非开挖修复论文

2024-07-24

非开挖修复论文（精选6篇）

非开挖修复论文第1篇

在城市所有的地下管线中, 为避开各类管线的相互交叉, 污水管道往往埋设最深。在平原地区, 一般2~3 km设置一座污水提升泵站。从1995年开始, 苏州地区的污水管道接口全面采用柔性接口。从1999年开始, 口径小于且等于400的全面改用柔性管材。相比之前的刚性接口管道, 大大减少了污水的渗出及地下水的渗入。但污水管道所处的土层很多位于粉砂土或亚砂土层, 由于管道接口的质量不过关或施工原因, 或多或少会造成接口漏水。下游泵站一抽水, 管道内形成负压, 大量的沙土涌入管道, 造成沙土流失引起路面沉降;另外, 由于管材质量本身存在问题, 故各类污水管道的损坏时有发生。因损坏的污水管道往往位于建成区域, 不允许重新开挖铺设新管。故对于污水管道, 非开挖修复技术近年来应用的十分广泛。本文结合笔者20年的工作实践, 分类论述一下污水管道的非开挖修复技术。

一、点状修复

1. 窨井的点状修复

苏州市区的污水管网建成已有近20年, 在这两年的污水管道普查中发现存在窨井渗漏。为节约成本及快速维修, 采用了如下两种窨井的点状修复技术: (1) 更换漏损窨井为塑料成品井或钢筋混凝土井成品; (2) 封堵处理为先用麻丝、快速水泥封堵漏点, 再自窨井内壁向外灌注化学浆 (环氧树脂等材料) , 并定期跟踪观察漏点情况。

2. 管道的点状修复

在苏州地区, 为确保污水干管少出问题, 大于且等于600的污水干管均采用钢筋混凝土管道, 用橡胶圈接口。苏州地区的钢筋混凝土管材质量在同行业中均颇受好评, 加上早就采用了供应商名录制度。故一般来说, 钢筋混凝土管材本身不会出现问题, 有损坏的也只是在接口部位。以广济路北段为例, d800的污水干管位于砂性土层。因施工问题, 在下游污水泵站运行后, 施工不到一年, 管道就发现了接口漏水, 以致地面沉降, 如图1、图2所示。管道的点状修复有很多种类, 苏州地区用得较多的是套环法。套环法在各种点状修复的施工中最为方便, 修复质量也最可靠。钢套环分成2~3片, 进入管内组装, 靠钢套环与母管之间的橡胶环止水。为避免橡胶环与母管间压实不紧, 可修复完成后再用堵漏王封堵。

二、整体修复

对两座检查井之间的管道整段加以修复称为整体修复。一般在管道修复设计前, 先进行该道路下所有地下管线资料的收集;然后进行地下管线的探测, 再根据地下管线分布的情况及地下空间的资源确定修复方案。

1. 换位修复

根据道路红线内所有地下管线资料的情况, 可以找到新的位置。用重新施工管道来替换原来损坏的管道称为换位修复。

以苏北园区A大道为例, 利用CCTV对该道路的污水主管及支管进行了全部检测, 形成了《某园区A大道排水管道CCTV检测评估报告》, 如图3所示。污水管材料:PVC;污水管管径:干管DN1 000, 支管DN400;污水管损坏程度:约58%管段;污水管检测结果:管壁及管接口较多处出现了点漏或线漏, 部分管道挤压变形并且管内存积有少量的淤泥。

(1) 管道损坏可能性分析

1) 污水管道埋设较深, 污水管管材强度不够;

2) 污水管道基础位于砂性土层, 管道基础底漏砂;

3) 污水管道接口未施工完好;

4) 污水管道施工回填碾压问题。

(2) 管道功能型影响

1) 管道漏水, 导致污水管网内进入了大量地下水;

2) 因挤压变形, 管道过水使横截面减小, 以致管道流量减小;

3) 管道若不及时修复会对地面造成影响。

根据此报告, 污水管道必须尽快进行修复。因此, 污水干管已建成通水。为减少超越费用, 决定重找位置施工管道以减少对通水干管的影响。在对道路红线内地下管线的分析后, 道路西侧4 m的绿化控制带可以作为换位修复的位置。因埋设8 m多深, 为减少对建成道路的影响, 可采用换位顶管的修复方案。因西侧土地还未拍卖, 故临时可借用。在d1 000钢筋砼干管顶管结束后, 再对破损的各支管进行拖管施工切换接驳点。待所有管道修复完成后, 再对老管道进行填塞处理。

2. 原管位修复

在城市大多数的道路下, 地下空间位置相对很紧张, 找不到新的管位重新铺设管道。近年来, 原管位修复污水管道得到了很大的发展。

(1) 涂层法

适用于直径800 mm以上, 以防腐、防渗为修复目的。

苏州某区域d2 000污水干管, 管材为钢筋混凝土, 已使用了16年。内壁腐蚀严重, 局部钢筋外露, 见图4所示。

因该管道无法长时间断水, 经综合比较, 决定采用涂层法修复该污水干管。经过多家产品的经济技术及可行性比较, 采用了凯诺斯 (中国) 铝酸盐有限公司生产的卫盾R6防腐砂浆进行修复, 在内壁喷涂一层卫盾R6防腐砂浆。现该工程已完工, 修复后的效果达到了管道正常使用功能。

(2) CIPP翻转法

主要施工原理为, 根据现场的实际情况在工厂内按设计制造内衬软管, 然后灌浸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, 随即旧管内即形成一层高强度的内衬新管。此方法一般适用于原管道强度, 但仍满足要求, 只是接口出现渗漏现象。

