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        市政道路現(xiàn)狀排水管道清淤修復(fù)技術(shù)研究

        2022-12-05 06:15:19房宣臣
        鐵道建筑技術(shù) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:鋼圈檢查井內(nèi)襯

        房宣臣

        (中鐵十五局集團第三工程有限公司 四川成都 610000)

        1 引言

        本文依托項目為成都東部新區(qū)三岔湖環(huán)境綜合治理工程,位于成渝經(jīng)濟圈雙城交通網(wǎng)中間地帶,地理位置極其重要,沿線多個重點建設(shè)項目正值施工,因此道路保通極其重要。管道新建施工周期長,尤其深基坑管道施工勢必需放坡斷道,影響通行,故而三岔湖項目現(xiàn)狀污水管道D800鋼筋混凝土管道設(shè)計保留[1]。

        項目依據(jù)四川鑫和信探測工程技術(shù)服務(wù)有限公司采用內(nèi)窺CCTV法檢測(內(nèi)窺CCTV法即管道機器人內(nèi)窺攝像檢測法[2],由控制設(shè)備、升降平臺、深感攝像頭、爬行裝置構(gòu)成,可以在管道內(nèi)自由移動,并跨越管道內(nèi)障礙,將管道內(nèi)各類信息匯總傳輸至井外中樞顯示屏)成果,檢測顯示原有污水管道結(jié)構(gòu)缺陷較多,對運營存在較大安全隱患[3]。需對現(xiàn)狀污水管道進行清淤修復(fù),以保證現(xiàn)狀污水管道正常使用。項目施工采用管道原位修復(fù)(紫外光固化修復(fù)、管道內(nèi)襯鋼圈)及清淤疏導(dǎo)技術(shù),管道不開挖,道路不導(dǎo)行,僅需占用綠化帶停放施工機械。在污水檢查井內(nèi)進行各類施工,較之傳統(tǒng)工藝而言,清淤修復(fù)技術(shù)不僅縮短了施工工期,而且可節(jié)約工程成本,具有非??捎^的發(fā)展前景。

        2 管道原位修復(fù)說明

        現(xiàn)階段管道原位修復(fù)技術(shù)主要包括管道內(nèi)襯鋼圈、高分子橡膠短管置換、人工玻璃鋼接口、紫外光固化修復(fù)等。

        人工玻璃鋼接口適用于管徑小于800 mm的鋼筋混凝土管道,且管道內(nèi)部損壞程度較輕。

        內(nèi)襯鋼圈、短管置換適用于管徑小于600 mm的鋼筋混凝土管道及高分子管道,管道內(nèi)部損壞輕重均可。

        紫外光固化修復(fù)適用于管徑大于600 mm的鋼筋混凝土管道及高分子管道。

        本項目結(jié)合管勘報告,采用紫外光固化修復(fù)、管道內(nèi)襯鋼圈施工工藝[4]。

        3 現(xiàn)狀管道清淤修復(fù)主要技術(shù)

        3.1 施工設(shè)備

        (1)3 t隨車吊:用于現(xiàn)場內(nèi)襯鋼圈、各種小型機械的隨吊隨用。

        (2)打氣泵(電動空氣壓縮機1 m3/min):用于氣囊充氣封堵管道。

        (3)3 t卷揚機:用于管道內(nèi)襯鋼圈、清洗軟管拖入檢查井。

        (4)渦輪風(fēng)機(鼓風(fēng)18 m3/min):用于紫外光固化軟管漲管。

        (5)12 t液壓千斤頂:用于管道內(nèi)襯鋼圈頂進。

        (6)1.5 kW排風(fēng)機:用于管道內(nèi)通風(fēng)[5]。

        3.2 管道封堵及導(dǎo)流

        現(xiàn)狀污水管道清淤和修復(fù)施工過程中,基于堵水、堵氣和防止有害氣體進入作業(yè)管道的要求,需要進行管道封堵,考慮轉(zhuǎn)運及施工周期因素,現(xiàn)場采用氣囊封堵的方式。為保證氣囊封堵時氣壓安全及上游水正常排除,清淤及管道修復(fù)過程需進行管道臨時導(dǎo)流作業(yè)。具體措施:

