王濤WANG Tao

（科設(shè)勘察設(shè)計(jì)有限公司，廈門 362000）

0 引言

由于城市的污水管道使用年限延長，很多城市污水管道即將進(jìn)入服務(wù)周期末期，但是，因?yàn)楣艿捞幱诘叵?，?dǎo)致管道的各類缺陷多且復(fù)雜，會經(jīng)常出現(xiàn)跑、冒、漏等嚴(yán)重影響污水管道排污能力的現(xiàn)象，排水管道滲漏還會對道路路基結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生較大影響，各地因排水管道滲漏造成路面塌陷的新聞報(bào)道已屢見不鮮，對人們的出行和交通安全造成嚴(yán)重的影響，因此需要及時(shí)對污水管道缺陷進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。

本文以河濱南路污水管道塌堵修復(fù)工程為例，通過對該段污水管道進(jìn)行CCTV 可視化檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)目前管道缺陷已經(jīng)對管道的正常運(yùn)行及周邊路基造成嚴(yán)重影響，亟需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和修復(fù)。因該段管道處于大同路與河濱南路交叉口處，傳統(tǒng)的開挖修復(fù)技術(shù)會對周邊地下管線、交通安全及周圍居民、環(huán)境有較大影響，而非開挖修復(fù)技術(shù)具有施工作業(yè)時(shí)間短、環(huán)境污染小、交通影響小等優(yōu)勢，因此，本段管段選擇采用非開挖方式進(jìn)行修復(fù)。在對該段管道修復(fù)前，還需要對管道外周圍的土體進(jìn)行探地雷達(dá)檢測，確定空洞及土體松動的詳細(xì)情況，并采取有針對性的處理措施，以保證后續(xù)非開挖修復(fù)施工安全和修復(fù)效果。

1 工程概況

1.1 現(xiàn)狀管道情況

本工程位于河濱南路與大同路交叉口處，該段管道為縣城區(qū)污水主干管，上游收集縣城西片區(qū)污水后沿河濱南路污水主干管排入縣城污水處理廠，目前道路下污水管道已無法正常過水，導(dǎo)致上游污水無出路而漫溢至路面。河濱南路污水主管道管徑為DN1000，大同路污水支管管徑為DN300。

1.2 污水管道檢測結(jié)果

針對河濱南路及大同路損壞污水管道進(jìn)行CCTV 可視化檢測，根據(jù)檢測結(jié)果確定該段污水主、支管道存在2級和4 級結(jié)構(gòu)性缺陷，具體如圖1 所示。

圖1 污水管道損壞段平面示意圖

依據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》CJJ181-2012 中8.3 條相關(guān)公式對缺陷等級及養(yǎng)護(hù)指數(shù)進(jìn)行分析評估，結(jié)果如表1 所示。

表1 河濱南路污水管道缺陷情況表

2 修復(fù)方案選擇

2.1 總體方案

目前，排水管道常用的修復(fù)方法主要有開挖修復(fù)和非開挖修復(fù)兩種。開挖修復(fù)工藝是路面破除開挖后將原破損管道取出更換新管道，其主要特點(diǎn)為開挖后可直接對管道進(jìn)行更換，施工質(zhì)量有保證，但其需開挖路面，會對道路交通等各方面造成許多影響，尤其對于交通要道，交通繁忙地帶。相比于開挖修復(fù)工藝，非開挖修復(fù)工藝是采用少破除開挖或不破除開挖現(xiàn)狀地面來進(jìn)行排水管道修復(fù)更新的方法，其具有對交通及周邊環(huán)境影響小、速度快、施工周期短、施工安全性高等特點(diǎn)。

本工程污水主管道（W2-W1 段）缺陷點(diǎn)位于大同路與河濱南路交叉口，屬于交通繁忙的路口，根據(jù)現(xiàn)場踏勘確定現(xiàn)狀道路路面結(jié)構(gòu)良好，相關(guān)配套市政公用管線均已完成建設(shè)。如若采用開挖修復(fù)技術(shù)、頂管、拉管或遷改方案，會對地面通行、周邊構(gòu)（建）筑物及地下管線帶來安全隱患，也會對周邊居民日常生活產(chǎn)生較大影響，而且還會造成公共資源的浪費(fèi)。從項(xiàng)目工程造價(jià)考慮，非開挖修復(fù)工藝的單價(jià)相比傳統(tǒng)的開挖換管的單價(jià)要高，但是開挖換管施工過程中會受到各種復(fù)雜環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生高昂的工程措施費(fèi)用，例如交通導(dǎo)行、施工圍擋、溝槽支護(hù)等，而且開挖換管施工過程中也存在其他地下管線被挖斷的安全隱患。

