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        城市道路雨污水管道修復(fù)技術(shù)研究

        2018-03-15 09:34:40景袁媛
        建材與裝飾 2018年7期
        關(guān)鍵詞:試驗(yàn)段管段管內(nèi)

        陳 杰 景袁媛

        (林同棪國(guó)際工程咨詢(中國(guó))有限公司 重慶 401121)

        1 柔性管道的特性

        按照《給排水管道施工驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》,柔性管道指管體或者接口柔性的管道,前者是如HDPE雙壁波紋管、鋼帶纏繞管、玻璃鋼夾砂管等塑料類管道,后者如柔性接口的球墨鑄鐵管等。通常工程中所說柔性管道,更多的指前者。

        本文研究對(duì)象為“HDPE雙壁波紋管”和“玻璃鋼夾砂管”,均為管體柔性管道。

        2 柔性管道病害的主要原因

        2.1 施工回填

        柔性管道的回填是關(guān)鍵,特別是是三角區(qū)和胸腔的回填密實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求(93~95%)。最常見的問題是回填密實(shí)度達(dá)不到要求;其次是回填材料不符合要求。其結(jié)果是:管側(cè)無抗荷能力,荷載集中在管頂,柔性管道變形超標(biāo),以致破裂;局部被尖銳石塊頂變形甚至頂穿。

        2.2 基礎(chǔ)處理

        柔性管道基礎(chǔ)承載力不夠或者處理不符合要求,將導(dǎo)致管道的不均勻沉降。其結(jié)果是:管道標(biāo)高、坡度不符合要求;管道出現(xiàn)縱向下凹,影響通水能力;局部橫向錯(cuò)位甚至斷裂現(xiàn)象,特別是檢查井口的交接部位,最容易出現(xiàn)管道剪斷現(xiàn)象。

        2.3 管道質(zhì)量

        管道剛度不夠,抵抗荷載抗變形能力不夠;柔性不夠,承受變形幅度較小就破壞失效;脆性大,抗沖擊不夠,施工過程中容易被擊穿。

        3 柔性管道病害判定與風(fēng)險(xiǎn)分析

        3.1 病害的判定

        新建管道《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》,和陳舊管道《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》,對(duì)病害的判定標(biāo)準(zhǔn)有一定的差異,陳舊管道的判定是基于管區(qū)回填土已經(jīng)穩(wěn)定后,“土拱”形成等條件下的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性考慮。但兩種規(guī)范對(duì)修復(fù)后的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是一致的。

        變形、破壞、破裂等概念的區(qū)別。從管道自身結(jié)構(gòu)來說,管道變形達(dá)到管頂出現(xiàn)“曲率反轉(zhuǎn)”,即管頂下凹,管道已經(jīng)沒有能力承受外界荷載,則視為管道已經(jīng)破壞。

        3.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

        包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及安全風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指污水泄漏環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn);安全風(fēng)險(xiǎn)指泄露、淘空、坍塌等危險(xiǎn)。

        4 某城市主干道雨污水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)修復(fù)方案

        目前,國(guó)內(nèi)常用的管道修復(fù)技術(shù)主要分為開挖法和非開挖法兩大類。

        修復(fù)管段所處道路位于某高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園中心,是該產(chǎn)業(yè)園對(duì)外的交通干道,道路主線長(zhǎng)約1400m。該路段排水管網(wǎng)管齡較低,管道斷面為d400~d2000,由于基礎(chǔ)沉降、回填質(zhì)量等各種原因造成其出現(xiàn)多處變形、破裂、脫節(jié)的狀況,已影響其正常的排水功能。

        4.1 修復(fù)目標(biāo)

