徐曉佳 黃鵬

隨著近年來(lái)城市迅速發(fā)展，道路修建及污水量的逐年增加，管道的破損率越來(lái)越高。隨之污水管道的修復(fù)方法也在不斷發(fā)展，本文主要介紹污水管道非開挖修復(fù)中的靜壓裂管更新法在指定破損管段的修復(fù)過(guò)程，采用承插式子母扣連接方式，從而探討污水管道非開挖修復(fù)的前景及意義。

一、污水管道非開挖修復(fù)歷史

早期，受污水管道管材及施工方式的限制，采取大開挖方式進(jìn)行管道修復(fù)。但部分污水管道敷設(shè)于建筑物下、距離建筑物邊緣較近，或者管道埋深較深，地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，給開挖施工帶來(lái)了不小的難度，故現(xiàn)今大多采用非開挖施工進(jìn)行管道修復(fù)。

二、污水管道非開挖修復(fù)流程及分類

污水管道非開挖修復(fù)的通用流程大致為：收集管道修復(fù)工程基本信息→管道清洗→管道內(nèi)部檢查→確認(rèn)管道損壞參數(shù)和修復(fù)→選擇非開挖修復(fù)方法→非開挖工程設(shè)計(jì)→管道修復(fù)工程施工→測(cè)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收。污水管道非開挖修復(fù)主要分為兩大類：點(diǎn)狀修復(fù)及整體修復(fù)。點(diǎn)狀修復(fù)常采用的方法主要有嵌補(bǔ)法、注漿法、套環(huán)法、局部樹脂固化；整體修復(fù)常用的方法有現(xiàn)場(chǎng)樹脂固化(CIPP)、螺旋內(nèi)襯(SPR)短管內(nèi)襯、牽引內(nèi)襯、裂管法等。裂管法根據(jù)動(dòng)力源可分為靜壓裂管法和氣動(dòng)碎管法兩種工藝。靜壓裂管法是在靜力的作用下破碎原有管道或通過(guò)切割刀具切開原有管道,然后再用膨脹頭將其擴(kuò)大;氣動(dòng)碎管法是靠氣動(dòng)沖擊錘產(chǎn)生的沖擊力作用破碎原有管道。我國(guó)針對(duì)裂管法短管管節(jié)處閉水處理方法也有很多，主要的方法有止水環(huán)、止水膠、遇水膨脹止水帶、承插子母鎖扣、熱熔等，對(duì)于這些處理方法各自有各自的優(yōu)勢(shì)。本次工程采用的是整體修復(fù)法中的靜壓裂管更新法，靜壓裂管法是管道原位全斷面修復(fù)技術(shù)中的一項(xiàng)新工藝。本工程采用三道子母鎖扣方式進(jìn)行管段連接。

三、靜壓裂管更新法的工作原理

靜壓裂管法的工作原理是將已破損的原有管道管位作為導(dǎo)向，使用裂管設(shè)備從原管道需更換起始處將其割裂后向外擴(kuò)張，將舊管碎片擠入周圍土體使管孔脹擴(kuò)，同時(shí)將HDPE 管道拉入原管位以完成結(jié)構(gòu)性的更新改造，并現(xiàn)澆混凝土檢查井的施工方法，更換的新管段通常比原有管徑大一到二級(jí)。該施工設(shè)備系統(tǒng)主要由液壓動(dòng)力源、液壓拉桿機(jī)、支撐架、相應(yīng)數(shù)量的拉桿以及裂管器組成。

四、靜壓裂管更新法的優(yōu)缺點(diǎn)

靜壓裂管法的優(yōu)點(diǎn)較多，主要可概括為以下幾點(diǎn)：（1）不僅施工簡(jiǎn)單易行、速度快、造價(jià)省，而且對(duì)管道的清洗要求不高。（2）裂管施工將原破損管道更換為完全結(jié)構(gòu)性新管道，同時(shí)也滿足了更新的需求。（3）施工使用液壓設(shè)備噪聲低，符合環(huán)保要求，根據(jù)需要和管道沿線相鄰管道情況，可進(jìn)行同徑或大一級(jí)口徑的HDPE 管道更換。（4）結(jié)合整個(gè)作業(yè)段的時(shí)間考慮，平均每天一臺(tái)機(jī)械設(shè)備可以完成60m/d 更換速度，與明挖法相比，工期節(jié)約100d。綜合單價(jià)在3000 元/m，比明挖法節(jié)約2000 元/m。

