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摘要：针对出现变形和严重破裂等缺陷的塑料排水管道在非开挖修复时可能引起管周砂土坍塌的问题，提出了管内修复前采用水泥－水玻璃浆液注浆的方法进行土体加固。通过试验，研究了水泥－水玻璃浆液的配合比、初凝时间、终凝时间和注浆结实体渗透半径，给出了浆液的最佳配比、注浆孔的布置建议以及土体加固的注意事项，为塑料排水管道非开挖修复的注浆加固预处理提供参考。
关键词：塑料排水管道；非开挖修复；注浆固结
随着我国城市发展和城镇化进程的不断推进，城市道路地下管线工程也日益增多。城市的排水管网是城市重要基础设施之一，在城市生活中，排水管网是不可缺少的，也被称作城市的“血管”。为了能够最大限度地发挥现有管道的排水能力，延长管道的使用寿命，应对现有的排水管道进行定期和专门性的检测。这是及时发现排水管道安全隐患的有效措施，也是制定管网养护计划和修复计划的依据。同时采用合理的非开挖修复技术，还可以提高市政排水管道的修复质量，节约成本，提高效益，避免路面沉降或大面积积水等现象的发生。
1城市排水管道非开挖修复技术研究的目的和意义
城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干设施，是衡量现代化城市水平的重要标志。目前，我国大多数城市排水管道的修复都是采用开挖后重新埋管的方法，随着城市化的进展，城市地下管线错综复杂，城市道路的负荷越来越严重，使得地下管线在修复的过程中存在大量的技术问题。随着城市建设的不断完善，非开挖铺管、修管和换管技术以其不影响交通，铺管速度快、效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作、生活等一系列的优点越来越受到行业管理部门的青睐。非开挖管道修复技术首先兴起于石油、天然气行业，主要用于油、气管道的更新修复，以后逐步应用于给排水管道的翻新改造中，并随着HDPE管等新型管材的应用而被迅速推广。随着科技的进步，国外的非开挖管道修复技术保持了迅猛的发展势头，但国内的非开挖管道修复技术还处于起步阶段，与国外专业化技术水平相比差距还很大，由于此项技术市场前景非常广阔，需要进行深入细致的探讨和研究。
2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3管道的非开挖修复技术工艺
3.1非开挖修复技术种类
3.1.1软管内衬法修复技术
软管内衬法，也称原始固化法（CIPP），是在现有的旧管道内壁上衬一层浸渍液态热固性树脂的软衬层，通过加热（利用热水、热汽或紫外线等）或常温使其固化，形成与旧管道紧密配合的薄层管，管道断面几乎没有损失，但其流动性能大大改善了。软衬法的施工方式有2种，翻转浸渍树脂软管内衬法和CIPP拉入法树脂内衬法。1）翻转浸渍树脂软管内衬法该技术使用浸透热固性树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料，将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处，然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面，并与旧管的内壁粘结。当软衬管到达终点时，即刻向管内注入热水或蒸汽使树脂固化，形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化后，软衬管形成形状与原管一致、内径比原管稍小的新管。
3.1.2U型内衬HDPE管修复技术
U型内衬HDPE管修复技术通常也称为紧密结合内衬法，其原理是采用外径比旧管道内径略小的HDPE管，通过变形设备将HDPE管压成U型并暂时捆绑以使其直径减小，通过牵引机将HDPE管穿入旧管道，然后利用水压或气（汽）压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径，使HDPE管涨贴到旧管道的内壁上，与旧管道紧密的配合，形成HDPE管的防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构。管道修复后在使用过程中，由于管内存在介质压力，内衬管最终会紧贴于原管内壁。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。
3.2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。
3.3非开挖修复方法的选择
不同的非开挖修理技术适用于不同管径、不同埋深、不同的地质条件、不同的损坏及经费状况。按照我国目前的一般情况，大型管道修理采用点状修复比较经济；接口嵌补法虽然质量不稳定而且施工期长，但对某些地质条件较好而经费又不足的地区来说仍然是可考虑的一种选择；在流沙地区采用整体内衬安全性更好；太深的管道如采用牵引内衬则会因导入坑的费用太高而变得不合理；翻转法的质量和适应性都是最好的，但也是最贵的。材料和设备的供应距离也是必须考虑的问题。此外，施工单位的素质也是必须考虑的问题，好的工艺和设备同样需要一支好的施工队伍。
结论
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.
论文作者:吕爱华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/20
标签：管道论文; 内衬论文; 技术论文; 非开挖论文; 管线论文; 城市论文; 地下论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;