綜上所述，本段污水主管道采用非開挖修復(fù)工藝。

2.1.2 污水支管道總體方案

污水支管道（W2-W3 段）缺陷點(diǎn)位于大同路與河濱南路交叉口交通導(dǎo)流島內(nèi)，該段管道缺陷長度較短，道路下無其他公用管線且交通導(dǎo)流島具有封閉施工的條件。本段采用開挖翻排管道方案相較于非開挖修復(fù)方案來說，具有施工效果好、工程投資低等優(yōu)勢。

綜上所述，本段污水支管道采用開挖修復(fù)工藝。

2.2 非開挖修復(fù)工藝選擇

排水管道非開挖修復(fù)方法很多，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以后也會有更多的技術(shù)被采用。目前，常用排水管道非開挖修復(fù)按技術(shù)可分為土體注漿法、嵌補(bǔ)法、套環(huán)法、局部內(nèi)襯、原位固化、螺旋內(nèi)襯、短管及管片內(nèi)襯、折疊內(nèi)襯、涂層法和裂管法等，各類非開挖修復(fù)技術(shù)及其適用條件詳表2。

表2 各類非開挖修復(fù)技術(shù)及其適用條件

結(jié)合本工程中河濱南路污水管道缺陷類型、等級及周邊現(xiàn)狀情況，選用施工設(shè)備小、進(jìn)度快、施工難度低且施工質(zhì)量好的紫外光固法作為本項(xiàng)目污水管道的修復(fù)方式。

經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)核，污水管道經(jīng)紫外光固法修復(fù)后，過水?dāng)嗝嬉廊荒軡M足使用需求。

在跨境電商旅游英語理論知識的教學(xué)過程中教師應(yīng)適當(dāng)引進(jìn)微課，通過“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式吸引學(xué)生們的注意力及學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生們自主學(xué)習(xí)的積極性，使得學(xué)生在英語學(xué)習(xí)中發(fā)揮主觀能動性及時(shí)發(fā)現(xiàn)英語學(xué)習(xí)過程中的問題，展開自主的探究及解決，教師在此過程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容在課前設(shè)計(jì)過程中針對教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)難點(diǎn)制作視頻，在網(wǎng)絡(luò)上搜集一些精彩的微視頻，結(jié)合教材內(nèi)容平自我制作，保證視頻中的英語知識點(diǎn)學(xué)生們不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生能夠理解[2]，并在微課制品制作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)提出針對性的問題，引導(dǎo)學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中結(jié)合問題進(jìn)行探究解答，促進(jìn)學(xué)生們學(xué)習(xí)積極性及自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

3 修復(fù)方案設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)方案

本文主要針對污水主管道（W1-W2 塌堵段）非開挖修復(fù)方案進(jìn)行分析、論證。污水主管道總體修復(fù)方案如下：①堵水調(diào)水：對W2 上游兩股來水檢查井進(jìn)行封堵，設(shè)置臨時(shí)調(diào)水泵，將上游的污水暫時(shí)調(diào)往附近雨水系統(tǒng)。②管道預(yù)處理：將待修復(fù)管段內(nèi)的水抽干，采用管內(nèi)塌陷預(yù)處理技術(shù)對管道變形塌陷部位進(jìn)行預(yù)處理。③缺陷修復(fù)：對W1-W2 整段管道使用CIPP 紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)對缺陷段管道進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)加固。

3.2 工藝流程

該項(xiàng)目的具體施工工藝流程為：前期管道調(diào)查→內(nèi)襯管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→堵水及調(diào)水→鉆孔壓密注漿→塌方管道清除+鋼套環(huán)內(nèi)襯→管道內(nèi)襯修復(fù)→端口處理→CCTV 檢測驗(yàn)收→拆除管堵→恢復(fù)通水。

