葉宇潛

（廣州市黃埔區(qū)河涌管理所（廣州市黃埔水務(wù)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站），廣東 廣州510000）

1 引言

城市管道在長(zhǎng)期使用過(guò)程中難免出現(xiàn)缺陷、滲漏等情況，亟需采取措施加以修補(bǔ)［1-2］。當(dāng)采用開(kāi)挖施工時(shí)，則對(duì)當(dāng)?shù)亟煌óa(chǎn)生嚴(yán)重影響，同時(shí)，施工開(kāi)挖土方量較大，工期較長(zhǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌鞍l(fā)展帶來(lái)不利影響，也造成維修成本過(guò)高［3-4］。因此，結(jié)合黃埔區(qū)排水管線(xiàn)缺陷修補(bǔ)工程，對(duì)非開(kāi)挖工藝在管道維修中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

黃埔區(qū)排水管線(xiàn)隱患排查結(jié)構(gòu)性缺陷維修改造及查漏補(bǔ)缺工程（II標(biāo)段）主要包括黃埔區(qū)東區(qū)、西區(qū)、老黃埔區(qū)、生物島片區(qū)四個(gè)施工區(qū)域。針對(duì)四個(gè)區(qū)域的缺陷管段采用開(kāi)挖和非開(kāi)挖修復(fù)方式進(jìn)行修復(fù)。其中施工內(nèi)容主要為通風(fēng)、氣體檢測(cè)、施工導(dǎo)流、氣囊加磚體封堵、注漿、開(kāi)挖回填、管道埋設(shè)、CCTV、拉入法CIPP紫外光固化修復(fù)、局部樹(shù)脂固化法修復(fù)、管內(nèi)金屬穿入物清除、其他障礙物清除等。

2 施工前準(zhǔn)備工作

2.1 通風(fēng)、有毒氣體檢測(cè)

為了保證下井施工人員的安全，下井作業(yè)前必須進(jìn)行管道通風(fēng)和有毒氣體檢測(cè)。

施工前，打開(kāi)待修復(fù)段管段上、下游檢查井井蓋進(jìn)行自然通風(fēng)或機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)換氣。在檢查井井口處用專(zhuān)用有毒有害氣體檢測(cè)儀對(duì)檢查井井室及污水管道內(nèi)部的氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括：氧氣含量、可燃?xì)怏w、有毒有害氣體濃度，經(jīng)氣體檢測(cè)合格后人員方可下井作業(yè)，作業(yè)過(guò)程中應(yīng)保持連續(xù)通風(fēng)，每2小時(shí)至少檢測(cè)一次管道內(nèi)氣體濃度并做好記錄。

2.2 管道封堵

管道封堵采用氣囊封堵及磚砌封堵。

2.2.1 氣囊封、拆堵（氣囊管堵）

1）在氣囊封堵之前，用高壓沖洗車(chē)把管口的石子等雜物清理干凈，保證氣囊不被雜物損壞。

2）利用高壓沖洗車(chē)的壓力把高壓皮管從一座窨井牽引至另外一座檢查井，而后在一頭扣上細(xì)繩，把高壓皮管收回的同時(shí)細(xì)繩從管道內(nèi)部貫穿完畢。

3）選擇適合管徑大小的氣囊，檢查氣囊的完好性，平順地?cái)備佋诘孛嫔?。盡量使得氣囊抽成真空狀態(tài)，然后把抽成真空狀態(tài)的氣囊折疊成最小，折疊好后用膠帶捆扎固定（注意膠帶不能捆扎太厚，需要考慮充氣時(shí)氣囊能否自動(dòng)彈開(kāi)，膠帶捆扎在3～4道即可）。

4）把穿好在管道內(nèi)的細(xì)繩系在氣囊一端，同時(shí)用專(zhuān)用工具把氣囊摁壓至管道底部，細(xì)繩的另外一端施工人員用力緩慢的牽引氣囊至管口位置；可使用潛水人員輔助安放。

5）用氣泵對(duì)氣囊進(jìn)行緩慢充氣，充氣壓力必須小于氣囊的最大承受壓力，一般為0.8 MPa，可根據(jù)水壓差適當(dāng)調(diào)整氣囊壓力。

