李春雷

(中國(guó)水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都，611130)

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，排水管道的建設(shè)逐年增加，城市地下管網(wǎng)的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。部分城區(qū)管網(wǎng)修建年份較早，由于管道基礎(chǔ)老化、污水及有害氣體的侵蝕，加上地面荷載等因素，導(dǎo)致管道結(jié)構(gòu)發(fā)生破損，甚至出現(xiàn)局部破裂，這些情況嚴(yán)重影響了城市排水的安全運(yùn)行。破損的管道亟待修復(fù)，以保證排水暢通。經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)革新，鋼抱環(huán)修復(fù)技術(shù)獲得了成功應(yīng)用，有效避免了對(duì)路面開(kāi)挖修復(fù)所造成的交通堵塞，減少了對(duì)市政道路、建構(gòu)筑物等環(huán)境的破壞和對(duì)居民正常生活和工作秩序的影響，具有較高的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

1 施工工藝介紹

1.1 工藝原理

鋼抱環(huán)修復(fù)是指采用3等分割的鋼套管，鋼板之間通過(guò)預(yù)留螺栓卡扣、螺栓孔進(jìn)行連接。前期根據(jù)管道閉路電視(CCTV)檢測(cè)的數(shù)據(jù)資料，確定所要修復(fù)的局部尺寸，通過(guò)廠家定制鋼套管，在管內(nèi)用小型千斤頂支撐后，單個(gè)鋼套管的3塊鋼板之間采用螺栓進(jìn)行固定，如需采用多個(gè)鋼套管，套管之間采用螺栓進(jìn)行固定，在鋼套管與現(xiàn)狀管壁之間通過(guò)預(yù)留灌漿孔填充水泥漿。為延長(zhǎng)管道使用年限，可在鋼套管內(nèi)進(jìn)行一道紫外光固化施工，最后進(jìn)行CCTV檢測(cè)、施工質(zhì)量檢測(cè)。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

本工藝可對(duì)存在破損、變形、坍塌等結(jié)構(gòu)性缺陷的管道進(jìn)行修復(fù)。采用鋼抱環(huán)修復(fù)對(duì)塌陷位置內(nèi)襯，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道破裂處的加固，同時(shí)該工藝采用非開(kāi)挖技術(shù)，施工過(guò)程不需對(duì)路面開(kāi)挖，具有較好的環(huán)境效益。施工效率高，管道修復(fù)完成之后即可投入使用。修復(fù)效果顯著，修復(fù)后的管道使用年限最少可達(dá)到40年。

1.3 適用范圍

鋼抱環(huán)修復(fù)工藝主要適用于城市排水管道管徑在DN800mm～DN1200mm范圍內(nèi)出現(xiàn)的短距離缺陷修復(fù)，包括管道破裂(坍塌)、變形、滲漏等。

1.4 工藝流程

鋼抱環(huán)修復(fù)施工工藝流程如圖1所示。

圖1 鋼抱環(huán)修復(fù)施工工藝流程

2 施工操作要點(diǎn)

2.1 管道封堵及導(dǎo)排

(1)打開(kāi)待修復(fù)管道及其上下游檢查井井蓋，自然通風(fēng)不少于30min。人員下井過(guò)程中，持續(xù)機(jī)械通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)平均風(fēng)速不應(yīng)小于0.8m/s。

(2)井下有毒氣體檢測(cè):人員下井前必須對(duì)井下有毒氣體進(jìn)行檢測(cè)，確保安全方可下井作業(yè)，且應(yīng)佩戴隔離式防毒面具[1]。

(3)在待修復(fù)管道上游檢查井及修復(fù)管道兩端檢查井內(nèi)布置排污泵，排污泵數(shù)量根據(jù)來(lái)水量而定，將上游管道來(lái)水及待修復(fù)管道內(nèi)積水進(jìn)行抽排，抽排至下游檢查井[2]。

2.2 管道預(yù)處理

(1)首先采用吸污車將管道內(nèi)殘?jiān)⊥粱螂s質(zhì)進(jìn)行清除。檢查管道沉降變形情況，確定管道坍塌距離，做出修復(fù)方案。

(2)對(duì)地質(zhì)有坍塌或流水較大時(shí)，先對(duì)其進(jìn)行注漿止水，加固穩(wěn)定土壤。

(3)井下操作人員將坍塌部位的管材進(jìn)行鑿除，人工清理。坍塌部位掏挖過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)觀察上部情況，避免二次塌方。

(4)如對(duì)坍塌管道段注漿止水時(shí)，等土體穩(wěn)固后進(jìn)行掏挖，坍塌管段嚴(yán)禁超長(zhǎng)掏挖。掏挖過(guò)程中，應(yīng)對(duì)未掏挖部分采用千斤頂配合鋼板進(jìn)行臨時(shí)支撐，邊掏挖邊支撐。