3.3 管道非開挖修復(fù)設(shè)計(jì)

3.3.1 紫外光固化原理

紫外光固化修復(fù)技術(shù)是原位固化法（CIPP）中的一種，是近些年應(yīng)用領(lǐng)域、實(shí)用規(guī)模拓展非常迅速的一種非開挖管道修復(fù)技術(shù)。它是將玻璃鋼制動軟管中浸漬光固性樹脂，在樹脂用量中加入光引發(fā)物，然后將其拉入原導(dǎo)管中，并通過充氣膨脹使之更貼近于原導(dǎo)管，通過紫外線成為固化媒介，當(dāng)通過一定波段的紫外線輻射時(shí)，樹脂用量產(chǎn)生凝固反應(yīng)，從而產(chǎn)生了高強(qiáng)度內(nèi)襯新管。

紫外光固化法修復(fù)前，對原管線進(jìn)行封閉、引流、清淤等預(yù)處理，預(yù)處理具體措施根據(jù)原管線的評價(jià)報(bào)告根據(jù)不同的問題采取相應(yīng)的預(yù)處理技術(shù)。對于裂縫的解決辦法采用注漿封閉裂縫部位，保證修復(fù)后管道的密封性。在管線預(yù)處理之后，使原污染管線內(nèi)表面保持清潔，對管線再次進(jìn)行CCTV 檢查，無影響制動軟管所襯入的表面附著物、尖銳毛刺、突起等問題后方可進(jìn)行下一步作業(yè)。

預(yù)處理作業(yè)完成后，將軟管拉入待修復(fù)原有管道內(nèi)，對軟管充氣使其膨脹擴(kuò)張至緊貼原有管道，然后在紫外光燈的作用下固化，形成較高強(qiáng)度的內(nèi)襯，與原有管道共同抵抗管頂荷載。固化后的內(nèi)襯管具有較好的抗腐蝕、抗沖洗、抗摩擦性能，耐久性優(yōu)良，使用壽命完全滿足現(xiàn)有管道原設(shè)計(jì)剩余使用壽命的要求。

3.3.2 管內(nèi)塌陷預(yù)處理

根據(jù)CCTV 檢測結(jié)果顯示，W1-W2 段管道破裂塌陷、管道上部形成空鼓，在非開挖修復(fù)前需對管道塌陷的地方進(jìn)行鉆孔壓密注漿，以保證修復(fù)施工安全和避免路面出現(xiàn)塌陷。待管道周圍地層固結(jié)后，將塌方管道進(jìn)行清除，利用鋼套環(huán)內(nèi)襯進(jìn)行預(yù)處理。

在W2-W1 方向0.5m 至15m 的方位，采用導(dǎo)管注漿的方式使變形、塌陷部位周圍軟弱土層固結(jié)。注漿范圍為管周1m，注漿管直徑為DN40，注漿孔間隔1.0m。

待管道周圍地層固結(jié)確認(rèn)安全后，采用啟動切割工具將變形、塌陷部位管片切割，然后掏出塌陷部位土體，同時(shí)內(nèi)襯鋼管（鋼片拼裝）。鋼套環(huán)內(nèi)襯修復(fù)工藝采用厚度為6mm的Q235B 鋼板進(jìn)行冷彎加工，每環(huán)分為兩片，在污水管道內(nèi)進(jìn)行焊接連接，以每50cm 為一進(jìn)尺，在切割完成后立即內(nèi)襯鋼套管，在鋼套環(huán)襯砌完成后對鋼套圈和加固土體之間的縫隙進(jìn)行注漿，直至塌陷部分處理結(jié)束。施工時(shí)可從檢查井兩端同時(shí)進(jìn)行清理、掏挖、內(nèi)襯程序來減少施工時(shí)間。

3.3.3 紫外光固化修復(fù)

①內(nèi)襯管設(shè)計(jì)。本工程采用紫外光固化法對管道進(jìn)行非開挖技術(shù)的修復(fù)，內(nèi)襯管壁的厚度最小值計(jì)算公式如下：