        (1)封堵施工:選擇三個檢查井段為一個施工段(長度約120 m左右,施工段不宜過長,否則當(dāng)天無法完成,存在較大安全隱患且不利于有毒有害氣體的排出),先進行上游封堵,封堵完成后待水排放完畢進行下游封堵。管道端頭采用專用氣囊封堵,封堵作業(yè)前先檢測氣囊是否完好、封堵管口打磨是否平整無毛刺。合格后采用電動空氣壓縮機氣囊加氣,現(xiàn)場由3名專業(yè)技術(shù)人員進行氣囊封堵施工,一人井內(nèi)氣囊封堵作業(yè)、一人井口安全觀察、一人井上鼓風(fēng)機加壓。氣囊封堵完成后觀測15 min無變形后進行下道工序;在管道清淤和修復(fù)施工過程中,安排專人觀察壓力表,監(jiān)測壓力并形成書面記錄,壓力值控制在要求范圍內(nèi)保證作業(yè)人員安全(見圖1)。

        (2)管道導(dǎo)流:為保證污水管道正常使用及防止上游水壓力過大,需將上游檢查井的水導(dǎo)入下游檢查井內(nèi),保證污水管道整體正常運行?,F(xiàn)場采用出口直徑100~300 mm的污水泵進行抽水,臨時橋接排水管道采用直徑100~300 mm的排水軟管,排放距離為施工段距離(三個檢查井長度約120 m),污水抽水泵端頭加裝膜過濾裝置,排水軟管與檢查井部分采用支架臨時固定[6]。

        3.3 管道清淤

        進行現(xiàn)狀污水管道內(nèi)襯鋼圈/紫外光軟管固化修復(fù)前,應(yīng)先將污水管道封堵并將管道內(nèi)部污水、雜物清理干凈。具體施工方法為:首先聯(lián)系污水處理廠,以便清理出的雜質(zhì)污水有地排放,嚴(yán)禁隨意排放。其次使用高壓水槍沖擊疏通管道,將管道內(nèi)淤積的雜物疏導(dǎo)至檢查井,采用卷揚機吊裝提運和城市大功率吸污車抽排的方式進行清理;對于污水管道內(nèi)存在的混凝土建渣堵塞部位,采用空壓機風(fēng)鎬疏通方式人工清理。最后,在管道清理完畢后,再次使用管道內(nèi)窺機器人CCTV法復(fù)查,直至管道清理干凈方可進行下道工藝(見圖2)。

        3.4 管道內(nèi)襯鋼圈

        項目現(xiàn)狀管徑為D800鋼筋混凝土污水管道,同等直徑管道內(nèi)襯鋼圈作業(yè)前先對鋼圈進行防腐處理,采用納米膠泥均勻涂刷2 mm于鋼圈外表面。在檢查井內(nèi)將內(nèi)襯鋼圈按照每節(jié)500 mm的長度,分段分節(jié)頂進進行內(nèi)襯作業(yè),相鄰鋼圈連接采用電焊焊接工法連接。鋼圈材質(zhì)為65 Mn優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,碳素結(jié)構(gòu)鋼厚為3 mm,每節(jié)長度為500 mm,接口為正螺旋螺絲口。頂進裝置為液壓千斤頂,施工前需先將液壓千斤頂進行標(biāo)定,千斤頂安裝于檢查井內(nèi),安裝完畢后經(jīng)現(xiàn)場安全技術(shù)檢查通過后方可使用[7]。鋼圈連接應(yīng)嚴(yán)絲合縫,不得有變形、扭曲、彎折現(xiàn)象。每頂進一節(jié)鋼圈,應(yīng)觀察周邊土體及管道變形情況,如有問題應(yīng)立即停止施工,會同設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理、地勘現(xiàn)場研討解決方案,處理完畢后繼續(xù)施工。

        工藝流程:污水管道檢查井通風(fēng)處理→管道兩端封堵導(dǎo)流→管道內(nèi)部二次檢查→管壁局部凸起物磨平處理→管道內(nèi)部變形或破損嚴(yán)重處CCTV管道內(nèi)窺檢測,根據(jù)檢測結(jié)果在破損部位周圍進行水泥漿壓漿加固處理→內(nèi)襯鋼圈固定、方位定向→內(nèi)襯鋼圈液壓頂進施工→頂進過程監(jiān)控量測周邊土體及檢查井變形情況→五方責(zé)任主體現(xiàn)場確定處理方案→交替循環(huán)進行內(nèi)襯鋼圈液壓頂進施工和管道變形處理→頂進施工完成→CCTV內(nèi)窺法驗收檢測[8]。

