寇奇伟

（西安市北郊市政养护管理公司，陕西 西安 710000）

1 碎裂管短管拼接法的适用性

目前，在城市老旧城区、繁华路段，随着使用年限增加，地下管道使用功能因城市发展不能满足实际需要。管道受土层电化学腐蚀作用，结构损坏或老化程度不断加深，管道结构和强度不能满足运行要求，导致管道堵塞、污水外溢、下雨积水等问题，困扰着人们的日常生活。为了在不影响城市交通的前提下修复排水管道的结构性缺陷，多种类型的非开挖修复技术被广泛应用。其中，能解决管道严重结构性缺陷，并能扩容、可新换管材且能真正意义上做到零开挖修复DN600以下管径的管道修复施工仅为碎裂管短管拼接法。

碎裂管短管拼接法是源于碎裂管法的另一种施工方法，简单来说，就是将整段PE管道进行切割，利用车床加工接口，无需开挖，将短管从检查井井口吊入井室内，然后通过一定的方式拼接连贯，置换整段管道。此方法相比碎裂管法做到了真正的零开挖，相比明开挖法具有施工速度快、效率高、价格优惠、对环境更加有利、对地面干扰少等优势，较好地解决了更新管道无管位、特殊路段禁止施工的难题。碎裂管短管拼接可以更换水泥管、陶瓷管、石棉管、钢管以及球墨铸铁管。

与其他管道非开挖修复方法相比，其最大优势在于它是唯一具有扩容作用且能利用新管材更换原有管道的方法。通常，更换管径能增容30%左右，小管径在条件许可情况下最大可扩容至150%，并且延长了管道的使用寿命，属于一种非开挖修复增加管道过流能力的施工方法。

2 质量问题

2.1 井室内支撑系统失稳

大多数管道在修复时均出现老旧破损，检查井井室强度也存在不同程度的问题，所以在设置顶进平台与牵引平台时，需要在检查井内设置稳固的牵引或后推支撑。当支撑不牢固或未预先判定检查井井室能否承受作用力时，会造成支撑受力不均发生侧向倾斜，导致胀管头轴向方向偏移以及后推短管间受力不均发生管道破损、变形。

2.2 管材质量缺陷

管材的主要质量缺陷有三点：（1）环刚度。当环刚度＜12.5kN/m2时，后方顶推液压油表压力值达到14MPa，管材发生变形；压力值达到16MPa时，管材发生破损。（2）不圆度。根据《聚丙烯静音排水管材及管件》（CJ/T 273—2008）规定，管材不圆度不得＞0.024dn。若不符合要求，经机床加工后公母口会导致厚度不均等问题，这样管道在正常顶推过程中，一旦受力不均或顶推距离较远时，容易在最薄处发生变形。（3）壁厚。按照《聚丙烯静音排水管材及管件》（CJ/T 273—2008）要求，管材壁厚与不同管径的要求偏差不得大于规范要求，当壁厚不满足要求时，依然会发生上述质量问题。

2.3 短管拼接方式不合理

碎裂管短管拼接法在施工过程中，短管拼接是该非开挖修复方法的重点之一。由于均为50cm长的短管，连接时管缝数量较多，若管道连接方式不合理，在顶推或牵引时会发生脱节、错口等结构性缺陷。

2.4 管缝处渗漏问题

短管拼接法是在检查井井室内完成PE管拼接工作，接口形式是利用锯齿结构通过相互挤压作用的形式来实现的。此种方法管接缝较多，渗漏是该施工方法在质量控制中应着重考虑的问题之一。

3 质量控制对策

3.1 井室内支撑系统加固

下井修建液压顶管机操作平台，用风镐把污水井底部管沟凿平，砖碎块清理干净。操作间平台要求水平，安装顶管机防护支撑，采用“前一后二”式，在井室底部井室流水槽两侧破除大约7cm宽、15cm深的槽沟，安装承压钢板。首先用水钻在井底混凝土上打孔，孔径为φ160mm，深度≥50cm，然后将H型钢或铁轨插入孔内，并用速凝水泥快速固定压力机底座。利用自制加工的弧形铁楔将孔洞空隙挤紧，并且高强螺栓将水平支撑与竖向支撑进行连接，形式与桁架结构类似，保证支撑系统稳固、牢靠。水平支撑前后端部采用弧形钢板连接，减少因受力增加、压强增大导致支撑系统对井室的破坏。在竖向支撑上焊接限位挡板，将液压千斤顶前拉或后推的法兰嵌入，保证在静拉碎裂管施工过程中，前拉与后推不发生偏移。