式中：t—內(nèi)襯管壁厚（mm）；Do—內(nèi)襯管管道外徑（mm）；K—圓周支持率，取值宜為7.0；EL—內(nèi)襯管的長期彈性模量（MPa），宜取短期模量的50%；C—橢圓度折減系數(shù)；p—內(nèi)襯管管頂?shù)叵滤畨毫Γ∕Pa），地下水位的取值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50332 的有關(guān)規(guī)定；N—安全系數(shù)，取2.0；μ—泊松比，原位固化法內(nèi)襯管取0.3，PE 內(nèi)襯管取0.45；q—原有管道的橢圓度（%），可取2%；DE—原有管道的平均內(nèi)徑（mm）；Dmin—原有管道的最小內(nèi)徑（mm）；Dmax—原有管道的最大內(nèi)徑（mm）。

根據(jù)計(jì)算，確定本工程內(nèi)襯管壁厚為11mm。

②管道內(nèi)襯修復(fù)施工順序。原有管道內(nèi)鋪設(shè)墊膜→拉入軟管→固定扎頭→充氣膨脹→放入紫外燈組→紫外光固化→拉出內(nèi)膜→卸除扎頭→端頭處理。

③施工要點(diǎn)。1）在拉入軟管前應(yīng)在原有管道內(nèi)鋪設(shè)墊膜，避免磨損或劃傷軟管，墊膜應(yīng)放置在原有管道底部，且要覆蓋大于1/3 的管道周長，并在原有管道的兩端進(jìn)行固定。2）沿管底的墊膜將浸漬樹脂的軟管平穩(wěn)、緩慢地拉入原有管道，軟管的拉入速度應(yīng)小于等于5m/min，避免拉入過快導(dǎo)致軟管磨損或劃傷。軟管拉入原有管道后，軟管兩端長度應(yīng)比原有管道長300mm~600mm，軟管需對折放置在墊膜上，同時(shí)保證軟管的軸向拉伸率小于等于2%。3）軟管的擴(kuò)展應(yīng)采用壓縮空氣，將充氣裝置安裝在軟管的入口端，并且安裝控制和顯示壓縮空氣壓力的裝置，軟管末端亦需安裝調(diào)壓閥。壓縮空氣充氣裝置壓力需能使軟管充分膨脹擴(kuò)張至緊貼原有的管道內(nèi)壁，壓力值根據(jù)產(chǎn)品的使用說明來確定。在軟管充氣前需要檢查各連接處的密封性。4）紫外光固化過程中內(nèi)襯管內(nèi)需要保持一定的空氣壓力，使內(nèi)襯管與原有管道緊密貼合；應(yīng)根據(jù)內(nèi)襯管管徑和壁厚控制紫外光燈的前進(jìn)速度；內(nèi)襯管固化完成后，應(yīng)緩慢降低管內(nèi)壓力至大氣壓。5）固化完成后內(nèi)襯管端口處內(nèi)襯管與原有管道結(jié)合不緊密時(shí)，應(yīng)在內(nèi)襯管與原有管道之間充填樹脂混合物進(jìn)行密封，且樹脂混合物應(yīng)與軟管浸漬的樹脂材料相同。6）內(nèi)襯管端頭應(yīng)切割整齊。

4 修復(fù)成果

本工程污水主管道經(jīng)過非開挖修復(fù)后，原有變形塌陷管道恢復(fù)正常，管道周圍土體得到加固，管道整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到加強(qiáng)，管道內(nèi)表面較之原有管道更加光滑，摩擦系數(shù)降低，增加了原有管道過流能力。

管道完成修復(fù)2 年多以來，管道上方地面沒有再發(fā)生沉降，污水管道運(yùn)行情況良好，本工程修復(fù)質(zhì)量滿足要求，效果明顯，很好地解決了原有管道缺陷問題。

5 結(jié)語

綜上所述，與傳統(tǒng)的開挖修復(fù)技術(shù)相比較，采用非開挖技術(shù)能夠很大程度地保障周圍道路交通、地下管線安全，同時(shí)減少對周圍建筑物、環(huán)境及居民正常生活的影響。本文通過具體的污水管道塌堵?lián)屝薨咐?，對常用的管道修?fù)工藝、非開挖修復(fù)設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)難點(diǎn)及要求進(jìn)行分析、論證，為后續(xù)其他同類項(xiàng)目提供參考和幫助。