2.3 鋼環(huán)安裝

(1)通過(guò)確定管道坍塌距離，廠家預(yù)定制3等分割的鋼套管運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，人工將3等分割的鋼套管一片一片吊至檢查井內(nèi)，人工搬運(yùn)至施工斷面。

(2)每挖掏40cm，人工將鋼套管的三塊鋼板拼裝成圓管并固定形成內(nèi)襯，先進(jìn)行管底120°鋼套管安裝，然后進(jìn)行兩側(cè)120°鋼套管拼裝，安裝期間中間采用小型千斤頂支撐住鋼套管，防止不穩(wěn)固土體擠壓造成鋼套管變形或脫落砸傷工人，鋼套管材料鋼板采用壁厚8mm～10mm，寬400mm，管片中間預(yù)留注漿孔。

(3)在管內(nèi)用小型千斤頂支撐住鋼板，鋼板之間通過(guò)預(yù)留螺栓卡扣、螺栓孔進(jìn)行連接固定。鋼片環(huán)向及縱向之間采用螺栓固定。

(4)在管內(nèi)用小型千斤頂支撐后，單個(gè)鋼套管的3塊鋼板之間采用螺栓進(jìn)行固定，如需采用多個(gè)鋼套管，套管之間也采用螺栓進(jìn)行固定。

(5)通過(guò)鋼板預(yù)留的灌漿孔在鋼板與現(xiàn)狀管壁之間填充水泥漿，鋼套管縱向兩端采用環(huán)氧樹(shù)脂或速干水泥進(jìn)行填充封閉止水。

(6)鋼套管安裝過(guò)程中要有專人檢查，發(fā)現(xiàn)鋼套管變形、松動(dòng)等現(xiàn)象，要及時(shí)加固，保證鋼套管安裝精度。

2.4 灌漿處理

(1)采用速干水泥封堵管道兩端及鋼套管之間的縫隙，防止高壓泵壓力及泥漿外泄。

(2)清理鋼套管壁上的注漿孔，每排管道準(zhǔn)備一根高壓注漿主管，設(shè)一主控制閘閥；根據(jù)鋼套管預(yù)留注漿孔的位置，布設(shè)3根注漿支管，每個(gè)注漿口支管均設(shè)控制閘閥。

(3)每隔一節(jié)設(shè)注漿孔，注漿孔布置在管節(jié)中間，每個(gè)斷面布置3個(gè)注漿孔，在管壁上呈120°分布，注漿時(shí)由低注漿孔向高注漿孔注漿，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的注漿壓力并持續(xù)3min不出故障，即認(rèn)為注漿設(shè)備性能正常，開(kāi)始注漿?；靥钭{壓力采用0.2MPa－0.3MPa，灌漿時(shí)逐漸增大灌漿壓力，在最大設(shè)計(jì)壓力條件下，注入量不大于5L/min，持續(xù)灌注15min后，可結(jié)束灌漿。施工中須注意壓力表壓強(qiáng)值及相鄰注漿孔出漿情況。

(4)注漿完成后用不銹鋼絲堵封堵注漿孔，并用水泥砂漿磨平孔口。

(5)待注漿完畢，立即用清水沖洗注漿管，必須采取適當(dāng)措施處理廢水，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放至市政排水系統(tǒng)。

(6)制漿時(shí)做到隨用隨制，使用多少漿制多少漿；漿液要進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，且?jiān)持注漿前不斷攪拌，防止再次沉淀，影響注漿效果；注漿時(shí)嚴(yán)密觀察壓力表壓強(qiáng)值及相鄰注漿孔出漿情況，當(dāng)壓力突然上升或從孔壁溢漿須立即停止注漿。

2.5 紫外光固化施工

2.5.1 拉入底膜

借助檢測(cè)設(shè)備將繩索導(dǎo)入管道內(nèi)，利用繩索綁扎塑料底膜，在上游檢查井井口處設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)，將底膜拉入管道內(nèi)并固定在管道底部，以減少內(nèi)襯管拉入過(guò)程中的摩擦力以及避免對(duì)內(nèi)襯管的劃傷。

2.5.2 拉入內(nèi)襯管

(1)內(nèi)襯管下料長(zhǎng)度為管道長(zhǎng)度加附加量，附加量根據(jù)管道直徑確定，當(dāng)管道直徑為DN100～DN400時(shí)，附加量為1.2m；管道直徑為DN500～DN1600時(shí)，附加量為2.0m。

(2)將內(nèi)襯管沿長(zhǎng)度折疊以方便拉入管道，在端部沿寬度方向折疊，用綁帶綁扎牢固，使用連結(jié)在卷?yè)P(yáng)機(jī)上的繩索將捆扎好的內(nèi)襯管拉入管道內(nèi)，拉入速度不得大于1.5m/min。