6）拆除氣囊順序與封堵氣囊順序相反，放氣時(shí)應(yīng)緩慢均勻。

2.2.2 磚砌封、拆堵（管堵砌筑、拆除）

當(dāng)氣囊封堵達(dá)不到安全要求時(shí)（一般DN≤1000 mm管道采用氣囊封堵，DN＞1000 mm管道采用磚砌封堵），則通常采用磚砌封堵；磚砌封堵前需采用氣囊臨時(shí)堵水，便于磚砌封堵施工。施工步驟如下：

1）封堵

①輔助工在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行圍護(hù)，利用專(zhuān)業(yè)工具打開(kāi)檢查井蓋；專(zhuān)業(yè)人員利用四合一氣體檢測(cè)儀（型號(hào)：M40）對(duì)檢查井內(nèi)有毒有害氣體進(jìn)行測(cè)試，硫化氫最大允許濃度為10 ppm，由安全員進(jìn)行監(jiān)護(hù)。檢測(cè)完畢后，輔助工在井內(nèi)放好扶梯，協(xié)助潛水員做好穿好潛水衣、戴好潛水面鏡，系好安全繩等下井前的工作。待輔助工檢測(cè)設(shè)備無(wú)誤后，潛水員下井封頭子。

②水中清障：為保證封堵質(zhì)量，須清除井內(nèi)垃圾，以保證封堵材料與管道的粘著力。

③材料的運(yùn)輸及整理：主要包括材料運(yùn)輸。水泥砂漿拌制和道板整理等工作。

④鋪筑基礎(chǔ)：基礎(chǔ)鋪筑需要清障完成后進(jìn)行，施工前應(yīng)當(dāng)在管底涂抹混粘土（厚度2 cm～3 cm），在混粘土砌筑道板，道板間需有厚2 cm～3 cm的混粘土，封堵墻抗壓性需滿(mǎn)足要求。

⑤墻體砌筑：完成基礎(chǔ)鋪筑后砌筑墻體，水泥砂漿均勻鋪設(shè)，以保證墻體牢靠。

⑥預(yù)留孔洞：為了保證封堵、拆堵安全以及雨水管道雨天雨水排放的需要，在封堵頭子時(shí)必須預(yù)留響應(yīng)孔徑大小的孔洞，根據(jù)水的流量來(lái)預(yù)留孔洞的大??；若預(yù)留孔洞較小，則直接放置閥管，若預(yù)留孔洞較大，則放置相應(yīng)大小的管道并在管道中間放置閥管，閥管與孔洞管道間空隙水泥砂漿填充。

⑦封堵管道及收口：砌筑道板封堵管道，在道板與管頂之間釘筑倒耙梢，間隔反復(fù)釘筑，直至釘緊，再抹、塞水泥砂漿。

2）拆堵

①輔助工在施工區(qū)域進(jìn)行圍護(hù)，打開(kāi)窨井蓋，利用氣體檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)毒，檢測(cè)完畢后，方可下井拆頭子。

②拆頭子：先檢查兩邊水位高低，先上游后下游。水位落差較大時(shí)，要先開(kāi)孔洞，等水位落差平衡后再下水拆頭子。

2.3 污水臨時(shí)導(dǎo)排

施工時(shí)需要對(duì)上游管道和施工段涉及的支管來(lái)水進(jìn)行導(dǎo)流，同時(shí)對(duì)待修復(fù)管道內(nèi)積水進(jìn)行抽排處理。分別在W1、W2、W3檢查井內(nèi)放置污水泵，將污水抽排至W4檢查井內(nèi)。污水臨時(shí)導(dǎo)排見(jiàn)圖1。

圖1 污水臨時(shí)導(dǎo)排示意圖

2.4 管道清淤及沖洗

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果，管道內(nèi)部淤積均在80%左右。擬采用兩種清淤方式對(duì)管道進(jìn)行清理，清淤方法分別為：專(zhuān)業(yè)人員下井清掏及水力清淤。具體方法如下：

（1）專(zhuān)業(yè)人員下井清掏

安排具有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的人員下井進(jìn)行清掏作業(yè)，下井前做好各項(xiàng)安全準(zhǔn)備措施，人員下井后對(duì)檢查井及管道內(nèi)的淤泥、磚、石等進(jìn)行清理裝桶運(yùn)至井口，采用電動(dòng)葫蘆提升至地面裝袋，將清理出的淤泥裝袋運(yùn)送至指定地點(diǎn)處理。