        恢復(fù)該路段排水管網(wǎng)的基本排水功能,保證其具有較長(zhǎng)的剩余使用年限。

        4.2 修復(fù)試驗(yàn)段的選取

        修復(fù)管段所在道路路幅寬度為32m,道路兩側(cè)各有寬度為3m的綠化帶和寬度為5m的人行道,人流量較大,開挖法與非開挖法均能適用于受損管段。因此,將經(jīng)濟(jì)性和修復(fù)效果作為管道修復(fù)方法的主要選擇標(biāo)準(zhǔn)。

        選取兩個(gè)管徑與管材都不相同的管段作為試驗(yàn)段,第一段為玻璃鋼管DN1600~DN2000,總長(zhǎng)約1400m;第二段為HDPE雙壁波紋管DN400~DN600,總長(zhǎng)約 1300m。

        4.3 試驗(yàn)段一

        4.3.1 概況

        表1 試驗(yàn)段一管道病害概況一覽表

        4.3 .2修復(fù)方案

        (1)玻璃鋼夾砂管輕度破裂的修復(fù)方案

        針對(duì)尖銳物體頂壓造成管道局部破裂等情況,采用挖補(bǔ)工藝進(jìn)行修復(fù)。

        工藝:病害復(fù)測(cè)→支撐→管內(nèi)壁清洗→定位畫線→切割→無堿紗、樹脂手糊修補(bǔ)→烘干→打磨→樹脂封閉。

        機(jī)具:發(fā)電機(jī)、磨光機(jī)、磨頭機(jī)、切割機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、千斤頂、潛水泵、馬克筆、膠刷等。

        (2)玻璃鋼夾砂管脫節(jié)的修復(fù)方案

        ①填充法:如果是管道接口因變形拉脫,縫隙較小時(shí),可采用管內(nèi)對(duì)縫隙進(jìn)行填充等方法進(jìn)行修復(fù)。

        工藝:病害復(fù)測(cè)→管內(nèi)清洗→手糊填充嵌縫→烘干→打磨→樹脂封閉,如圖1所示。

        機(jī)具:風(fēng)扇、清洗機(jī)、馬克筆、切割機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、打磨機(jī)、膠刷、照明燈、注塑機(jī)、剪刀等。

        圖1 填充法工藝流程圖

        ②開挖纏繞:采用人工開挖,更換局部管節(jié),手糊纏繞連接工藝修復(fù)。

        工藝:病害復(fù)測(cè)定位→人工開挖→確定管段割接位置長(zhǎng)度→管內(nèi)支撐→管段切割取出→新管段吊裝就位→接口手糊纏繞連接→固化→內(nèi)縫處理→內(nèi)縫烘干打磨→樹脂封閉→管溝回填→地面恢復(fù),如圖2所示。

        機(jī)具:吊裝機(jī)械、發(fā)電機(jī)、磨光機(jī)、磨頭機(jī)、切割機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、千斤頂、潛水泵、馬克筆、膠刷等。

        圖2 開挖纏繞法工藝流程圖

        ③管片內(nèi)糊:非開挖,管內(nèi)暗作工藝,管片加補(bǔ)縫加固。

        工藝:病害復(fù)測(cè)定位→管內(nèi)清洗→畫線→支撐→管內(nèi)管段切割、管區(qū)填土清理→管片準(zhǔn)備(同規(guī)格管段切割為等弧度三片)→管箍就位→管片就位→管內(nèi)手糊嵌縫加固→烘干→打磨→樹脂封閉,如圖3所示。

