勒德智，刘卓尧，温华东

（中国瑞林工程技术股份有限公司，南昌 330031）

1 引言

市政排水管道开挖修复模式对城市交通、城市环境的维护和城市商业运营等方面都造成了一定的危害和负面影响，而相比开挖技术，非开挖技术在城市环境的维护等方面有难以超越的优势。目前，国内管道修复技术总体上处于初期发展阶段，尚存在着一些问题，例如，采用进口设备导致修复费用相对较高，对非开挖修复技术的推广带来了一定的难度。基于此，本文以新余市部分老旧排水管道修复为例，介绍闭路电视检测（CCTV）等非开挖修复技术的应用。

2 项目背景

新余市地处赣西地区中心位置，袁河中下游，城市水系发达，孔目江、袁河穿城而过，但城区污水管道敷设不完善，雨污水管道混接率高，管道的病害情况较为严重。

为了落实国务院 《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）和中共中央政治局审议通过的 《长江经济带发展规划纲要》的相关要求，实现新余两江黑臭水体整治目标，要求采用闭路电视检测（CCTV）技术对新余市市政排水水管道进行监测，排查出市政排水管道的病害缺陷情况，提出合理经济的治理方案，针对性地对不同情况进行修复。

现新余市区市政排水主管共检测110 条，依据视频资料及检测报告，已发生结构性缺陷的市政排水主管管段累计长度约40 km，其中，病害严重急需修复段累计约9.63 km（不含点位破损）。结构性缺陷指管道结构本体遭遇损伤，影响强度、刚度和使用寿命的缺陷，是排水管道产生病害的主导因素，主要表现有：管道破裂、管道变形、管道腐蚀、管道错口、管道起伏、管道脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物穿入、管道渗漏10 种。

3 项目建设的必要性

新余市的市政建设已取得较大成就，排水系统日趋完善。目前，在城市主干道和次干道已建成较为完备的雨污水管网，但部分早期建设的管道存在局部老化与破损现象，而其他基础设施的快速建设以及不均匀沉降，加重了现在市政排水管道的破损、错口、脱节等问题，根据闭路电视检测（CCTV）检测报告，目前已建管网出现不同等级的缺陷，且大部分位于市区繁华地带的道路下。在生活、工作节奏不断加快，环境需求日益增强的现代化大城市中，人们对传统开挖路面施工带来的交通堵塞、绿地园林毁坏、出行不便，以及堆土带来的扬尘与泥泞已难以接受；对管线修复、改造带来的“拉锁马路”现场也难以容忍。管道非开挖修复技术的诞生和发展成功解决了这一系列矛盾，可以在不影响人们生活和工作的前提下成功修复现状管道，发挥其应有的作用，使区域内的排水管网形成互相联系的有机体系，充分发挥在建和已建排水管网的作用。

现状管道系统在管材、接口方式、施工工艺方面抗渗能力差，破损管道内污水下渗不仅严重污染土质和地下水，甚至影响路基，造成了路面塌陷，直接威胁到了附近房屋建筑的安全，造成了很大的社会影响。采用管道非开挖修复技术能够快捷、有效地对管道进行一次性、多部位的修复，能保障甚至提高管道的输水能力，预防并修复污水下渗对地下水环境的影响，因此，本项目满足了城市可持续发展的需要，改善了城市地下水环境。由于一些排水管道存在腐蚀、沉积、结垢、残墙、树根、阻碍物等缺陷，严重影响了排水管道的输送能力，造成了雨天部分地区渍水或污水漫溢，周边居民苦不堪言，而排水管道非开挖修复，不仅在修复后能降低管道的粗糙系数，减少管道接口数量，提高管道输水能力，还能提高城市排水管网抵抗暴雨的能力。市政排水管网作为城市基础设施的一部分，应该与城市的建设同步实施，但是由于诸多原因，新余市现状排水管道破裂、渗漏、变形、起伏等现象严重，影响了排水系统的连贯性与整体性，所以，对管道采用非开挖技术进行修复是对城市基础实施的完善，是非常必要的。