（2）水力清淤

采用高壓聯(lián)合吸污車(chē)進(jìn)行清淤及沖洗，操作時(shí)由汽車(chē)引擎驅(qū)動(dòng)高壓泵，將水加壓到適當(dāng)壓力后送入射水噴頭，射水噴頭提前放入管道內(nèi)，靠射水產(chǎn)生的反作用力，對(duì)管道進(jìn)行清洗。

3 非開(kāi)挖修復(fù)工藝

3.1 局部樹(shù)脂固化修復(fù)

（1）工藝流程

工藝流程：判讀修復(fù)點(diǎn)位→材料制備→玻璃纖維氈布樹(shù)脂浸透→氣囊定位安裝→修復(fù)完畢。

（2）判斷修復(fù)點(diǎn)位

根據(jù)管道閉路電視（CCTV）檢測(cè)的數(shù)據(jù)資料結(jié)合人員下井查看，確定所要修復(fù)的點(diǎn)位，把玻璃纖維材料按照修復(fù)尺寸剪切。

（3）樹(shù)脂浸透

使用抹刀將樹(shù)脂混合液涂抹于玻璃纖維氈布上。通過(guò)折疊使氈布厚度達(dá)到設(shè)計(jì)值，并將樹(shù)脂涂覆于新的表面之上。為避免空氣進(jìn)入，可利用滾筒將樹(shù)脂壓入氈布。

（4）氣囊定位安裝

使用聚乙烯保護(hù)膜捆扎氣囊使氣囊與與管道之間形成一層隔離層，將氈筒捆綁于氣囊之上。氣囊在送入修復(fù)管段時(shí)，應(yīng)連接空氣管，并防止氈筒接觸管道內(nèi)壁。氣囊安裝完成后，使用空壓機(jī)加壓，使氈筒緊貼管壁。該氣壓需保持到氈布完全固化。最后，釋放氣囊壓力，拖出管道。

圖2 樹(shù)脂固化修復(fù)過(guò)程

3.2 拉入法CIPP紫外光固化修復(fù)

（1）工藝流程

工藝流程：拉入防護(hù)底膜→拉入玻璃纖維內(nèi)襯軟管→綁扎堵頭→軟管加壓充氣→拉入紫外光燈→紫外光固化→接頭處理。

（2）拉入防護(hù)底膜

待修復(fù)施工管道經(jīng)過(guò)管道清洗、檢測(cè)、預(yù)處理合格并滿(mǎn)足CIPP紫外光固化修復(fù)施工要求后，應(yīng)首先在待修復(fù)管道內(nèi)部拉入防護(hù)底膜，防護(hù)底膜應(yīng)置于原有管道底部，并應(yīng)覆蓋大于1/3的管道周長(zhǎng)，并在管道兩端固定。

（3）拉入玻璃纖維內(nèi)襯軟管

將防護(hù)底膜完全拉入待修復(fù)管道并固定好后，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)按照規(guī)定速度，緩慢、勻速將玻璃纖維內(nèi)襯軟管從檢查井一端拉到另一端檢查井。

（4）軟管充氣加壓及拉入紫外光燈

利用空壓機(jī)給內(nèi)襯軟管充氣，使內(nèi)襯軟管膨脹。通過(guò)管道扎頭在軟管內(nèi)拉入小車(chē)式紫外線(xiàn)燈。調(diào)試小車(chē)及燈的運(yùn)行。加壓過(guò)程緩慢進(jìn)行，防止玻璃纖維軟管過(guò)度膨脹及出現(xiàn)褶皺，每加壓50 mbar，保持壓力3 min～5 min，然后繼續(xù)加壓直到額定壓力，并保壓30 min。

（5）紫外光固化

通過(guò)小車(chē)速度及管內(nèi)溫度控制參數(shù)，并結(jié)合小車(chē)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整參數(shù)，使樹(shù)脂處于硬化條件，開(kāi)啟紫外線(xiàn)燈。固化前在內(nèi)襯軟管兩端、外壁和舊管內(nèi)壁間設(shè)置好1～2個(gè)膨脹膠圈防止?jié)B水。紫外光固化過(guò)程中內(nèi)襯管應(yīng)保持壓力，使內(nèi)襯管與原有管道緊密接觸，待固化完成后，緩慢釋放壓力。

表1 固化施工參數(shù)表

（6）端頭處理

固化后切除舊管外軟管，拆除扎頭、充氣管道、紫外線(xiàn)燈架等。將切除后兩端的毛邊進(jìn)行修整處理后用快干水泥涂抹四周，充分確保內(nèi)襯管與老管道間不會(huì)有滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