2.5.3 綁扎堵頭

(1)選用不銹鋼堵頭，堵頭直徑不應(yīng)小于內(nèi)襯管直徑的2/3。檢查堵頭、充氣接口和壓力接口是否有堵、有漏現(xiàn)象，堵頭螺絲是否靈活好用，電纜保護(hù)墊是否完好[3]。

(2)堵頭安裝前應(yīng)清理干凈，不能有之前安裝時(shí)殘留的樹(shù)脂，將堵頭安裝在內(nèi)襯管內(nèi)膜上，用2～3條綁帶固定，綁帶卡扣應(yīng)錯(cuò)位30o以上，用力綁好。

2.5.4 充氣加壓

(1)連接空氣壓縮機(jī)與堵頭之間的供氣管道，給內(nèi)襯管充氣，依靠空氣壓力使內(nèi)襯軟管膨脹，加壓過(guò)程緩慢進(jìn)行，防止內(nèi)襯管過(guò)度膨脹及出現(xiàn)褶皺。

(2)充氣壓力、升壓速率、間歇時(shí)間等參數(shù)根據(jù)內(nèi)襯管形狀、直徑、厚度的不同進(jìn)行調(diào)整，最大充氣壓力不大于0.6bar，每次加壓為30mbar～60mbar。

2.5.5 拉入紫外光燈

(1)在放燈前要檢查好燈泡、燈架、攝像頭、電纜接口是否正常，安裝燈泡應(yīng)戴上手套，小心安裝。在燈架下井的時(shí)候，要保護(hù)好燈架、燈泡，小心放入。

(2)停止充氣后，打開(kāi)堵頭蓋板，將燈架緩慢放入內(nèi)襯管內(nèi)，并檢查牽引繩是否牢固、放順，通知操作人員查看顯示屏是否有圖像，擺順燈架。

(3)扣好堵頭蓋板，連接充氣管及壓力管，電纜要用滑輪平順地順到井口，井口安裝導(dǎo)向輪。通知操作人員，確認(rèn)井下無(wú)人，電纜不卡，不摩擦，進(jìn)行充氣。

(4)利用牽引繩將燈架拉至固化起始端，速度均勻、平穩(wěn)，防止輪子或部件損壞內(nèi)膜，并通過(guò)顯示屏查看管道內(nèi)的情況，觀察下料時(shí)是否出現(xiàn)褶皺等情況。

2.5.6 紫外光固化

(1)通氣保壓，開(kāi)燈預(yù)熱，溫度達(dá)到80℃～130℃時(shí)，即可進(jìn)行行走固化，行走速度根據(jù)管徑、壁厚及燈數(shù)量的不同進(jìn)行設(shè)置，勻速行走，最大速度不得大于1.4m/min。

(2)固化過(guò)程中，要循環(huán)檢查上下游檢查井的情況，并密切觀察氣壓和溫度的變化，適當(dāng)調(diào)整燈架的速度，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，應(yīng)減速至少10%。

(3)當(dāng)燈架行走至末端井堵頭附近，觀察溫度變化情況，待溫度上升到最高向下降時(shí)，即可關(guān)燈、關(guān)氣，全程固化完成，拆掉充氣管、壓力管，打開(kāi)堵頭蓋板，收回電纜及燈架。

2.6 施工質(zhì)量控制

(1)做好鋼套管下料過(guò)程質(zhì)量控制，嚴(yán)格執(zhí)行圖紙及工藝要求。

(2)修復(fù)后通過(guò)CCTV檢測(cè)驗(yàn)收修復(fù)效果，檢測(cè)按?城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程?(CJJ181－2012)，需達(dá)到:修復(fù)更新后的管道處應(yīng)無(wú)明顯濕漬、滲水，嚴(yán)禁滴漏、線漏等現(xiàn)象；鋼套管應(yīng)完全伸展開(kāi)，并應(yīng)與原管壁粘接牢固連成一體；鋼套管表面光潔、平整，無(wú)局部劃傷、裂紋、磨損、空洞、拉伸變形等影響管道結(jié)構(gòu)、使用功能的損傷和缺陷。

3 結(jié)語(yǔ)

采用鋼抱環(huán)技術(shù)對(duì)城市排水管道坍塌修復(fù)時(shí)，由于采用非開(kāi)挖方式，減少工程土石方開(kāi)挖、運(yùn)輸和堆放，在有利于環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，減少了基礎(chǔ)埋設(shè)、地面恢復(fù)等所需的人工、材料、機(jī)械費(fèi)用。此外，應(yīng)用該技術(shù)施工周期短、綜合成本低，作業(yè)安全迅速、經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。