鋼內(nèi)襯局部修復技術在排水管道修復中的應用
劉剛，梁添
(無錫市政設計研究院有限公司，江蘇無錫214072)
摘要：首先介紹了排水管道的非開挖修復技術的主要方法，然后詳細闡述了鋼內(nèi)襯局部修復技術的內(nèi)容、工藝流程、技術特點與適用范圍、施工操作要求、施工質(zhì)量控制等，并列舉該種非開挖修復技術的推廣與應用工程實例，分析了該技術在排水管道修復中的應用前景。
隨著城市化進程的加快，排水管道的建設逐年增加，城市地下管網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大。然而從排水管道建設和運行調(diào)研結(jié)果看，除了建設時間較早、使用時間較長的管道出現(xiàn)損壞外，一些新建管道由于局部地質(zhì)條件較差等原因而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性和功能性損壞現(xiàn)象，同時，在建工程對周邊已建排水管道造成影響甚至損壞的情況也常常發(fā)生。特別是較大口徑地下排水管道多為分節(jié)組合鋪設，投用之后因受自然環(huán)境、水力條件以及上層壓力變化等原因，使管道接口部位出現(xiàn)變形產(chǎn)生裂縫、管接頭錯位、下沉等現(xiàn)象，使地下水及地下水夾帶著管道四周的土體和泥砂涌入管內(nèi)，隨污水流走，長此以往造成惡性循環(huán)，最終導致地面建筑物和路面的下沉破壞。為避免危害發(fā)生,必須對出現(xiàn)上述問題的管道及時進行修復，以保證污水、雨水正常排放及道路交通安全。
1 排水管道非開挖修復技術種類
非開挖修復技術總體上可分為局部修復和整體修復兩大類,局部修復指只對舊管道內(nèi)的局部破損、接口錯位、局部腐蝕等缺陷進行修復的方法，包括嵌補法、不銹鋼發(fā)泡筒法、點狀原位固化法等；整體修復是指對兩個檢查井之間的管段整段加固和修復，包括穿管法、原位固化法、螺旋纏繞法、管片或短管內(nèi)襯法、噴涂法、薄壁不銹鋼內(nèi)襯法等。
現(xiàn)有的管道局部修復技術中，嵌補法修復技術適用于管道錯位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯位≤5 cm的情況，這種修復方法質(zhì)量不夠穩(wěn)定、不能抵抗管道繼續(xù)錯位、脫節(jié)等；不銹鋼發(fā)泡筒修復技術適用于管道脫節(jié)、滲漏的情況，不適于管道錯位、脫節(jié)的情況；點狀原位固化法修復技術適用于管道破裂、變形、錯位、脫節(jié)、滲漏，且接口錯位≤5 cm的情況。上述局部修復技術對于管道接口錯位、脫節(jié)均大于5 cm且管道明顯變形的情況并不適用，而鋼內(nèi)襯局部修復正好解決了此方面的實際問題。
2 鋼內(nèi)襯局部修復技術內(nèi)容及工藝流程
2.1 技術內(nèi)容
鋼內(nèi)襯局部修復技術首先通過鉆孔注漿管由管內(nèi)向外注漿，封堵漏點、加固管道外圍土體，然后在待修管道內(nèi)設置鋼內(nèi)襯短管，在待修管道與鋼內(nèi)襯短管兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶將接口嵌實密封，再用快干水泥倒角粉刷，并對待修管道與鋼內(nèi)襯短管的間隙用聚氨酯密灌漿進行填充密實，如圖1所示。其中鋼內(nèi)襯短管可采用普通鋼板卷制，亦可采用成品鋼管，考慮安裝方便，可分三塊運輸?shù)酱薰艿纼?nèi)，通過固定螺栓進行拼裝固定。鋼內(nèi)襯短管可采用普通碳鋼，亦可采用不銹鋼，當采用普通碳鋼時需做防腐處理，防腐可采用環(huán)氧鋅漆底層加環(huán)氧煤瀝青涂料面層。
圖1 鋼內(nèi)襯修復剖面
2.2 工藝流程
鋼內(nèi)襯局部修復技術的工藝流程如下：確定作業(yè)段→管道堵水及臨時排水→管道通風清洗→管內(nèi)向管外注漿→管內(nèi)CCTV內(nèi)窺檢測→按預定規(guī)格加工內(nèi)襯短管→清理接口→聚氨酯堵漏→鋼內(nèi)襯短管安裝→短管兩端口密封→聚氨酯密灌漿填充→施工后管內(nèi)CCTV檢測→閉水試驗及驗收。
3 施工技術要求及質(zhì)量控制點
3.1 施工技術要求