4 项目建设方案

4.1 管网现状情况分析

根据CJJ210—2014 《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》标准，管道缺陷列表主要分结构性缺陷与功能性缺陷[1]，其中，管道结构性缺陷是指管道结构本体遭受损伤，影响管道强度、刚度和使用寿命的缺陷；管道功能性缺陷是指导致管道过水断面发生变化、影响畅通性能的缺陷。

1）结构性缺陷。（1）破裂：管道的外部压力超过自身的承受力致使管子发生破裂，其形式有纵向、环向和复合3 种。（2）变形：管道受外力挤压造成形状变异。（3）腐蚀：管道内壁受侵蚀而流失或剥落，出现麻面或露出钢筋。（4）错口：同一接口的两个管口产生横向偏差，未处于管道的正确位置。（5）起伏：接口位置偏移，管道竖向位置发生变化，在低处形成洼水。（6）脱节：两根管道的端部未充分接合或接口脱离。（7）接口材料脱落：橡胶圈、沥青、水泥等类似的接口材料进入管道。（8）支管暗接：支管未通过检查井直接侧向接入主管。（9）异物穿入：非管道系统附属设施的物体穿透管壁进入管内。（10）渗漏：管外的水流入管道。

2）功能性缺陷。（1）沉积：杂质在管道底部沉淀、淤积。（2）结垢：管道内壁上的附着物。（3）障碍物：管道内影响过流的阻挡物。（4）残墙：管道闭水试验时，砌筑的临时砖墙封堵，试验后未拆除或拆除不彻底的遗留物。（5）树根：单根树根或是树根群自然生长进入管道。（6）浮渣：管道内水面上的漂浮物（该缺陷需记入检测记录表，不参与计算）。

结构性缺陷及功能性缺陷等级可分为：1 级（轻微缺陷）、2级（中等缺陷）、3 级（严重缺陷）、4 级（重大缺陷）。

4.2 修复原则

本工程管道缺陷主要分为结构性缺陷及功能性缺陷两种，其中，功能性缺陷主要以管道疏浚为主，结构性缺陷主要以管道修复为主。当管段中既有结构性缺陷，又有功能性缺陷时，应先进行功能性缺陷修复，再进行结构性缺陷修复。

1）管道疏浚应以安全、环境、资源为指导原则。（1）安全，指在实施过程中，要注意下井人员的操作安全，注意实施过程中周边行人和车辆的安全；（2）环境，是指在实施过程中，应注意淤泥的收集和清运，不要污染环境，尽量避免刚疏捞上来的污泥乱堆乱弃，通过路面雨水口又重新回到排水管道中；（3）资源，是指疏捞上来的污泥量较大，如有可能，应考虑资源化和综合利用。

2）管道修复应以技术先进、安全可靠、经济合理、确保质量、保护环境为原则。（1）技术先进是指设计与施工中应尽量采用自动化、机械化水平高的工艺和设备；（2）安全可靠指施工过程中应保证操作环境安全、修复效果稳定，避免出现新的管道塌陷或者效果参差不齐等问题；（3）经济合理指应经过经济技术比较，在修复效果好的基础上，尽量选择性价比高的技术；（4）确保质量指修复完成后，能通过管道结构性和功能性复检，并满足相关规范规定的使用年限要求；（5）保护环境是指工艺所采用的材料、设备等应满足相关规范要求，在解决现有污染问题后不产生新的污染问题。要求修复后的管道应满足下列要求：（1）管道的结构应满足受力要求；（2）管道的过流能力应满足要求；（3）管道应满足清疏技术对管道的要求。

4.3 管道非开挖修复方案比选

管道修复缺陷主要为结构性缺陷，对同一管段若点状修复超过3 处，宜采用整体修复。不同非开挖整体修复工艺及局部修复工艺对比如下。

1）紫外光固化法：（1）适用管径200～1 500 mm。（2）只需1台UV 固化车即可，占地面积小，对交通影响较小；UV 设备具有高度自动化及可视化特点，利用紫外线光即可进行加热固化，固化时间只需3～5 h，固化完成后，管道可立即投入使用。（3）玻璃纤维内衬软管采用不饱和聚酯树脂，耐热性较高，可达到120 ℃，且具有较高的拉伸、弯曲、伸缩等强度，弹性模量可达到12 000 MPa；玻璃纤维树脂壁厚只有3～12 mm，大大减少了过流面的损失，且材料内壁光滑，可改善过水能力，设计抗拉强度达到95 MPa，同时，施工固化过程全自动。（4）可视化可实时观察管道内的材料固化情况。（5）固化速度可控，固化温度全过程可控，安全可靠。（6）操作人员只需经过一定培训就可以完成整个修复过程。