某园区白榆路污水管道建设于上世纪90年代, 管径为DN400。钢筋混凝土管道为刚性接口, 经20年的使用, 在污水管道的普查中发现有地下水渗入现象, 局部位置有渗漏现象。由于管道位于该道路的快车道, 车辆来往频繁, 交通情况复杂。管道的埋深在4 m, 如果采用大开挖修复需要封道, 对周围交通以及生活环境将造成很大影响。针对上述情况, 拟定对该管道采用翻转法CIPP技术进行整体内衬修复施工方案。

(3) 拖拉管内衬法

此方法适用于原管接口多处漏水, 但原管强度仍满足要求, 缩小的内衬管道的流量也满足该片区污水的排放要求。

某园区金堰路污水管道同样建设于上世纪90年代, 管径为DN800-DN1 000。钢筋混凝土管道为刚性接口, 管壁及管道接口已有多处出现了漏点。并且管内存积有大量的淤泥, 管道已无法满足正常的运行要求。根据对该区域污水量的重新核算, DN600的管径也能满足污水排放要求。因此在2012年, 采用大管内拖小管的拖拉管内衬法来修复此段污水管道。

内衬材料选用的630 mm、PE100级、SDR21、壁厚30 mm、公称压力为0.8 Mpa的PE直壁管。PE管是一种改性热可塑性材料, 这种材料具有良好的物理化学特性。特别是具有突出的耐磨性, 使用寿命长达50年。当整个内管施工完成后, 在两管空隙内填入水泥浆液。

(4) 原位拖管法

适用于原管管径小于且等于600 mm, 管材为塑料管的管道修复。

某园区新园路污水管道, 管径为400 mm, 设计管材为UPVC加筋管。在2008年竣工不到一年的时间里, 发现路面有塌陷情况。养护方立即进行了CCTV进污水管道的检测, 发现管道的质量有问题。管道本身已开裂压扁, 存在多处漏水现象。因该道路路幅宽度内无多余的管位进行换位修复, 原施工单位找到上海一家技术较先进的施工单位, 在原管位上重新拖入一根400 mm的污水管道, 管材选用PE直壁管。与普通的拖管设备不同之处在于扩孔机头, 该机头可以将原塑料管涨开破碎。管道施工完毕后, 管道外的空隙必须注浆密实以防路面后期出现沉降。经过这次成功的管道修复, 积累了原位管道修复的经验。

(5) 原位顶管法

一般适用于原管管径大于600 mm的管道修复, 小于且等于600的顶管设备较少。

顶管法为最早使用的非开挖施工方法, 与拖管相比, 标高控制更准确, 对周围土体扰动小, 地面沉降小。最早采用的方法大都为人挖机顶, 设备简单, 现在此方法已被全封闭机械顶管淘汰。从顶管平衡理论来分, 机械顶管可分为三类, 泥水平衡式顶管、土压平衡式顶管、气压平衡式顶管。在三类机械顶管方法中, 泥水平衡顶管用得最多, 相应的设备种类也最多。其中, 带有破碎机头的设备可用在原位顶管修复污水管道工程中。因此类修复造价高, 目前在苏州地区用得很少。

苏北某开发区最近在对污水管道普查中发现, 干管管材质量存在问题。经我院前期调查及综合比较, 拟采用原位顶管法对DN800以上的污水干管进行原位顶管修复。

三、结语

在上述污水管道的非开挖修复技术中, 除了原位顶管实施经验较少外, 其他的均已有成功的经验。据同行人士介绍, 由于国外顶管设备相对较先进, 因此原位顶管修复管道已经很普遍。

摘要：本文结合笔者多年来的工作实践, 论述了污水管道非开挖修复的几种方法。可供其他设计单位进行污水管道修复设计时做参考, 也可供污水管道权属单位及施工单位参考。

城镇排水管道非开挖修复技术分析第2篇

1 非开挖修复技术的优越性

城镇排水管道多处于城市的繁华地带, 用传统的开挖方法施工会造成破坏道路、影响交通、商业活动屮断等诸多问题。非开挖修复更新技术是指在不开挖或微开挖的情况下对现有缺陷管道进行修复和更新, 以保障管道良好运行、延长管道使用寿命的施工技术及其辅助技术。其对周围交通、环境影响小, 具有较低的社会成本。随着非开挖修复技术的不断深入发展, 其在城市排水管道修复中的应用也日益广泛, 相较于传统的开挖修复技术而言, 其主要优势集中在以下几点:

(1) 局部开挖, 避免了对环境的污染和破坏, 减少了对公共交通的影响; (2) 施工速度快、工期短, 有效降低工程投资; (3) 对于老旧管道修复, 在满足结构需求的同时还能满足扩容和更新的需求;加强了修复范围; (4) 提高了服务性能, 有助于管道修复后的后期养护。

2 几种城镇非开挖修复技术分析

(1) 碎管法。碎 (裂) 管法主要可以分为气动碎管以及静拉碎管, 两种方法的区别主要体现在碎管的方式上, 气动碎管法多采用的是气动冲击锤产生的冲击力, 而后者则主要采用的物理割碎后利用膨胀头产生的静拉力, 但二者都是采取破碎原有管道的方式来对原有管道进行管道直径增大更换, 因而统称为碎裂管法。