        3.5 拉入式紫外光原位整體固化修復(fù)

        管道紫外光固化連續(xù)整體內(nèi)襯修復(fù)工藝適用于圓形管道和彎曲角度小于45°的折線型管道修復(fù),一次修復(fù)最長可達(dá)200 m,修復(fù)內(nèi)容主要包括雨污水管道塌陷、變形、脫節(jié)、滲漏、腐蝕和破裂等等(見圖3)。

        項目現(xiàn)狀污水管道采用紫外光固化修復(fù),所用材料主要為遮光防護膜、耐酸復(fù)合型玻璃纖維、光敏樹脂(即在紫外光照射作用下樹脂單體與預(yù)聚體由光敏劑引發(fā)聚合反應(yīng),生成耐水型涂膜)和高纖維內(nèi)膜。共同作用下修復(fù)現(xiàn)狀污水管道厚度不低于6 mm[9]。

        工藝流程:確定兩個檢查井段為一個施工段(每個施工段長度約為80 m)→污水管道檢查井通風(fēng)處理→管道兩端封堵導(dǎo)流→管道CCTV內(nèi)窺法二次檢查→機械設(shè)備安裝定位→和施工段長度相等的遮光防護膜順污水檢查井安裝于施工段(保護內(nèi)襯各種軟管不被現(xiàn)狀污水管道突起物損傷)→將耐酸復(fù)合型玻璃纖維、光敏樹脂和高分子材料軟管從檢查井拖入并封堵軟管兩端→渦輪風(fēng)機向軟管內(nèi)充氣直至軟管完全飽和膨脹→安裝軟管與遮光防護膜粘合,并在軟管端頭、內(nèi)外管道接觸部位進行防滲處理→調(diào)試紫外光設(shè)備車的行駛速度(v≈0.3 m/min)、溫度照度等各類參數(shù)保證內(nèi)襯軟管完全貼附在現(xiàn)狀污水管壁上→紫光固化完成后移除設(shè)備車、拆除軟管兩端封堵→CCTV內(nèi)窺法驗收檢測。

        4 施工質(zhì)量保障措施

        4.1 嚴(yán)控清淤及CCTV內(nèi)窺檢測工作

        現(xiàn)狀污水管道清淤時,使用20 cm刮斗從施工段起點檢查井作業(yè)至終點檢查井后,刮斗表面帶出雜物重量小于0.06倍管道長度重量為合格。

        CCTV檢測儀是用來檢測管道內(nèi)部各類情況的新型智能化設(shè)備,取代了肉眼目測法觀察管道內(nèi)部情況的局限性。本項目現(xiàn)狀污水管清淤及修復(fù)全階段都需要CCTV內(nèi)窺檢測方法的參與,因此在施工準(zhǔn)備、施工過程及施工驗收全過程必須嚴(yán)格保證量測精度,以便各項工作正常開展。

        4.2 控制內(nèi)襯軟管材料質(zhì)量

        紫光固化軟管修復(fù)對內(nèi)襯軟管材料要求很高,因此內(nèi)襯軟管廠家必須符合相關(guān)部門組織要求并具備產(chǎn)品合格證、第三方抽檢合格證書,且在運輸過程中采用遮光型貨車運輸,運輸至施工現(xiàn)場嚴(yán)格存放于遮陽棚內(nèi),以保證運輸及存放過程不受太陽光照射。進場后材料必須進行復(fù)檢,由具備資質(zhì)的第三方單位復(fù)檢合格后方可使用,以保證施工質(zhì)量[10]。

        4.3 控制紫外光固化質(zhì)量

        (1)卷揚機拖入內(nèi)襯軟管時要保證速度均勻,不可過快或過慢。以鋼筋混凝土管道為例,正常情況下速度v≈6 m/min,現(xiàn)場施工前先進行速度測試。