同時(shí)，靜壓裂管法也有一些不足之處：（1）破碎舊管時(shí)對(duì)土體的擠壓和振動(dòng)會(huì)對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生危害。（2）施工時(shí)需安裝護(hù)套以保護(hù)新管，單次更換管段長(zhǎng)度短，一般小于100m,且彎頭處理較為困難。（3）需對(duì)局部塌陷進(jìn)行開挖施工以穿插牽拉繩索或拉桿。（4）如果裂管法施工遇到頂管障礙中斷，需開挖出障礙物后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

五、靜壓裂管更新法的適用范圍

該方法對(duì)于管材適用廣，既適用于塑性管材（如鋼管、塑料管）的破碎，原管以條帶的方式被割裂，也適用于脆性管材（如鑄鐵、水泥和陶瓷），原管以碎塊的方式被脹裂，適用管徑范圍為75 ～2000mm。非開挖更換非壓力管（鎖扣連接方式）和壓力管道（熱熔焊接方式），根據(jù)需要可同徑或口徑擴(kuò)大一級(jí)更換管道。

六、本次工程項(xiàng)目概況

本次工程施工地點(diǎn)位于無(wú)錫市寶界公園內(nèi)，需更換管段為太湖風(fēng)景區(qū)漆塘污水提升泵站進(jìn)水管道，該管道原管材為PE 雙壁波紋管，外徑dn600，長(zhǎng)度75m，其中W21-W22 井段管長(zhǎng)51m，W22-W23 井段管長(zhǎng)24m。

經(jīng)過(guò)CCTV 探測(cè)視頻看出，該管段存在破損、變形、塌陷、錯(cuò)口、滲漏等問(wèn)題，兩段管段軸線不在一條直線上，原管道因回填物等外壓荷載已整體變形失圓，局部破裂并塌陷嚴(yán)重。本次施工采用裂管設(shè)備將破損管道替換為全新的聚乙烯HDPE 實(shí)壁管道。

圖1 液壓設(shè)備

圖2 HDPE管段

圖3 工作井內(nèi)脹裂管頂管設(shè)備

七、工程前期準(zhǔn)備工作

根據(jù)原有管道施工時(shí)的巖土勘察報(bào)告，明確各土層厚度、顆粒度承載力等數(shù)據(jù)參數(shù)，給出修復(fù)管線的橫斷面及剖面圖，確定新管道埋設(shè)深度，附近管線的布設(shè)情況等。施工前應(yīng)獲得管道沿線1.0m 范圍內(nèi)地下管線資料，現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)相鄰市政管線，進(jìn)行安全性評(píng)估，保證裂管施工不得影響周圍管線與設(shè)施。提前辦理好各項(xiàng)手續(xù)，明確施工范圍，做好圍擋等保護(hù)措施，安排好交通疏導(dǎo)。

八、管材設(shè)計(jì)及工作井選擇

本次工程采用實(shí)壁HDPE 管材，管徑選用dn630，PN0.8MPa，管材壁厚30.0mm。由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件及設(shè)備工作能力限制，選擇每節(jié)HDPE 管道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1.2m，管道采用三道子母鎖扣連接，管道口鎖扣部件由數(shù)控機(jī)床精加工完成。由于漆塘泵站進(jìn)水管所在工作井位于寶界公園入口內(nèi)道路旁，平時(shí)公園內(nèi)交通量不大，故僅需將原有井位進(jìn)行改造，不另設(shè)工作井，施工期間采用臨泵調(diào)水以免影響漆塘泵站原有運(yùn)行工況。