碎 (裂) 管法能用于较宽的管道直径范围和各种地层条件。碎 (裂) 管法一般用于等直径管道更换或增大直径管道更换, 但直径扩充很大管道更换施工仅限制在3倍以内。碎裂管法的主要优势集中在管道替换的直径范围上, 相较于其他方式的管道修复方式而言, 碎裂管法下替换的新管道直径是可以大于原管道直径的, 而其他方式下是达不到这种范围的, 增大管道的直径则能够进一步增加管道的承载能力和过流能力, 这也是城镇管道修复的主要目的。但碎裂管法也存在一定的局限性, 对于膨胀土内层的管道更换不适用, 对于原有管道错位的, 新管道也会产生严重的错位现象等。目前较为常用的碎管法中使用最多的则是拉入连续的HDPE管道。工艺示意图如下图1所示。

(2) 穿插法。穿插法可以分为连续穿插和非连续穿插两种方式, 主要采用牵引或者顶推所产生的牵引拉力将新管道置入原有管道, 一般情况下, 对穿插法采用的是连续穿插的方式对旧管道进行修复, 而对于微型隧道的管道修复, 则一般采用顶推的方式将内衬管置入微型隧道管道中, 也就是我们所说的非连续穿插法。穿插法可应用于化学/工业管道、饮用水管道、有弯管的管道、直线管道、圆形管道和压力管道的修复, 也可用来更新重力流管道。

穿插法的主要优势体现在其修复管道直径不受限制, 施工工艺简单, 成本低, 并且能够修复压力流管道、重力流管道、结构性管道以及板结构性管道。但穿插法并不是一个单独的修复技术, 它往往还需要后续灌浆才能够完成管道修复, 并且在修复完成后造成过流面积的减少, 造成管道的过流能力有所下降。

(3) 缩径内衬法。缩径内衬法, 顾名思义是将经过内径压缩的管道植入原有管道的方法, 这种植入的最终目的是为了让植入的管道与旧有管道形成更紧密的贴合, 避免了穿插法需要灌浆的后续操作, 可以将它看做穿插法的升级。该方法比较适用于重力流和伍力流圆形管道, 修复管径范围一般是100mm-600mm, 适用管材包括HDPE、MDPE等。

缩径内衬发的主要优势在于施工速度快, 并且由于是将新管道与就有管道在最优的条件下进行贴合, 降低了由于内置管道所带来的过流面积减小的问题, 相对而言修复的距离较长, 具有一定的修复连续性。但在修复的过程中, 还是需要进行局部开挖, 进行支管连接操作, 并没有达到真正意义上的非开挖修复技术, 与此同时, 该方法不适用于严重变形的管道修复。

(4) 原位固化法。原位固化法则是在不更换管道的前提下, 对于待修复管道的地方采用植入浸渍树脂的方式, 待到浸渍树脂与原有管道同化后, 原有管道存在漏洞的地方得到了固化和修复。在不需要更新管道的前提下, 采取原位固化法更加节省材料, 施工速度更快, 并且其修复效果更加明显。但同时对于施工人员的施工技术和水平有很高的要求, 对于固化过程中的细节要求的较为严格。

(5) Rib-loc工法。Rib-loc工法指的是将带状型材在原有管道缠绕成一条新管道, 并对新管道与原有管道之间的缝隙进行注装处理的管道修复方法。主要适用于压力流管道和重力流管道的结构性损坏及非结构性损坏的修复。具有可带水作业, 减少了管道截流和污水改道的费用, 运输及现场安装较方便, 设备简单, 环境适应性强的优点, 但同时也存在修复完后需注浆的缺点。

(6) 管片内衬法。管片内衬法的修复原理为将PVC材质的管片在管内与原管道的内衬管进行拼接, 对于拼接处主要采用填充灌装料的方式, 形成与原油管道迹融成一体的新内衬管, 从而修复了破损管道。

管片内衬法存在较强的技术优越性, 首先, PVC制品体积小、重量轻, 并且可以通过使用透明的PVC制品进行管片内衬修复的过程中, 可以进行目视控制的灌装料填充, 能够较为精准的控制修复的质量。其次, 利用管片内衬法能够进行管道弯道处的破损修补, 并且在不需要大型机械的情况下从管道中间直接施工, 对于环境的适应能力极强, 并且管道修复后, 由于PVC材料的特性, 管道的化学稳定性以及耐磨性能将会有所提升, 将大大的提高管道的使用寿命, 因此, 这种方法被广泛应用于钢筋混凝土管的修复中, 修复尺寸也较为宽广。

3 非开挖修复技术存在的问题

推广非开挖修复技术势在必行, 但我国在该领域的研究还处于初级阶段。存在的问题主要有:

首先, 我国学术研究领域对城镇管道非开挖修复技术的理论研究偏弱, 相关技术标准系统尚不完善, 因而在修复工程中, 往往会发生施工标准难以统一的现象。其次, 目前我国对于管道修复技术更倾向于开挖修复技术, 而对于城镇管道非开挖修复技术的持续性可研投入有待加强, 最后, 由于相关技术理论的不成熟, 导致了市场上的一些不正常的行为, 并且由于缺乏系统的监管约束, 导致了城镇管道非开挖修复工程中存在一定的施工质量问题, 进一步阻碍了非开挖修复技术的深入发展。

摘要：我国在排水管道的维护、修复上投入不足, 造成我国排水管道腐烛、渗漏严重, 管道破坏、变形、不均勾沉降等情况时有发生。研究城镇排水管道修复技术有着重要的意义。本文主要论述了城镇排水管道非开挖修复技术。

关键词：管道,非开挖修复,碎管法,原位固化

参考文献

[1]王立信, 市政基础设施工程施工技术文件应用指南[M]。北京, 中国建筑工业出版社, 2008.

[2]Ji Rongsheng, a new non excavation engineering practical technology[M/CD].Beijing, Tsinghua Tongfang optical disc Electronic Press, 2008.