① 施工前及施工過程中應使用強力鼓風機向井下與管道內(nèi)不間斷通風，下井作業(yè)前應由專職人員使用專用測試儀器測試有毒有害氣體濃度，合格后才允許下井作業(yè)施工。清洗的方法可采用高壓水沖洗車沖洗、鋼刷、清通器及傳統(tǒng)人工機械清洗等。
② 對出現(xiàn)滲漏、錯位、脫節(jié)等問題的接口應進行清理、堵漏及注漿封堵，以確保待修之處外光內(nèi)實，不滲不漏。注漿做法為在待修管道內(nèi)縱向接口處兩側(cè)各40 cm處環(huán)向斷面設注漿孔，注漿孔數(shù)量應根據(jù)管道直徑大小決定；成孔后及時插入注漿管，并封堵固定注漿管四周縫隙，不讓流砂涌入；注漿加固范圍宜為待修管道管底2 m、管側(cè)1 m、管頂0.5 m；漿液宜采用水泥-水玻璃雙液，也可采用純水泥漿；注漿時采用隔點交錯分層注漿，每次提升50 cm，注漿完成確保漿液到位，不外滲后割斷注漿管，密封注漿孔，確保不滲漏。
③ 鋼內(nèi)襯短管可采用普通鋼板分塊卷制，亦可采用成品鋼管切割而成，考慮安裝方便及進入檢查井的可能，可分三塊運輸?shù)酱薰艿纼?nèi)，通過固定螺栓或焊接進行拼裝固定。具體防腐做法是先將制作成三塊弧形的半成品除銹并充分清理干凈，刷環(huán)氧鋅漆底漆二道，再刷環(huán)氧煤瀝青面漆二道，待其自然風干后運至現(xiàn)場。
④ 分塊制作的鋼內(nèi)襯短管運至待修管道內(nèi)，通過固定螺栓或焊接進行拼裝固定后，先在鋼內(nèi)襯短管兩側(cè)縫隙處，用石棉油麻絲填充抹帶，再用快干水泥倒角粉刷，最后通過預埋的注漿管進行聚氨酯密灌漿，完成后切除外留注漿管，進行封閉處理。施工時石棉油麻絲抹帶應將接口嵌滿并用專門工具壓密、壓實；快干水泥倒角粉刷時粉刷砂漿必須緊實、光滑，確保密封效果；聚氨酯密灌漿時漿液必須確保飽滿，達到密水最佳效果。
3.2 施工質(zhì)量控制點
① 管內(nèi)淤泥清理與管壁清洗前必須保證管內(nèi)強制通風后的有毒有害氣體濃度達到合格標準后，才可進行井下的施工操作。管內(nèi)淤泥清理應徹底，沖洗后應使管內(nèi)壁表面無污垢。
② 管道接口的漏點、裂縫應剔除接口松動雜物，將漏水部位鑿毛、沖洗干凈；注漿孔間距、深度及數(shù)量應符合設計要求，注漿壓力應與土層情況相適應，控制在0.25~0.6 MPa，注漿量可通過現(xiàn)場試驗、施工經(jīng)驗確定；注漿完成后可通過鉆孔取芯或靜力觸探試驗檢驗。
③ 鋼內(nèi)襯短管的制作應符合設計要求，保證加工精度與拼裝后的密閉性。內(nèi)襯管進行防銹與防腐施工前應把氧化皮、油污等徹底清除干凈，防腐材料質(zhì)量應符合設計及規(guī)范要求，防腐涂層的厚度應符合設計及規(guī)范要求。
④ 鋼內(nèi)襯管的管內(nèi)拼接后應保證管道的內(nèi)徑尺寸，應使管道待修點位于內(nèi)襯短管中部；密封用的石棉油麻絲抹帶應保證將接口嵌滿、壓實；快干水泥倒角粉刷時應使表面光潔、平整；聚氨酯漿液配比應符合相應規(guī)范要求，注漿預埋膠管直徑應大于1 cm，長度在1 m左右，接口預埋膠管必須留出進漿口和出氣口；注漿時應控制好壓力，確保灌注飽滿。
⑤ 施工完成后應通過CCTV進行檢查，以了解修復后管道內(nèi)的總體狀況、管壁光滑情況，判斷修復質(zhì)量是否合格，修復后是否漏水等，并把調(diào)查結(jié)果拍成錄像資料存檔。
4 工程推廣與應用
4.1 新鴻路（錫梅路~錫甘路）污水管搶修工程
無錫市新鴻路（錫梅路-錫甘路）污水總管全長為1 120 m，管徑為d1 500 mm，埋深約6.5~7.8 m，管材為鋼筋混凝土管，全線為頂管施工。在運行過程中發(fā)現(xiàn)管線上方綠化帶有兩段出現(xiàn)地面塌陷，對其進行管道清通養(yǎng)護時發(fā)現(xiàn)管道漏水嚴重，遂對全線管道進行臨時封堵抽水清淤，并拍攝CCTV影像資料。從影像資料反映出接口多處出現(xiàn)線漏、滲漏、脫節(jié)、開裂、錯位等現(xiàn)象，脫節(jié)寬度最大達5 cm，開裂處最大達3 cm，錯位最大達6.2 cm。根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術規(guī)程》（CJJ 181—2012）進行評估管段結(jié)構(gòu)性缺陷等級為Ⅲ級，功能性缺陷為Ⅲ級，必須立即進行修復。