        機(jī)具:同方案二。

        圖3 管片內(nèi)糊法工藝流程圖

        4.3 .3方案比較

        表2 試驗(yàn)段一管道修復(fù)方案對(duì)比表

        因本工程玻璃鋼夾砂管病害僅僅是局部問題,影響范圍小,采用方案二,即局部開挖更換,能夠徹底排除隱患。

        4.4 試驗(yàn)段二

        4.4.1 概況

        本試驗(yàn)段均為HDPE雙壁波紋管,從檢測(cè)報(bào)告看,主要是變形(BX)及破裂(PL)兩種病害。

        4.4.2 修復(fù)方案

        本試驗(yàn)段管徑小于等于DN600,不適合采用人工頂管方式施工。擬對(duì)如下兩種工藝進(jìn)行對(duì)比。

        (1)局部開挖法:即采用開挖方式,切除病害管道,用新管道予以替換。

        表3 試驗(yàn)段二管道修復(fù)方案對(duì)比表

        工藝:根據(jù)檢測(cè)資料復(fù)測(cè)定位→人工開挖→判斷更新長(zhǎng)度及方式→破損管段拆除→新管段安裝(密封圈承插法,或熱縮套連接法)→管溝回填→地面恢復(fù),如圖4所示。

        圖4 管片內(nèi)糊法工藝流程圖

        機(jī)具:挖掘裝備、吊裝帶或繩索、手搬葫蘆、噴火焊槍、天然氣罐。(2)非開挖——拖拉管法

        工藝:即采用拖拉管施工工藝,在原管位拖入一根同內(nèi)徑的PE管,代替原有管道功能:在管段兩端設(shè)置工作井,利用碎管機(jī)、脹管機(jī)或其它設(shè)備將原管道破碎并擠入周圍填土中,再用拖管機(jī)將滿足設(shè)計(jì)參數(shù)PE管拖入管腔,逐段切割就位,對(duì)管道與檢查井縫隙進(jìn)行填塞。

        機(jī)具:碎管機(jī)、脹管機(jī)、拖管機(jī)、切割機(jī)、打磨機(jī)等

        (3)非開挖的其它改造工藝

        管道非開挖修復(fù)尚有:穿插法、原位固定法(CIPP)、折疊內(nèi)襯法等方法,均為全線整體改造,因本工程管道變形量普遍很大,管腔空間異形,以上方法均無法施工。

        4.4.3 方案比較

        表4 試驗(yàn)段二管道修復(fù)方案對(duì)比表

        綜合以上分析,鑒于本工程的實(shí)際情況及修復(fù)目標(biāo),采用方案一,即局部開挖更換法進(jìn)行修復(fù)。

        5 經(jīng)濟(jì)分析

        在上述技術(shù)分析的基礎(chǔ)之上,對(duì)修復(fù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)分析,兩種管道的修復(fù)費(fèi)用都較低,對(duì)比兩者造價(jià)不難發(fā)現(xiàn)每延米綜合單價(jià)差主要是產(chǎn)生于管材(管徑相差大)單價(jià)的差別,例如DN2000的管道修復(fù)8600元/m,DN500的管道修復(fù)5400元/m。

        6 結(jié)語

        在當(dāng)下我國(guó)城市內(nèi)澇頻發(fā)的形勢(shì)下,排水管網(wǎng)的建設(shè)與維護(hù)尤為重要。本研究根據(jù)不同的管道材質(zhì)和病害類型,綜合考量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的可行性,選擇了局部開挖更換的方法對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)。由于這種方法造價(jià)較低的特點(diǎn),使其能夠得到廣泛應(yīng)用,但在施工過程中,對(duì)道路的交通帶來了極大的不便,圍隔人行道也給行人造成了一定的安全隱患。建議在經(jīng)濟(jì)是受限的情況下或處于非交通要道、人流量較少的路段可采用開挖修復(fù)技術(shù);另外,鑒于非開挖修復(fù)技術(shù)的優(yōu)越性,在今后的工作中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮其適用可能。

        [1]鄭瑞東.上海市排水管道CCTV檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].同濟(jì)大學(xué),2006.

        [2]白玉臣.淺議排水管道損壞與修復(fù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008(13).

        [3]王 歡,等.非開挖管道修復(fù)技術(shù)的探討[J].非開挖技術(shù),2007(1).

        [4]王中柱,李田.城市排水管道開挖與非開挖修復(fù)的綜合成本分析[J].給水排水,2008(06).

        [5]楊 卉.城市排水管網(wǎng)的管理養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討[J].天津科技,2011(03).

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