螺旋缠绕法非开挖修复管道的应用第3篇

六二三路污水管道工程位于广州市黄沙水产批发市场的主要干道上, 整个工程需要修复的管道有476米, 管径为800mm～1000mm。根据原设计图纸要求, 六二三路管道改造采用拉森钢板桩支撑大明挖法进行施工。由于这些需要修复的管道位于交通要道, 周围又是繁华的商业区, 开挖施工必将造成交通堵塞、绿地和园林的毁坏, 也可能对其他一些管道、电缆等地下公共设施造成毁坏, 直接影响周围商业区的运转。

为了不影响道路交通和周围商业区的正常运转, 我司同业主、监理及设计院等有关单位协商, 采用非开挖管道修复技术进行该段管道改造。

非开挖管道修复技术首先兴起于石油, 天然气行业的油、气管到更新修复, 后来逐渐应用于市政工程中排污管道的翻新改造中, 并随着HDPE管等新型管材的应用而迅速推广。目前世界上较先进的管道修复方法分为3大类。

一类是采用树脂固化的方法在管道内部形成新的排水管道, 如CIPP, 现场固化等工艺属于此类修复方法。CIPP, 现场固化法, 又称翻转内衬法, 是采用树脂加热或遇光固化的原理, 将未成型树脂利用水压或气压翻转至管道内部, 然后对管道内部加热水加热, 使树脂在管道内部固化, 形成新的管道。它可以对一整段管道同时进行修复, 也可以对局部的接口漏水处进行修复。工艺主要如图1所示。

利用此方法修复排水管道之前, 需将排水管道封堵清洗干净, 并将管道内壁漏水点采用注脂注浆等方法填堵。待管道内部无漏水等现象后, 将工厂内加工好的树脂半成品管道运至现场, 通过水压, 将管道翻转至原管道内部, 然后采用循环加热的原理对管道内部的水加热至70度左右, 一段时间都加热至90度, 时间充分, 使树脂固化, 最后冷却, 将管道与检查井的连接处处理好。

一类是采用小管穿大管的方式, 在原有管道内部排入小的排水管道, 以解决燃眉之急。如短管内衬, U型管拖入等工艺属于此类修复方法。短管内衬, 即将短管现场一边焊接一边拖入旧管道内, 最后将新旧管道之间间隙注浆填满, 这样的修复方法通常是在对水流量要求降低的情况适用的。主要工艺图如图2所示。

最后一类是采用螺旋制管得方式在原有管道的内部采用缠绕法形成一新管道。螺旋内衬, 主要是通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部形成将带状通过压制卡口不断前进形成新的管道。管道可在通水的情况作业, 水深30%通常可正常作业。主要施工工艺如图3所示。

螺旋制管法目前应用比较广泛, 管道修复后内壁光滑, 过水能力比修复前的混凝土管要好。而且材料占地面积较小, 适合长距离的管道修复。

根据施工场地小, 施工工期长, 造价低、保持原管道通水等工程特点以及对上述几种非开挖修复技术进行综合的比较, 我司同设计院等单位研究, 最后采用螺旋缠绕固定口径法进行六二三路排水管道修复。

(1) 螺旋缠绕工艺原理。

该工艺是将带状聚氯乙烯 (PVC) 型材放在现有的检查井底部, 通过专用的缠绕机, 在原有的管道内螺旋旋转缠绕成一条固定口径的连续无缝的结构性防水新管, 并在新管和旧管之间的空隙灌入水泥沙浆 (见图4) 。

(2) 施工工艺流程。

施工准备工作→旧有管道清洗→CCTV检测→缠绕机具就位→加润滑剂→管道缠绕就位→张拉钢丝→空隙灌浆→支管、检查井恢复→CCTV检测→浸水试验。

(3) 主要施工工艺。

11管道参数。

螺旋缠绕管工艺施工是从人孔井到人孔井, 或通过其他适合的进口安装。修复管道的最长长度限制来源于扩张时的扭矩。如果提供足够的扭矩力, 可修复管道的长度就可以无限延长。目前一次性修复最长长度超过200米, 带状型材是连续不断的被卷入且中间无任何接口。管道口径从150mm到2500mm均可采用该方法修复。

用于螺旋缠绕管固定口径的带状型材根据美国标准ASTM F 1697《用于污水管道更新的机制螺旋缠绕衬管的聚氯乙烯带状型材标准》进行生产和测试, 主要有以下2种型号: (如表1所示)

所有出厂产品都经过严格的检验以确保质量。

所用型材外表面布满T形肋, 以增加其结构强度;内表面则光滑平整。

型材两边各有公母锁扣, 型材边缘的锁扣在螺旋旋转中互锁。

21现场工作井。

螺旋缠绕管固定口径法利用检查井作为工作井。对于大口径的管道, 在检查井上部进行少量的开挖, 扩大入口。

检查井周围进行一定范围的围蔽, 施工设备和材料直接堆放在检查井边。缠绕机放置在检查井底部。设备连接线和型材可以通过检查井口送到缠绕机。路面上, 放置型材的滚筒和辅助设备可以固定在卡车上, 确保交通影响程度减到最小。

31设备准备。

所有需要的设备可以安装在卡车上, 并在卡车上操作。这些设备包括:

(1) 在检查井中制作新管的特殊缠绕机

(2) 适用于不同口径的缠绕头

(3) 驱动缠绕机的液压动力装置和软管

(4) 提供动力和照明的发电机

(5) 检查管道及监控施工用的闭路电视

(6) 放置型材的滚筒和支架

(7) 灌浆用的泵

(8) 检查井通风设备

以上设备在施工前安装好, 并进行调试。

41管道清洗和检测。

用高压水清除管道内所有的垃圾、树根和其他可能影响新管安装的废物。需要修复的污水管线通过闭路电视进行检测并录像。所有障碍物都被纪录在案, 必要情况下重新清洗。支管的位置也被记录下来等待安装后重新打开。插入管道的支管和其他可能影响安装的障碍物都必须被清除。

