随着城市进程的加快, 排水管道与人们的生活和工作息息相关, 在城市中所发挥的作用也越来越重要。有裂缝、破损、管接头错位和管道腐蚀等现象的管道如不及时维修, 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。目前大多数城市排水管道损坏的修复方法都采用开挖后重新埋管的方法进行修复。但传统的管道开挖修复方法所引起的环境问题、交通问题、社会负面影响及对周围居民生活的影响是较大的, 尤其是长期封路施工造成的交通阻塞越来越难为市民所接受。而采取非开挖手段解决排水管道的修复问题, 减少施工给交通等因素带来的影响是现代化社会生活的强烈要求。
1 管道的非开挖修复技术
非开挖技术首先兴起于油、气管道的更新修复, 以后逐步应用于污水管的翻新改造中, 并随着PE等新型管材的应用而迅速推广[1]。非开挖修复就是在不开挖或者大大减少开挖面积的前提下, 完成对既有管道修复的新技术。非开挖管道修复技术的种类很多, 在排水管道修复方面分为局部修复和整体修复两类。
1.1 局部修复
1.1.1 套环法
套环法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, 是目前比较成熟的修复技术。
1.1.2 局部注浆法
局部注浆法是指在渗漏点附近打孔, 然后将化学浆或水泥浆注入管壁外, 浆液膨胀以达到阻止管道继续渗漏目的的工艺。主要应用于人无法进入操作的小管径管道。
1.1.3 局部树脂固化法
局部树脂固化法是在损坏点或接口部位用树脂制成一个密封套环, 等树脂固化后达到修复目的。树脂密封套环分为两种, 一种是双面膜中间吸附树脂材料的气囊, 需要蒸汽或常温固化;一种是气囊撑起吸附了树脂的毛毡, 可常温固化。
1.1.4 不锈钢发泡桶法
不锈钢发泡桶法是在渗漏点安装一个外附吸附满浆液的海绵的不锈钢套桶, 安装完成后浆液在套桶与管道间膨胀达到止水的目的。适用于错位不大的管道的修复。
1.1.5 涨圈法
涨圈法是通过2个涨圈压住一个橡胶圈来止水。先固定橡胶圈在修复位置, 然后分别在修复位置两侧的橡胶圈上固定涨圈。适应于多种情况下的止水需要。
1.2 整体修复
1.2.1 现场固化法
现场固化法 (CIPP) , 又称翻转内衬法, 利用树脂加热固化的原理, 通过拉入或者翻转的办法为待修管道加入一条吸附了树脂的织物内衬, 然后对管道内部加热, 使树脂在管道内部固化, 形成新的管道, 达到修复整条管道的目的。
1.2.2 穿插塑料内衬法
穿插塑料内衬法指通过在原有管道内穿入一条PE管达到延长管道使用期限的工艺。分为等径穿插和异径穿插。等经穿插指通过缩径工艺在原管道穿入一条外径与原管道内径相等的管道, 主要包括U型穿插和等径压缩。
异径穿插指在原有管道穿入一条小于原管内径的自承压PE管, 主要是短管内衬法。
1.2.3 缠绕法
缠绕法也称螺旋内衬法, 用PVC带状材料通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部通过压制卡口不断前进形成新的管道。适用于重力流管道和低压管道。
1.2.4 裂管法
裂管法是将碎管设备放入旧管中, 由卷扬机或冲压杆拉动并沿途将旧管破碎, 在碎管设备后连有扩管头, 将破碎的旧管压入到周围的土壤中, 同时牵引同等管径或更大管径的新管取代旧管的位置。适用于原有管为易碎管材且管道老化严重的情况。
1.2.5 涂层法
涂层法是将水泥砂浆或环氧树脂作为喷涂材料, 通过在卷扬机拉力作用下的旋转喷头或者人工方法将材料直接喷涂在原管道内壁以进行翻新。涂层法对结构强度没有增强作用, 只能起到防腐和渗透作用。
2 非开挖修复技术在排水管道上的应用
2.1 武汉市紫阳路排水管道修复工程
紫阳路位于武汉市武昌区繁忙的商业地段, 道路两侧店铺林立, 交通繁忙。该路段南侧现有DN400-500排水管道, 材质为灰口铸铁管, 严重影响沿线居民用水。据统计, 2000年1月至2002年5月仅DN500管道共发生爆管13次, 存在安全隐患。对于这条管道的改造迫在眉睫, 但由于该路段地下高压电缆与排水管道处于同侧人行道, 若全线开挖换管, 工作面太窄, 影响交通时间长, 改造存在很大困难。经过多种方案比较, 选用穿插HDPE管法对紫阳路怪道进行修复。
该工程首先安装临时管道以保证施工时不影响居民用水, 然后确定工作坑和PE管外径, 采用拉牛皮清管法逐段清洗除垢后, 再用CCTV探头在管道内部检查。将代衬装管道焊接后利用变形机压成U型, 将牵引头固定在完全缩径的HDPE管首端, 利用卷扬机将衬管匀速拉入待修复管道。穿插完成后10小时以内打开衬管首端, 打入软体PIG球, 将管径恢复完工后, 用CCTV探头检查衬管是否恢复。管道全线连通后进行强度和密封性试验。
本工程经比较, 用HDPE管穿插技术修复管道费用比开挖改造工程节省68万元, 工期缩短75天[2]。
2.2 上海城区排水管道修复工程
根据上海市近5年来的10段排水管道实际修复工程概算, 统计分析开挖与非开挖工程的平均单位直接成本, 通过对开挖和非开挖修复交通延误成本的调查分析, 得出了包括占路交通损失的两类管道修复工程平均单位长度综合成本。结果为:仅考虑直接费用则开挖法单位平均成本 (3786元每米) 比非开挖法 (5501元/米) 据有优势;将交通延误损失统计在内, 则非开挖法单位平均成本 (6624元/米) 比开挖法 (9425元/米) 具有明显的优势[3]。
3 结语
目前管道非开挖修复技术在国内仍然处于起步阶段, 离成熟阶段还有很大的距离, 仍然有许多问题需要我们去解决。非开挖修复推广的难度在于修复费用的居高不下, 但综合考虑交通, 周围管线开挖的危险、市民的生活质量等因素, 非开挖修复的费用是可以接受的, 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。
摘要：随着市民对交通及环境要求的增高, 排水管道非开挖修复技术的优势越来越明显, 介绍了几种适合排水管道的非开挖修复技术, 并引例分析了其成本问题, 说明了非开外修复技术的实用性, 并且具有广泛的应用空间。
关键词：排水管道,非开挖,管道修复
参考文献
[1] 何仁洋, 等.中国压力管道与储罐安全法规标准与检测技术研究综述[C].2005年中国国际石油天然气安全技术管理高层研讨论文集:8～17.
[2] 丘文心, 李丹, 胡子刚.非开挖管道修复工程介绍及总结[J].给水排水, 2004, 30 (9) :92～95.
[3] 王中柱, 李田.城市排水管道开挖与非开挖修复的综合成本分析[J].给水排水, 2008, 34 (6) :95～97.