（7）抽出軟管內(nèi)膜

端頭處理后，抽出軟管內(nèi)膜。清理固化作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

圖3 拉入法CIPP紫外光固化修復(fù)過(guò)程

3.3 鋼圈內(nèi)襯法修復(fù)

（1）材料選擇及設(shè)備配置

1）鋼圈采用碳素鋼，碳素鋼需要防腐處理，防腐材料采用納米復(fù)合乳液；鋼圈厚度3 mm，每片寬度400 mm。鋼板梁板應(yīng)加工成鋸齒形邊口，邊口寬度宜為20 mm；止回扣應(yīng)能保證卡住后不回彈，且不應(yīng)對(duì)修復(fù)氣囊造成破。

2）根據(jù)工程施工特點(diǎn)和進(jìn)度要求，一般配備設(shè)備有電視檢測(cè)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、液壓千斤頂、管道封堵氣囊、疏通設(shè)備和切割設(shè)備。所采用的鋼圈、高聚物注漿材料等應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)具有質(zhì)量合格證和質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。

（2）鋼圈安裝步驟

內(nèi)襯鋼圈環(huán)定位：人工下井在待維修檢查井管段靠近缺陷點(diǎn)檢查井筒壁上開(kāi)鑿一個(gè)孔槽，然后將第一節(jié)待內(nèi)襯鋼圈安裝定位，同時(shí)做好待頂進(jìn)鋼圈環(huán)的管軸線(xiàn)、標(biāo)高控制。

內(nèi)襯鋼圈頂進(jìn)施工流程：

地面對(duì)管段破裂、變形塌陷位置注漿固化土體；內(nèi)襯鋼圈定位；管前挖土；第一節(jié)鋼圈頂進(jìn)作業(yè)；第一段管內(nèi)破裂、變形塌陷部位切割；第二節(jié)內(nèi)襯鋼圈頂進(jìn)作業(yè)；第二段管內(nèi)破裂、變形塌陷部位切割；依此循環(huán)內(nèi)襯鋼圈頂進(jìn)和管內(nèi)破裂、變形塌陷部位切割；內(nèi)襯鋼圈環(huán)后推頂進(jìn)壓力設(shè)定值為30 kN。

鋼圈安裝后井注漿導(dǎo)管注射高聚物注漿材料，修復(fù)完成后應(yīng)采用CCTV設(shè)備進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果應(yīng)符合以下規(guī)定：

鋼圈位置應(yīng)安裝正確，完全覆蓋缺陷部位，不得出現(xiàn)傾斜、扭曲、變形等情況。鋼圈的鎖扣應(yīng)全部扣好，不應(yīng)出現(xiàn)松摳現(xiàn)象。管道修復(fù)部位無(wú)滲漏現(xiàn)象。

3.4 檢查井噴涂修復(fù)

離心澆筑檢查井修復(fù)技術(shù)具有涂層均勻，致密，性能穩(wěn)定，可靈活設(shè)計(jì)內(nèi)襯厚度，成本低，永久性、全結(jié)構(gòu)性修復(fù)，施工周期短等特點(diǎn)。

檢查井結(jié)構(gòu)性?xún)?nèi)側(cè)修復(fù)專(zhuān)用成品灰漿應(yīng)為水泥基改性的成品復(fù)合材料，應(yīng)具有高強(qiáng)度、高抗?jié)B、耐磨性好、無(wú)收縮等特點(diǎn)，具備抵抗硫化氫等有害氣體的腐蝕能力，在地下潮濕封閉環(huán)境下無(wú)需特殊養(yǎng)護(hù)條件4h即可達(dá)到終凝，在污水中使用壽命不低于50年，修復(fù)后的檢查井抗?jié)B等級(jí)采用S8。

4 結(jié)論

黃埔區(qū)排水管線(xiàn)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度的破損，為了降低對(duì)交通的影響、減少工程速度、降低工程投資，采用非開(kāi)挖施工工藝對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行修復(fù)，詳細(xì)介紹了施工前的排氣、清淤、導(dǎo)排、封堵等方法，并對(duì)樹(shù)脂固化修復(fù)、拉入法CIPP紫外光固化修復(fù)、鋼圈內(nèi)襯法修復(fù)、檢查井噴涂修復(fù)4種非開(kāi)挖施工管線(xiàn)修復(fù)方法施工工藝進(jìn)行分析，可為城市管線(xiàn)修復(fù)工程提供參考。