51水流改道。

(1) 通常情况下, 在螺旋缠绕扩张工艺的施工中并不需要泵水来改变水流, 部分水流还是可以在管内通过。当水流过大或过急影响工人安全或在业主要求的情况下, 需要进行水流改道或泵水。

(2) 修复的管段内的水流可以通过各种方法进行控制。在上游检查井内用管塞将管道堵住或在必要情况下将水抽到下游人孔井, 坑道或其它调节系统。

(3) 螺旋缠绕管工艺的设备允许在施工过程中暂停, 让水流通过。

61管道的缠绕。

(1) 新管按固定尺寸缠绕时, 聚氯乙稀型材被不断地卷入缠绕机, 通过螺旋旋转, 型材二边的主次锁扣分别互锁, 形成一条固定口径的连续无缝防水新管。当新管到达另一检查井后, 停止缠绕。

(2) 用于螺旋缠绕固定口径管的聚氯乙烯型材接口采用电熔机进行电熔对焊。

71管道的灌浆。

按固定尺寸缠绕新管, 衬管安装后可能在母管和衬管之间会留有一定的环形间隙 (环面) , 这一间隙需用水泥浆填满。环面灌浆的作用在于将母管的载荷转移到安装的新管上。

(1) 灌浆材料的要求。

灌浆采用流动性大、固化收缩性小、水合热量底的水泥浆, 水泥:水为1∶3, 水泥浆密度不小于1.5倍水, 强度不小于5MPa。

(2) 分段灌浆。

为了防止缠绕管因为灌浆而漂浮, 采用注水压管分段灌浆。缠绕管安装完成后先封闭末端, 然后往缠绕管中注水至管径一半或以上位置, 再进行灌浆。整个管环面分段灌浆, 每次灌入水泥浆的重量都要小于管内注水重量。先灌浆缠绕管底部, 利用水泥浆粘合将缠绕管固定在旧管道底部, 然后再逐段的完成灌浆, 直至整个管环面注满水泥浆。

在注浆时, 通过观察泥浆搅拌器旁边的压力表监控环面是否完全被水泥浆灌满。在灌浆的最后一步, 一旦发现水泥浆从位于衬管另一端的注射管顶流出, 马上关闭注射管阀门。然后水泥浆搅拌器上的压力表显示压力升高。这意味着水泥浆已经完全灌满, 过量的水泥浆造成了水泥浆内部的压力升高。灌浆应立即结束以防止损坏已经安装好的缠绕管。

(4) 管道修复安装时间。

在六二三路排水管道改造过程中, 每一井段排水管道采用螺旋缠绕法施工工期为1个工作日, 灌浆工期为2个工作日。整个工程施工中, 我司投入两个班组, 一为螺旋缠绕制管小组, 一为灌浆小组, 整个工程管道修复施工工期为30天。

从施工进度上, 采用非开挖管道修复的方法, 施工速度快, 比一般施工方法要缩短工期;在六二三路排水改造中, 我司比业主预定工期提前了30天完成。

从对周边环境影响程度上, 采用非开挖管道修复, 占用场地小, 不需要破坏路面, 对交通、环境以及周围地下管线等影响很微弱。

从经济角度上, 非开挖管道虽然使用的材料价格高, 但非开挖管道修复少了挖路面以及路面修复等工程, 少了管道基坑支撑开挖、回填等费用, 整个工程造价要比拉森钢板桩支撑明挖减低20%～30%成本。

非开挖修复论文第4篇

1 非开挖地下施工技术在管网改造中的优势

对现有的城市管网进行改造, 是城市发展过程中不可回避的问题。当前, 地下管线的调整和增设方式主要有两种:掘路明埋和非开挖地下钻孔。传统的地下管线施工方法是掘路明埋。这种被人们戏称为“开膛破肚”的施工方法一方面影响沿线交通、对城市环境产生不良影响, 另一方面破坏了既有路基路面的整体结构, 导致修复后的路面使用性能和运营寿命较开挖前大为下降。其庞大的财政开支暂且不说, 由此引起的环境问题、交通问题、社会负面影响及对居民生活的影响都将是巨大的、造成的损失是难以估量的。因此寻找行之有效的修复方案是目前各排水管理部门最迫切的任务。

非开挖地下管线施工技术是利用岩土钻掘的技术手段, 在不开挖地表的条件下进行地下管线的铺设, 更换或修复的一项施工新技术, 即“非开挖地下钻孔”, 通过给现存管道内部安装内衬的方式使管道获得再生, 可以重新获得30~50年以上的使用寿命。与传统的掘路明埋相比, 它具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、施工安全性好、社会效益显著等特点, 适用于各类无法或不宜进行开挖作业的地区, 可广泛应用于燃气管道、给排水管道、化工管道、电信管道、热力管道、石油管道、以及其他工厂地下工业管道等工程施工。在国外, 非开挖技术的应用已经相当普遍, 发达国家现有各类地下管线的估计值, 总长度为约2×107km;为更新、修复现有地下管线, 每年需投资300~500亿美元。而近年来发达国家的非开挖管道施工工程量已经占全部地下管线工程量的10%左右, 个别地区如柏林市已经达到40%左右。以D300的管道改造工程为例:管道埋深:2m, 新建一公里管道造成的建筑垃圾约为1×103m3, 破坏路面1×103m2。按照我国天津市的管网改造工程量估计2005年全年改造管网2×102km, 由此造成的建筑垃圾达到2×105m3, 破坏各种路面约2×105m2。如果采用非开挖修复技术进行改造, 每年由此带来的环境效益将是非常巨大的, 姑且不论经济效益。管道修复技术符合国家的可持续发展战略, 同时也符合建立节约型社会的根本精神, 从而提高了现代化城市的城市建设和管理水平。