        渦輪風(fēng)機充氣開始時精細(xì)控制加壓速度,初始階段為0.001 Pa/min;待壓力達(dá)到0.01 Pa時,按照0.01 Pa/min加壓;待壓力達(dá)到0.1 Pa時,按照0.05 Pa/min加壓;待壓力達(dá)到0.2 Pa時保持10 min,然后進行內(nèi)襯軟管充氣施工。

        紫光固化施工過程中嚴(yán)格控制光固化設(shè)備車行進速度和光照強度、溫度,固化過程始終采用CCTV內(nèi)窺法進行監(jiān)控,以便根據(jù)固化效果隨時調(diào)整,如有突發(fā)情況應(yīng)立即停止紫光固化施工,人員撤離,現(xiàn)場立設(shè)警示標(biāo)志,待情況明朗并解決后再繼續(xù)施工[11]。

        (2)在管道修復(fù)過程中,現(xiàn)場存在部分井段滲漏較嚴(yán)重,并已造成水土流失,為防止管道沉降,保證管道修復(fù)施工安全和后續(xù)污水管道的正常運營。須對滲漏點有錯口或脫節(jié)部位采取水泥漿注漿措施進行加強處理,注漿壓力及范圍現(xiàn)場確定[12]。

        5 井下作業(yè)安全措施

        5.1 一般規(guī)定

        (1)現(xiàn)狀污水管道清淤施工以機械作業(yè)為主,嚴(yán)格限制人員下井作業(yè)。存在難以清除的混凝土建渣等淤積物,人工清理時必須制定專項施工方案并經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主審批合格后方可進行。

        (2)管井施工人員必須經(jīng)過專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)并經(jīng)考核合格后方可進場施工。施工單位在現(xiàn)狀管道清淤修復(fù)前,應(yīng)對作業(yè)人員再次進行通風(fēng)、通訊、檢測有毒氣體、地下照明設(shè)備使用專項培訓(xùn)。

        (3)管井施工,應(yīng)對作業(yè)人員進行體檢,體檢合格方可進場,并嚴(yán)格控制作業(yè)人員的年齡,現(xiàn)場以不超過50歲為宜,且按照國家規(guī)定嚴(yán)禁使用超過60歲人員。

        (4)管井施工每一施工段實行審批制度,每一施工段施工前,首先向監(jiān)理單位申請,審批通過并由專業(yè)監(jiān)理工程師在下井令上簽字后方可施工[13]。

        5.2 通風(fēng)及氣體檢測

        (1)管井施工前,先打開現(xiàn)狀污水管道施工段井蓋及上下游相鄰井蓋通風(fēng),通風(fēng)時間要求大于30 min,若30 min后井內(nèi)仍存在異味或氣體檢測不合格應(yīng)使用鼓風(fēng)機輔助通風(fēng),直至管道內(nèi)無異味且氣體檢測合格方可進行下步工序。

        (2)管井內(nèi)氣體檢測主要是測定氧氣含量,及管井內(nèi)部有毒有害氣體、易燃易爆氣體是否在規(guī)范允許范圍內(nèi),若測定不合格必須采用機械輔助排出,直至管井內(nèi)氣體檢測復(fù)檢合格為止。有條件的項目可為井下施工人員配備防毒氧氣面罩,輔助工人施工。

        5.3 照明和通訊

        (1)現(xiàn)狀污水管道清淤修復(fù)嚴(yán)禁夜間施工,井下作業(yè)人員應(yīng)配備微型防爆式強光頭燈,每次下井作業(yè)前應(yīng)檢查頭燈照明狀況。

        (2)現(xiàn)場通訊要求采用專用對講機,進入管井內(nèi)作業(yè)前需實現(xiàn)調(diào)整同樣頻率并相互測試,測試合格后下井作業(yè),且作業(yè)人員事先約定好明確的聯(lián)系方法,不建議采用手機通訊。

        6 結(jié)束語

        綜上所述,市政道路反復(fù)開挖不僅造成大量資源浪費,更反映出城市管網(wǎng)施工技術(shù)的落后,而通過采用非開挖現(xiàn)狀管道原位修復(fù)的方式,不僅緩解了日益加劇的城市交通壓力,而且節(jié)省了投資、加快了施工工期,具有良好的發(fā)展前景。

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