关键词：城市排水管道；非开挖；修复技术
1 前言
传统的开挖修复或更换管道的修复方法施工开挖过程中产生扰民噪音，同时还会排放废气并扬尘，影响地面交通、周围建筑物以及地下管线的安全。相比开挖修复技术，非开挖地下管道修复尽管直接成本较之开挖修复稍高，但是施工周期短，对地面交通影响小，对周围环境影响小，综合成本较低，从而在目前越来越强调环境保护、降低对居民日常生活影响的趋势下更有优势。
2 排水管道存在的问题
2.1 管材问题
排水管道材质不同，一般分为混凝土管和塑料管，部分早年埋设管材的物理、化学、力学指标不能满足规范要求，其使用年限较低，管道接口出现不同程度破裂、漏水、鼓包，管道出现龟裂、纵向拉裂、钢肋与PE脱离等问题。
2.2 施工问题
施工过程控制不严，管顶埋深不足500mm且小于一倍管径，管道回填材料和压实度不满足设计要求;定向钻排水管标高控制难，施工后管道外壁与岩土空隙不填充导致地表塌陷;人工顶管超挖量过大，施工后管道外壁与岩土间不注浆填充加固、管节之间止水失效等;机械顶管在粉细砂层、淤泥等软弱基地不注浆加固，后期出现纵向差异沉降、管节脱开，管节间密封失效导致管道漏水、漏沙、地面塌陷等。根据对深圳某主干道下埋污水管道在运营后期做CCTV检测，因施工过程控制不严造成的管道波浪式下沉一般在30cm左右，最大下沉达50cm。
2.3 接口问题
排水管道应采用柔性的承插橡胶圈接口，淘汰刚性的平接口混凝土管。老旧混凝土管采用刚性的平接口，极易发生接口漏水，导致管道淤积、地面塌陷。
2.4 外部荷载问题
道路尤其是主干道地埋排水管道，一些埋深较浅部位经常受超载货车碾压，出现沉降差异、管节脱开和管道破裂现象，形成漏水、漏泥。
2.5 使用问题
管道运营单位不进行定期养护，不做预防性养护，造成管道功能性缺陷突出，往往是出现坍塌后才抢修。
3 排水管道常见的缺陷
排水管道常见的缺陷有两种，一种是管道结构性缺陷，一种是管道功能性缺陷。
（1）结构性缺陷是指，管道结构本体遭受损伤，影响强度、刚度和使用寿命的缺陷。结构性缺陷是排水管道产生病害的主导因素，主要表现为管道破裂、管道变形、管道腐蚀、管道错口、管道起伏、管道脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物穿入、管道渗漏、检查井坍塌等。结构性缺陷必须经过修复才能消除。
（2）功能性缺陷是指，导致管道过水断面发生变化，影响畅通性能的缺陷。排水管道功能性缺陷主要表现为沉积、结垢、障碍物、残墙、坝根、树根、浮渣等。功能性缺陷可以通过管道养护疏通得到解决。根据对某城市调查区域的管道功能性缺陷统计，其主要表现为沉积、结垢和障碍物，占比达90%，这是由于排水干管长期不清梳和违法倾倒垃圾造成的。
3 非开挖修复技术分类
排水管道非开挖修复技术很多，目前主要的非开挖修复技术可分为土体注浆法、嵌补法、套环法、局部内衬、现场固化内衬、螺旋管内衬、短管及管片内衬、牵引内衬、涂层法和裂管法等；按照修复目的可分为防渗漏型、防腐蚀型和加强结构型三类；按修复范围可分为辅助修复、局部修复和整体修复三大类。排水管道非开挖修复技术分类如图1所示。
表1 管道缺陷评估表
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图1 非开挖修复技术分类
3.1 辅助修复技术
辅助修复最常使用的方法就是地基土体注浆法，主要是由管内想外延伸或是从下到上针对水管周边土体、接口、检查及进行井壁注浆。为了防止渗漏，逐渐形成隔水帷幕，将填满水土流失形成的空洞，从而固化管道，增加检查井周边土体硬度和承载力，有效进行隔断地下水，是对检查井堵漏的最好途径之一，是对排水管进行辅助修复的有效方式。保持管道的稳定性，对保持道路路面稳定，有效控制路面沉降，或是为各种开挖前修复处理方法，统统被称作辅助修复技术，通常会与其他修复方法联合使用。