2 排水管网的非开挖修复技术

非开挖修复技术目前就修复特性主要可分为以下几大类:

2.1 内衬修复技术

此技术方法主要为在旧管道内部通过各种方式新建一条管道, 此管道的管径要比原先管道小, 坡度依赖于原先管道的坡度。而结构 (如环刚度) 有些可以完全自立不依赖原来的管道, 有些则依靠原先旧管道的结构。此类技术就修复工艺不同可分为:翻转固化法 (CIPP) 、拖入固化法、螺旋制管法、短管内衬法、U型管拖入法、局部内套环法等。

目前世界上较先进的管道修复方法分为3大类:

一类是采用树脂固化的方法在管道内部形成新的排水管道, 如CIPP, 现场固化等工艺属于此类修复方法。一类是采用小管穿大管的方式, 在原有管道内部排入小的排水管道, 以解决燃眉之急。如短管内衬, U型管拖入等工艺属于此类修复方法。最后一类是采用螺旋制管得方式在原有管道的内部采用缠绕法形成一新管道, 如螺旋扩张法等属于此类方法。

下面就这三大类做逐一介绍:

2.1.1 CIPP, 现场固化法

现场固化法, 又称翻转内衬法。是采用树脂加热或遇光固化的原理, 将未成型树脂利用水压或气压翻转至管道内部, 然后对管道内部加热水加热, 使树脂在管道内部固化, 形成新的管道。它可以对一整段管道同时进行修复, 也可以对局部的接口漏水处进行修复。

利用此方法修复排水管道之前, 需将排水管道封堵清洗干净, 并将管道内壁漏水点采用注脂注浆等方法填堵。待管道内部无漏水等现象后, 将工厂内加工好的树脂半成品管道运至现场, 通过水压, 将管道翻转至原管道内部, 然后采用循环加热的原理对管道内部的水加热至70°左右, 一段时间都加热至90°, 时间充分, 使树脂固化, 最后冷却, 将管道与检查井的连接处处理好。

2.1.2 短管内衬

短管内衬, 即将短管现场一边焊接一边拖入旧管道内, 最后将新旧管道之间间隙注浆填满, 这样的修复方法通常是在对水流量要求降低的情况适用的。

此方法在我国引用比较早, 费用相对比较低, 但由于管道修复后断面损失比较大, 目前逐渐被新工艺所淘汰。

2.1.3 螺旋内衬

螺旋内衬主要是通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部形成将带状通过压制卡口不断前进形成新的管道。管道可在通水的情况作业, 水深30%通常可正常作业。

螺旋制管法目前应用比较广泛, 管道修复后内壁光滑, 过水能力比修复前的混凝土管要好。而且材料占地面积较小, 适合长距离的管道修复。

2.1.4 局部修复

目前比较成熟的技术是在内窥摄像系统车的指引下, 采用不锈钢套环在管道接口等漏水处将其卡住, 并在其内部注浆使管道恢复功能。此种方法适用于管道只有局部接口或地方存在问题, 为节省开支, 专门对此处进行修复。

2.2 置换旧管技术

此技术类似非开挖顶管技术, 有涨管法、碎管法和吃管法等。主要通过外力将旧道管破坏的同时拖入新的管道, 新管可以和原管管径相同也可比原管径大。但若新管径比原管径大, 则需先行对管道附近其它地下管线进行探测, 避免施工过程中影响到这些管线。此技术主要运用于给排水等横穿道路的管道更换项目中, 因为此类技术通常需要开挖相对较长的工作坑。

2.3 其他

如局部注浆, 涂层等方法。以上介绍的方法为目前国外应用较为普遍的非开挖修复方法, 国内目前真处于发展阶段, 大城市尤其像上海等重点城市目前管道修复方法正逐渐采用这些方法。在现代化城市排水管网改造过程中, 管道非开挖修复可以作为很好的手段被借鉴。其整体优势在于修复的负面影响小, 修复所占用场地比较少, 对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响很微弱, 因此推广非开挖修复技术在排水管道修复领域的运用势在必行。

3 采用非开挖修复技术面临的问题

目前兰州市管网改造所面临的任务十分艰巨。兰州市城市建设管理长期以来重视地上忽视地下, 难以建立一套科学、严格的管理程序, 因人员变动、地下管线的更新等因素, 使地下管线档案资料不统一、残缺不全, 主要表现在如下三个方面:一是管线资料实时性。目前新建设的地下管线仍采用图纸存档, 已无法满足现代化办公及数据动态管理的要求。这给城市规划管理带来了困难, 使地下管线管理滞后于地上建设管理, 与实际相差甚远。二是地下管线埋设混乱。由于各类地下管线权属单位不同, 其敷设设计、经费来源、管理方法也各不相同, 各有各的计划, 各有各的安排, 最后造成管线埋设、管理混乱, 给城市发展埋下了隐患。三是地下管线的设计、施工、测绘部门协调管理不够。管线产权单位对废除的旧管道没有及时通知规划、测绘等部门更改图纸, 施工部门只管前期施工, 不重视竣工测量, 使得规划、测绘部门不能及时了解管线施工现状, 及时进行管线竣工测量和编绘图纸, 使得管线资料失去实时性和可利用价值。随着城市化的发展, 建设规模不断扩大, 地下管线的管理日趋复杂, 造成管网改造工程不得不沿用开挖更新的传统做法。

4 结束语

目前非开挖修复技术在国内仍然处于起步阶段, 仍然有许多问题需要我们去解决, 尤其是有关技术及管理机构应该尽早指定一些实用的标准和规范。非开挖修复技术不论在经济成本、社会成本还是环境成本方面都有着非常大的优势, 具有广泛的应用空间, 所以非开挖修复在我国的发展是可以预测 (下转164页) (上接144页) 的, 在不久的将来, 此技术必定会被排水和市政行业所接受, 并且广泛的利用于城市管道的修复。

参考文献

[1]颜纯文.非开挖地下管线施工技术及其应用[M].北京:地震出版社, 1999.