九、本次工程施工主要流程

工作流程：CCTV 檢測(cè)→安裝鋼制外?！鸪瓩z查井挖掘形成工作井→脹裂管和牽拉液壓設(shè)備系統(tǒng)安裝→裂管施工→新管道CCTV 檢測(cè)→閉水試驗(yàn)→設(shè)備拆除→拆除內(nèi)外鋼膜→檢查井綁扎鋼筋和混凝土澆筑→安裝鋼制內(nèi)膜→井內(nèi)管端口密封處理，其中新管材需進(jìn)行HDPE 短管熱熔焊接或鎖扣接頭精加工。前期準(zhǔn)備工作完成后，在工作井內(nèi)安裝好脹裂管和牽拉液壓設(shè)備系統(tǒng)，裂管設(shè)備吊放在起始井內(nèi)，以破損管道中心和所在井壁面為基準(zhǔn)，安放平整，液壓動(dòng)力設(shè)備放置在井外，設(shè)備支撐穩(wěn)固，然后開始施工。施工完成后，需對(duì)更換的新管道進(jìn)行閉水試驗(yàn)等一系列質(zhì)量檢測(cè)，確保其達(dá)到所預(yù)期的修復(fù)要求。

十、施工注意事項(xiàng)

（1）裂管設(shè)備安裝：當(dāng)導(dǎo)向桿已到達(dá)管井口時(shí)，應(yīng)停止連接快裝桿；將磁性擋塊放入鉸接桿兩端的凹窩內(nèi)。（2）管道就位：拉管過(guò)程中在新舊管壁之間需填入柔性材料以減少摩擦；施工時(shí)記錄推拉桿連接數(shù)量以推斷推拉桿位置；PE 管拉入拖動(dòng)過(guò)程中記錄最大壓力值變化；準(zhǔn)備充足，施工安排合理有序，嚴(yán)格填寫施工記錄。（3）回拉管?；乩苓^(guò)程中如遇管道突然停止不前，可能是管道被重物壓住所致。應(yīng)在被卡住的地點(diǎn)開挖，移除重物，繼續(xù)回拉?；乩苓^(guò)程如起點(diǎn)時(shí)裂管頭被卡住，可能是因?yàn)榕f管周圍土體密度大所引起。應(yīng)取下裂管頭，用割刀割裂舊管，壘土壩注水，淹沒管頂，蓄水一天，浸軟土層，抽走蓄水，繼續(xù)回拉。

十一、受限原因分析

早年非開挖修復(fù)方法推廣的難度主要在于修復(fù)費(fèi)用的基數(shù)龐大，使得很多中小城市望而止步，其實(shí)綜合考慮交通、周圍管線開挖的危險(xiǎn)、市民的生活質(zhì)量等因素，非開挖修復(fù)的費(fèi)用是可以接受的，而且費(fèi)用高的主要原因在于材料完全依賴進(jìn)口，若我國(guó)非開挖修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)入全新的階段，材料能在國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)，那么修復(fù)費(fèi)用也會(huì)相應(yīng)降低。目前非開挖修復(fù)技術(shù)受限主要由于以下幾點(diǎn)原因：

（1）國(guó)內(nèi)設(shè)備配套性差，政府應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)消化引進(jìn)技術(shù)設(shè)備；（2）國(guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)也沒有管道修復(fù)前后檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；（3）國(guó)內(nèi)懂相關(guān)修復(fù)技術(shù)的專業(yè)人才缺乏。

十二、發(fā)展前景及意義

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在《建設(shè)事業(yè)“十一五”推廣應(yīng)用和限制禁止使用技術(shù)（第一批）》及江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《江蘇省建設(shè)領(lǐng)域“十二五”推廣應(yīng)用新技術(shù)和限制、禁止使用落后技術(shù)目錄》（第一批）、《江蘇省建設(shè)領(lǐng)域“十三五”重點(diǎn)推廣應(yīng)用新技術(shù)和限制、禁止使用落后技術(shù)公告》（第一批）推廣名單均將非開挖埋管技術(shù)列入其中。

由上述批文可以看出近年來(lái)國(guó)家正在大力推廣管道非開挖修復(fù)技術(shù)，隨著地上建筑及地下管線的完善，非開挖修復(fù)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展是可以預(yù)測(cè)的，我國(guó)應(yīng)該多方借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，在不久的將來(lái)，此技術(shù)必定會(huì)在給水排水和市政行業(yè)推廣，并且廣泛的應(yīng)用于城市管道的修復(fù)中。