3.2 管材的选用及车床的调试

（1）选用符合国家标准规范要求的管材，环刚度达到12.5kN/m2以上的PE-100级管道；要求管材厂家在加工管材时，长度≤4m，管材不圆度≤0.024dn，加工完成后尽可能保持竖向直立放立。（2）再三调试加工机床，使固定端及转子端保持轴向相对固定尺寸，保证加工管材时公母口锯齿口尺寸不变；利用游标卡尺对加工后的管口进行量测，管壁承插口应薄厚均匀，不得使用厚度小于总壁厚要求的95%的管材。

3.3 短管拼接形式

加工管材时，承口（见图1）与插口（见图2）锯齿接口角度外倾，使其与榫卯结构一样，一旦咬合，无法分开，接口处应具有很好的抗拉拔、抗弯折性能，加工后的两节管材涂胶拼接后送至实验室进行抗拉拔试验。参照《聚乙烯压力管材与管件连接的耐拉拔试验》（GB/T 15820—1995）进行试验，试验结果应符合规范要求，避免因受力不均或受力弯拉导致管道脱节或错口。

图2 插口形式

3.4 管缝防漏措施

在管道拼接施工之前，在管道榫卯接口的锯齿管口处均匀涂抹聚氨酯遇水膨胀止水胶以及百盾涂层BD436的混合物，当锯齿管口在受力挤压拼接时，胶体依靠挤压力会充分填充管道接缝。聚氨酯遇水膨胀胶可吸水膨胀，防止管道接缝渗漏；百盾涂层BD436则具有很强的黏结性和耐腐蚀性，防止管道拉脱或接缝处开口。此混合物的结合既解决了管道的防漏的问题，又能防止接缝因腐蚀导致漏水的可能。

4 修复后的质量试验检测

4.1 管道气密性

静拉碎裂管法施工方法的优势就是在不断水的情况下修复管道。由于只是对排水管道进行了修复施工，并未对检查井进行修复，修复后的管道气密性也不能片面依靠闭水试验进行检测，只能采取闭气试验的方法进行检测。

闭气试验主要是在管道上游管道内使用普通封堵气囊进行封堵作业，封堵的同时，上游井必须采取一定抽水、排水作业，防止水压过高导致气囊爆炸损伤气囊或污水外溢出路面。在下游管道内使用闭气检测试验专用封堵气囊进行封堵，封堵后向气囊内注水，气压表端头附着浮漂，漂于管内水面之上，利用液体体积压缩空气体积的原理，查看气压表数值变化情况。

根据《塑料排水管道工程闭气检验标准》（DB29-155—2006）以及《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268—2008），可得出闭气试验检验数据见表1。严格按照表中数据对管道进行闭气试验，并将详细的试验数据记录下来，从管道内压力变化值与时间的关系判断管道是否存在漏气现象。

表1 闭气试验检验表

4.2 CCTV管道检测

排水管道修复后使用CCTV管道检测机器人进行管道的结构性检测，检测主要通过实时视频观察管道变形量以及管道接缝。管道变形量主要是观察管道有无局部竖向变形；管道接缝主要观察有无错口，接缝是否紧密、平顺，管道内壁是否光滑、平顺。管道施工前后检测效果图见图3、图4，从图3、图4可以清晰地看出管道修复的效果。

图3 施工前

图4 施工后

5 结束语

城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染与防治和城市排涝、防洪的骨干，是衡量现代化城市水平的重要标志。

目前，碎裂管法中气动碎裂管法是使用最多的一种，被广泛应用于各种大型的碎裂管法施工项目中，而静拉碎裂管法使用技术要求高、涉及环节多，并且工作环境中存在安全隐患。由于目前的经验和研究成果限制，静拉碎裂管法施工还有很多内容有待进一步系统量化，因此今后亟需进行一些相关研究，使排水管道非开挖修复静拉碎裂短管法施工更加全面、规范。