2）热塑成型工艺：（1）适用管径200～1 200 mm。（2）只需要1 台专业作业车，占地面积小，对交通影响较小。（3）利用热气进行加热固化，固化时间只需5 h 即可完成，固化完成后，管道可立即投入使用。（4）改性PVC 管材强度高，弹性模量可达1 600 MPa，抗拉强度40 MPa；厚只需4～12 mm，大大减少了过流面的损失，且材料内壁光滑，可改善过水能力。（5）施工全过程可控，可反复加热成型。（6）操作人员只需经过一定的培训就可以完成整个修复过程。

3）水泥基砂浆喷筑工艺：（1）适用管径范围300～4 000 mm。（2）只需要1 台专业作业车，占地面积小，对交通影响较小。（3）施工时间约6～8 h，满足在市区的施工时间安排，对交通影响时间短，修复完12 h 后可过水。（4）S8000 是一种灰浆材料，具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性好等特点，将材料与一定量的水充分拌和后，可形成一种适宜喷涂、浇筑、泵送或仅靠重力即可流入直径不小于6 mm 孔洞的膏状材料。该灰浆在不依赖特殊养护的条件下可迅速硬化。与原管涵结合，过水断面减少；粗糙系数减小，可改善过水能力。（5）喷涂浇筑过程全自动、可视，可实时观察管道内的材料硬化情况，安全可靠。（6）对工作人员要求低，可在管涵内自动喷涂修复。

通过以上对比可知，本工程管道非开挖整体修复拟采用紫外光固化法、热塑成型工艺及水泥基砂浆喷筑修复工艺，是根据现状缺陷评估报告，以及实际现场实施条件，进行了适当的选取。

4）点状原位固化法：（1）适用管径300～1 000 mm。（2）优先适用于变形、腐蚀、错口、破裂、接口材料脱落。（3）需要1 台小型修复车。（4）操作人员只需经过一定的培训就可以完成整个修复过程，设备高度自动化、可视化。（5）施工时间短，从树脂混合到完成局部内衬修复仅需3～4 h；树脂材料为环氧树脂基础上的多种混合材料，可在水中常温固化，固化时间1 h；材料为玻璃纤维、针状毛毡、树脂等，对原管过水能力影响小，施工固化过程全自动。（6）可视化，可实时观察管道内的材料固化情况。（7）固化速度可控，固化温度全过程可控，安全可靠。

5）不锈钢快速锁法：（1）适用管径300～1 000 mm。（2）优先适用于渗漏、脱节、破裂、接口材料脱落。（3）需要1 台小型修复车。（4）操作人员要熟悉安装过程，对工人的技术要求较高，特种作业专业人员施工；操作人员需要经过专门的技术培训。（5）施工时间短，施工简单、安全可靠，约1 h 就可以完成修复。（6）所用材料一层为紧贴管壁的耐腐蚀特种橡胶，另外一层为不锈钢胀环，对原管过水能力影响小。

通过以上对比可知，当管径d＜500 mm 时，采用点状原位固化法经济合理；当管径d≥500 mm 时，采用不锈钢快速锁修复工艺经济合理。

5 结语

本项目采用紫外光固化法、热塑成型工艺、水泥基砂浆喷筑修复工艺进行管段整修；采用点状原位固化法、不锈钢快速锁修复工艺进行管段点修。

管道修复应注意主要流程，先对管道积水进行抽调，做好临排措施；打捞清淤，对需要修复的管段进行整管高压清洗，清除表面腐蚀层及结垢，对管段破裂、异物穿入、渗水等部位进行预处理修补：对管周土体进行加固；对影响过流能力的部位进行清除，并采用不同的修复工艺对破损管涵进行修复。

随着我国对非开挖修复研究的深入，各种修复工艺也必将日益成熟，该技术必定会广泛用于城市排水管道的修复中。