[2]叶建良.非开挖铺设地下管线施工技术与实践[M].武汉:中国地质大学出版社, 2000.

[3]孙慧修, 郝以琼, 龙腾锐.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993.

非开挖修复论文第5篇

关键词：排水管道,非开挖修复,固化局部修复法,CCTV

1 工程情况

南京市雨污分流项目管道全部采用CCTV(闭路电视)检测。在对2010年完工的管道进行检测后发现,部分管道存在破损现象,地点分别位于南京市建邺区的蓓蕾街、凤栖路和嵩山路。管道破损情况见图1。

管道一旦发生结构性破损,外部的泥沙进入管道后很容易在管道外部形成空洞并最终导致道路塌陷。因此必须及时对管道进行修复。需要修复的3根管道都有以下几个主要特征:

1)道路狭窄;

2)不便于长时间阻断交通;

3)管道埋深为3~4 m,埋深较大;

4)管道为PVC双壁波纹管;

5)管道病害均为破裂。

确定采用非开挖修复技术对3个破损点进行修复。

2 修复方案的选择

由于管道损坏呈现点状分布特点,因此修复不考虑价格较高的整管修复。目前,管径<1 000 mm的管道局部修复工艺主要有原位固化局部修复法和不锈钢发泡筒工艺2种。

根据CCTV检测结果分析,此3处的破损均为管道破裂,又同为新建管道,使用年限较短,破裂未贯穿整段管道的纵切面,因此确定采用“原位固化局部修复法”对管道进行修复。此修复方法的特点是修复速度快、修复点强度高、造价低。但只是局部修复,没有整管修复可靠。

3 修复施工

在进行必要的交通导流后,对需要修复的管段上、下游检查井处进行围挡,封闭施工区域,以防止施工中对行人和车辆的影响。此次修复是在CCTV引导下进行的非开挖修复,因此道路不需要开挖,人员也不需要进行井下作业。在对管道进行疏通清洗后,即进行管道修复。

3.1 施工步骤

点状原位固化局部修复法施工步骤如下。

1)确认修复材料尺寸。

在现场进行CCTV检测,进一步核实管径和管道内部状况,进行材料裁剪,确保玻璃纤维毛毡的尺寸和厚度满足修复需要。本次修复采用3层修补材料固化,材料的裁剪经过试验和设计确定。

2)配比固化剂。

固化剂采用复合环氧树脂。根据施工时间的要求,结合施工现场的温度和湿度,进行固化剂配比确定,并进行搅拌。现场采用了1∶2的配合比例。

3)碾胶。

将搅拌均匀的固化剂均匀地涂抹在裁剪好的玻璃纤维毛毡材料上,采用双面涂抹。

4)修补器固定。

将修补材料固定于修补器之上。采用透明胶带进行固定。此胶带具有壁薄、黏性强等特点。图2为固定于修补器上未固化的修补材料。

5)修补器定位。

在CCTV的引导下,将修补器精确定位于需要修补的管道部位。

6)扩张修补器,进行管道修补。

采用气压对修补器加压,现场加压压力为0.3 MPa,使修补器紧贴于原管道内壁。由于材料固化前存在一定的流动性,因此可对管道裂缝进行有效的贴合填充。维持设计时间,确保材料固化。

7)撤销修补器。

修补材料固化后,撤销修补器。然后采用CCTV进行修复后的检测,并留存检测资料。

8)CCTV检测。

修复完成后对修复点进行再次CCTV检测,确保修复点符合规范要求。

3.2 施工作业

1)蓓蕾街污水管道修复。修复中发现,该段管道破裂严重,外部基础已经形成空洞,采用钻孔压力注浆方式修复,注浆材料为聚氨酯。采用内衬修复后,管道破损长度和管径都发生变化。在进行原位固化内衬修复后采用不锈钢内套管加固管道结构,并在内套管与修复管之间再次进行原位固化,在加固管道结构的同时,有效保障管径和接口。最终修复结果符合DB 31/T444—2009 《排水管道电视和声纳检测评估技术规程》(以下简称《规程》)相关要求。此段修复证明在条件受到限制的情况下需要优先考虑整管修复,以防止管道外部土壤松动导致管道被撑破的情况发生。修复结果见图3。

2)凤栖路雨水管道存在严重破损。此路段为背街小巷又位于某小区门口,人流和车流都较大,因此修复施工选择在下午2∶00~4∶00人流较少的时段进行。经过原位固化法修补后,CCTV检测显示管道内部状况符合《规程》要求。修复结果见图4。

3)嵩山路污水管道存在破裂严重状况,现场疏通时适当调整清洗车出水水压,以避免过大的水压对管道造成损坏。在确认管道内部清洁的情况下,经过原位固化法修补,CCTV检测显示管道内部状况符合《规程》相关要求。此段管道修复为夜间施工,施工时间仅为1 h,对道路和周围居民的影响非常小。修复结果也较为理想。修复结果见图5。

