导水工作。（2）管道修复前，必须使用高压射流冲洗疏通，同时使用高压冲洗车对施工段进行清淤、冲洗，并及时清理井内的杂物及淤泥、外运。必要时由人工下井配合机械设备清除、切割异物，再用CCTV检测系统检测管内清理情况是否满足预处理要求。

4.2 管径测量

对于变径及转角管道需要实地测量管径及管道长度，测量管径时应测量老管道内壁周长，环绕内壁准确测量周长；转弯管道要考虑余量。

4.3 内衬管定制及运输

（1）根据实测的管道参数，定制内衬管道，在变径及转角处设计过渡段。（2）内衬材料变径处预装扎头布，方便拖入材料时材料过渡段与管道内变径处位置吻合。（3）在内衬材料外膜及地膜标有刻度，方便施工时保证位置准确。（4）内衬软管应至少能够保证半年的储存期，以适应不可预见的工期延误、恶劣天气、计划突变等因素导致的施工暂停。（5）内衬软管应保存在5～25C°的环境下，存放于干燥、通风处，避免阳光直射，远离明火、热源及氧化物质。（6）运输过程中应遮光包装放置在定制的木箱内，软管用防紫外线膜包裹，避免运输过程中软管提前固化。

4.4 内衬材料进入原管道

（1）首先应在待修复管道内铺设保护膜，并用顶筒或其他方式固定在原管道两端检查井内，保护膜与管道底部密贴，且应覆盖不小于1/3的管道周长，同时保护膜长度应比待修复管道长约1600㎜作为工作长度。保护膜的作用是防止内衬湿软管在拉入待修复管道时与管底摩擦，保护内衬湿软管不受损坏。（2）软管拉入原有管道，管道两端的扎头布应对应相应的管径尺寸。拖入材料时应将材料从大管径拖入，自小管径井口拖出，随时查看材料上的刻度，保证过渡段位置与管道变径接口处吻合。内衬湿软管拖入待修复管道应缓慢进行，速度不得超过5m/min，保证湿软管不出现堆积、扭结、破损等现象。（3）捆绑内衬软管两端扎头，扎头安装好后，连接风机与扎头之间的线路管等。

4.5 内衬管充气及紫外线灯就位

（1）依次开启临时供电发电机和高压风机，待高压风机运行2min后，开启高压风管排气阀使压缩空气进入软管内。在软管内预留的牵引绳不满足力学要求，当气压达到10kPa时，应将软管中预留的牵引绳拉出，置换为耐高温的紫外线灯牵引绳。当软管内气压达到操作压力时，应稳压约30min，以使软管紧贴待修复管道。（2）将紫外线灯拉入软管后，对软管进行二次充气，当充气压力达到操作压力要求后，继续充气并稳压30min，同时做好施工准备。充压压力应能使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，安装紫外光灯应使用可调节灯架，在不同的管径调节灯架直径与实际管径相匹配，紫外线灯架放入内衬湿软管内，利用置换的耐高温紫外线牵引绳牵拉至待修复道另一端。

4.6 固化施工

（1）紫外光灯组行走速度应根据内衬管管径、壁厚、灯组型号等参数综合考虑，初始固化阶段紫外线灯行走速度宜控制在0.2～0.3m/min，内衬湿软管固化过程中应注意观察控制台显示屏的紫外线灯架行走里程并注意做出调整。（2）为保证内衬管与待修复管道内壁密贴，紫外光固化的过程中内衬管内应保持稳压状态。紫外线灯根据大管径管道选型，到小管径位置对称关闭相应紫外线灯。内衬软管固化完成后，关闭空压机并缓慢降低管内压力至大气压后，先后分别拆除滚筒、滑轮、充气管、扎头端盖等设备。具体施工参数如表1所示。

表1 施工参数表

4.7 后期处理

（1）当修复管道完成全内衬固化施工后，应安排专人使用切割机切除固化后多余的内衬管，为防止修复内衬管道与检查井侧壁发生渗漏现象，切割过程中需要在内衬管与检查井接触位置进行密封处理。（2）两端检查井位置处理合格后，用置换的牵引绳将内膜抽出，处理完成后清理施工现场。

5 结束语

非开挖施工技术被建设部列入推广技术，也被联合国环境议程批准为地下设施的环境友好技术。文章对该施工技术对特殊位置的修复进行了阐述，既保证了旧雨污水管道的质量要求，延长了管道的使用寿命，又在资源节约、环境保护方面起到了极其重要的作用。