3.2 局部修复技术
局部修复实质上是指对管道局部破损部位、接口连接处等进行缺陷修复的方式。一般局部修复方法有以下几种：
（1）嵌补法。嵌补法擅长使用柔性或刚性的修复材料对管道裂缝修复。嵌补法具有不稳定性，并且施工工期长，会存在重复修理的种种可能，但是此方法具有使用设备简单、花费较少等优势，对地理环境较差、经费不充足的地区，是比较好的一种选择。
（2）套环法。套环法主要是将止水套环套在管道接口或内部局部。套环法较为稳定，施工周期较短，但套环会占据一定的空间，对水流形态和过水断面有一定影响。
（3）局部内衬法。局部内衬法主要是针对局部位置进行整体内衬法的修复技术。主要采用气囊在局部成型，最终气囊使之紧贴母管，最后加热固化，达到修复效果。
3.3 整体修复技术
整体修复主要是针对管道裂纹较多、腐蚀严重的情况，将管道多处损坏部位进行整体修复，且局部修复不能完成的修复技术。相对损坏较大且经济不适合的情况，整体修复技术主要有两种内容，一种是内衬法，另一种是涂层法。内衬法主要修复方式保持管道达到修防腐、防渗的效果，主要是为了增加内衬管管壁厚度，从而管道的整体强度，而涂层法主要是为了防腐。常用的整体修复技术主要有以下几点：
（1）现场固化内衬。主要内容是通过翻转热固性树脂的毡制软管放置需要修复的管道内，并通过相应的水压或气压使得软管紧贴管壁，下一步进行加热固化，实现固化内衬，被称为内衬树脂新管的技术。软管加热的方法主要有四种，分别是水加热、蒸汽加热、喷淋加热和紫外线加热方式进行固化，而软管进入管内的方式主要有水翻、气翻及拉入。
（2）螺旋管内衬。螺旋管内衬主要是通过制管机将螺旋管伸向旧管道内，并在相应管道部位形成新的内衬管的修补技术。通过螺旋管内衬修复技术可以是旧管道内壁光滑，其强度要高于混凝土管强度，比较适合长距离的管道修复技术。
（3）短管及管片内衬。短管及管片内衬是将特制的塑料短管或管片由检查井进入管内组装成衬管，然后逐节向旧管内推进，最后在新旧管道的空隙间注入水泥浆固定的技术。此种方法可以延长管道寿命，增强管道结构强度，但是也存在弊端，就是管道断面损失较大。
（4）牵引内衬。牵引内衬是采用牵引机将整条塑料管由工作坑或检查井牵引拉入旧管内，然后进行形状复原形成新的内衬管的技术。
（5）涂层内衬。涂层内衬是一种不增强结构强度的排水管道非开挖整体修复技术，主要用于防腐处理，对轻微渗漏也有一定的预防作用。
结语
管道非开挖修复技术整体优势明显，负面影响小，对地面、交通、环境以及周围地下管线等的影响弱，修复过后的排水管道重新获得至少20年的使用寿命。伴随非开挖修复技术的不断发展，检测和施工设备、材料的进一步国产化，施工造价将进一步降低，使得管道非开挖修复技术越来越多的被运用。
参考文献
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[4]部门山西省住房和城乡建设厅.城镇排水管道检测与评估技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
论文作者:王申
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：管道论文; 内衬论文; 技术论文; 缺陷论文; 排水管道论文; 局部论文; 非开挖论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;