4 结语

1)管道非开挖修复避免了再次开挖,可减少对交通和社会的影响;节约了修复成本,既好又快地解决问题。管道非开挖修复技术在重点工程中能得以运用,有利于新技术更好地推广。

非开挖修复论文第6篇

非开挖管道修复作为一种新型的地下管线建设方法,以其不影响交通,铺管速度快,效率高,较小环境破坏,不影响人们的正常工作,生活等一系列的优点越来越受到管道建设部门的青睐。而非开挖修复所用到的树脂体系一般多为国外大型跨国公司所掌控,若能实现此树脂的国产化,则有利于降低非开挖施工成本。笔者尝试用于局部修复的点位料聚氨酯类固化修复体系[1],并与国外同类产品进行对比,以验证该固化体系的实际使用性能。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

聚合MDI(—NCO%=30.86%,工业级),万华化学集团股份有限公司;聚氧乙二醇(N220,分子量为2000,工业级),万华化学集团股份有限公司;聚氧乙二醇(N210,分子量为1000),工业级),万华化学集团股份有限公司;聚四氢呋喃醚(PTMEG,M=2000,分子量为2000工业级),万华化学集团股份有限公司;蓖麻油(分析纯),天津市瑞金特化学品有限公司;三乙醇胺(分析纯),天津市瑞金特化学品有限公司。

集热式磁力搅拌器(DF-Ⅱ),江苏金坛市金胜实验仪器厂;红外光谱仪(FT-IR 8400),德国布鲁克公司;示差扫描量热仪(Q100),美国TA公司;万能电子拉力机(CMT4204),深圳新三思材料检测有限公司

1.2 合成过程

胶黏剂A组分:称取一定量的PTMEG置于带有搅拌器、温度计和真空连接管的500mL三口烧瓶中,加热使其升温至70℃,待PTMEG完全熔融后,再加入一定量的N220,保持一定的真空度,在130~140℃下真空脱水2~3h,然后降温至50~60℃,加入计量好的粗MDI,升温至70℃,反应0.5h,升温至80℃,保温反应一定时间。取一定量的反应物测—NCO的百分含量,达到预定值后停止反应,出料[2,3]。

胶黏剂B组分:以蓖麻油类作为固化剂主体,复配三乙醇胺。

1.3 分析测试

1.3.1—NCO%的测定

在室温下将胶黏剂的各组分按配方比例加入到塑料杯中,用调刀混合,搅拌时开始计时,至混合物不再流动时的时间即为凝胶时间[4]。

1.3.2 凝胶时间测定

采用二正丁胺法进行测定[5]。

1.3.3 剪切强度测定

以固化剂为A组分,以该预聚体为B组分,按一定配比搅拌混合,进行粘结试片,室温固化,采用GB/7124—86《胶黏剂拉伸剪切强度测试方法(金属对金属)》进行剪切强度测试。

1.3.4 耐水性能测定

一定量的A组分与—NCO含量为20%(wt,质量含量,下同)的B组分搅拌混合在(22±1)℃下水中浸泡若干天后按GB/7124—86《胶黏剂拉伸剪切强度测试方法(金属对金属)》剪切强度的变化。

1.3.5 固化热的测定

胶黏剂固化反应放热过程采用差示扫描量热仪进行测定。

2 结果与讨论

2.1 预聚体B的红外光谱分析

图1为预聚体B的红外光谱谱图。从图1可以看出,在2278cm-1处出现—NCO的特征吸收峰,表明—NCO基团的存在;在1714.04cm-1处表现为CONH的CO伸缩振动峰;1540.31cm-1处为CONH的NH变形振动峰;1235.18cm-1和1017.41cm-1处均为聚氨酯中醚键C—O—C的伸缩振动峰;2924.60cm-1和2853.60cm-1处为CH的不对称伸缩振动峰;1605.90cm-1和1508.66cm-1处为苯环骨架的伸缩振动吸收峰。这些都说明所合成的物质中确实有氨基甲酸酯生成,同时含有一定量的—NCO基[6]。

2.2 预聚体—NCO%含量的测试结果

粗MDI中的—NCO%含量为30.86%,为了增加预聚体的结晶性,初粘性,耐水性,将一定量的聚氧乙烯二醇和PTMEG通过聚合的方法引入到预聚体体系中,形成异氰基过量的端异氰基预聚体。测试预聚体中异氰基含量为20.40%。

2.3 剪切强度测试结果

参照胶黏剂拉伸剪切测试方法,对自制材料与德国点位料的剪切强度进行比对,德国点位料的凝胶时间为35min,剪切强度为1.67MPa。试验结果见表1。

从表1中数据可知,除配方7、8的剪切强度较差外,其余配方均能够满足要求,但是配方1-5的凝胶时间较短,考虑施工要求,选择配方6作为优选配方。

2.4 耐水性能测试结果

对所得样品进行耐水性测试,测试结果见表2。

从表2数据可知,水中浸泡3d后,剪切强度无变化;浸泡5d后,剪切强度减小0.15MPa;浸泡20d后,剪切强度仅减少0.36MPa,胶黏剂配方体系显示出良好的耐水性能。

2.5 固化反应过程

以优选配方6混合胶黏剂,采用DSC监控其反应放热过程,结果见图2。从图2可以看出,固化反应放热802.6J/g,固化反应的固化温度为81.14℃。

3 结论

(1)采用MDI、聚醚二元醇N210制备异氰酸酯预聚体,通过红外光谱分析,证实了氨基甲酸酯的存在,并且含有一定量的—NCO基。