本工程采用了鋼內(nèi)襯短管局部修復方法，對出現(xiàn)問題的管道接口及兩側(cè)向外延伸兩個管節(jié)的接口均進行管內(nèi)修復，具體實施：首先由管內(nèi)向管外注漿加固管周土體，然后對管道接口的脫節(jié)、開裂處進行了清理、堵漏；并采用壁厚為12 mm、寬為300 mm的鋼內(nèi)襯進行管內(nèi)安裝，鋼內(nèi)襯管分三塊弧形板下管內(nèi)拼裝，井上預制時進行防銹防腐處理；鋼內(nèi)襯管拼裝完成后對兩側(cè)縫隙用石棉油麻絲填充并用快干水泥倒角粉刷，最后進行內(nèi)襯管與待修混凝土管間隙的聚氨酯密注漿。
本段污水總管由于建設年限相對較長，同時管道又位于粉質(zhì)粘土夾粉砂的不穩(wěn)定土層中，通過鋼內(nèi)襯局部修復，同時對管周土體進行注漿加固，不僅使管道自身結(jié)構(gòu)缺陷得以修復，增強了管道的抗變形能力，而且也使得管道周圍土體相對穩(wěn)定，降低了土層的滲水性，延長了管道的使用壽命，保證了管道的長期正常運行。
4.2 泰伯大道污水管搶修工程
無錫市泰伯大道（新華路~新韻北路）段現(xiàn)狀污水主管全長為1 600 m，管徑為d1 200 mm，管道埋深約7.0~8.9 m，管材為鋼筋混凝土管，施工工藝為頂管施工，為梅村污水處理廠進廠總管之一。在運行養(yǎng)護的檢查中發(fā)現(xiàn)其中的新友路~新錦路段路面出現(xiàn)2處沉降，均為檢查井位置，其路面最大沉降量約180 mm，通過對下沉的檢查井段進行臨時封堵，架設臨泵調(diào)水，并進行清淤、拍攝CCTV影像資料，發(fā)現(xiàn)因檢查井下沉帶動管道下沉，并引起檢查井外管道多節(jié)接口出現(xiàn)脫節(jié)、錯位現(xiàn)象。
針對本工程特點，采取了如下修復方案：①對于下沉的檢查井進行壓密注漿基礎加固。在檢查井底板打孔進行壓密注漿，注漿范圍為井底板下3 m，并向四周擴散1.5 m。由于檢查井與管道連接處脫節(jié)開裂嚴重，采用鋼內(nèi)襯短管修復的方法，使管道與檢查井連接成整體。②對于管內(nèi)接口出現(xiàn)的錯位、脫節(jié)、滲漏點采用局部修復。在管道注漿、接口處封閉清理后，對于管接口脫節(jié)、錯位的位置，采用堵漏、安裝鋼內(nèi)襯短管并密封注漿方式進行修復，修復數(shù)量以待修點及兩側(cè)各一接口為一組。③對修復段管道進行管內(nèi)向外注漿加固。對修復管內(nèi)進行打孔并向管周進行定向壓密注漿，注漿范圍管底為2 m、管側(cè)為1 m、管頂為0.5 m。
通過對管道與檢查井連接處及管道接口處的鋼內(nèi)襯局部修復，以及對檢查井井底及管周土體進行注漿加固，使檢查井與管道結(jié)構(gòu)均得到加強，檢查井與管道周圍土體相對穩(wěn)定，確保了管道的正常運行。
5 結(jié)語
鋼內(nèi)襯局部修復技術作為排水管道非開挖修復技術的一種，特別適用于管道接口脫節(jié)、錯位較大的情況，它具有施工操作簡單、修復后的接口質(zhì)量穩(wěn)定可靠、環(huán)剛度高、抗變形能力強、工程造價低等優(yōu)點，對城市排水管道的局部修復具有廣泛的推廣應用空間。
（本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2015年第22期“施工與監(jiān)理”欄目）
如果您需要在微信公眾平臺或其他公眾媒體轉(zhuǎn)載、部分或全文引用本文，請在文章開頭處注明出處（來源：《中國給水排水》雜志社官方微信，微信號:cnww1985)
雜志簡介
《中國給水排水》是面向全國給水排水和環(huán)境工程界的專業(yè)性科技期刊，具有較高的理論導向性和較強的工程實踐性，被稱為中國水行業(yè)的“首席雜志”、中文核心期刊、“中國百強科技期刊”中國精品科技期刊、中國科學引文數(shù)據(jù)庫來源期刊（CSTP）。
雜志訂閱
《中國給水排水》雜志全年24期，定價：15元/冊。
《中國給水排水》雜志在線訂閱網(wǎng)址：
http://www.watergasheat.com/dingyue.asp
雜志社地址
天津市和平區(qū)新興路52號都市花園大廈5號樓21層
編輯部電話
022-27835450、022-27836225
022-27835913、022-27835707
022-27832819
廣告咨詢電話
022-27835639、022-27835592
發(fā)行部電話
022-27835231
投稿郵箱
cnwater@vip.163.com
