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非开挖修复技术在徐州市排水管网修复中的运用

时间:2020年07月24日 所属分类:推荐论文 点击次数:

摘要:排水管道设施是城市市政基础设施的重要组成部分,在城市污水收集与输送、防汛排水方面发挥着不可或缺的作用。截止2017年,徐州市区市管排水管道已达770公里,在加快城市排水管道设施建设的同时,排水管道的维护需求也日益迫切。从排水管道建设和运行管

  摘要:排水管道设施是城市市政基础设施的重要组成部分,在城市污水收集与输送、防汛排水方面发挥着不可或缺的作用。截止2017年,徐州市区市管排水管道已达770公里,在加快城市排水管道设施建设的同时,排水管道的维护需求也日益迫切。从排水管道建设和运行管理情况汇总看,我市管网除了建成年代较久管道出现损坏外,一些新建的管道也由于地质条件差等原因出现结构性和功能性损坏。与此同时,在建工程对周边已建排水管道造成损坏的情况也时有发生,这些情况严重影响了城市排水管网的安全运行,但管道维护与修复往往受到繁忙的城市交通、地下管线、构筑物及河流等各种复杂地理环境因素的影响,导致传统的开挖修复施工维护措施代价高昂,迫使应用对周围环境影响较小的非开挖修复技术。我国非开挖修复技术的研究和应用开始于上世纪八九十年代,最早在上海等大城市运用。我市非开挖修复于2014年开始较大规模运用,近几年已对市区多条主排水管道进行了修复,取得了不错的效果。

  关键词:非开挖修复技术;排水管网修复;运用

排水管道

  1非开挖修复技术介绍

  排水管道非开挖修复的基本目的是采用少开挖或不开挖地表的修复技术对损坏的排水管道进行局部或整体修复,使其恢复原有功能。

  排水管道非开挖修复方法很多,目前常用排水管道非开挖修复按技术可分为土体注浆法、嵌补法、套环法、局部内衬、现场固化内衬、螺旋管内衬、短管及管片内衬、牵引内衬、涂层法和裂管法等;按修复目的可分为防渗漏型、防腐蚀型和加强结构型三类;按修复范围可分为辅助修复、局部修复和整体修复三大类。

  排水方向论文范例:工业厂区给水排水管道布置及施工的相关思考

  1.1辅助修复

  辅助修复常用方式为土体注浆。土体注浆法是较早应用的一种排水管道防渗堵漏和填充方法,通过管内向外或者地面向下对排水管道周围土体和接口部位、检查井底板和四周井壁注浆,填充因水土流失造成的空洞。注浆材料主要为水泥浆液和化学浆液两种。

  1.2局部修复

  局部修复是对旧管道内的局部破损、接口错位、局部腐蚀等缺陷进行修复的方法,主要适用于管道本身质量较好,仅出现少量局部缺陷的情况。常用工艺有嵌补法、套环法和局部内衬法。

  (1)嵌补法。嵌补法是将发生渗漏的接缝、管道局部破损处清理干净后,采用刚性或者柔性材料进行找补的局部修复技术。常用的刚性材料有双A水泥砂浆,柔性材料为聚氨酯。嵌补法存在着质量不够稳定的问题,在地质条件较好而经费又不足的情况下可选择使用。

  (2)套环法。套环法为局部修复常采用的方法,施工时在接口部位或局部损坏部位安装止水套环。常用的套环法有不锈钢双胀环、不锈钢发泡筒修复技术等。套环法的质量稳定性较好,而且施工速度快。徐州最早于上世纪90年代在云龙山东侧排水管道中采用不锈钢套环修复排水管道,现状运行良好。

  (3)局部内衬法。局部内衬法是将整体内衬运用于局部修复。利用毡筒气囊局部成型技术,将涂灌树脂的毡筒用气囊使之紧贴母管,然后用紫外线等方法加热固化。

  1.3整体修复

  整体修复是对两个检查井之间的管段整段加固修复。对管道内部严重腐蚀、接口渗漏点较多、以及管道的结构遭到多处损坏或经济比较不宜采用局部修复的管道采用整体修复可以达到修旧如新的效果。

  (1)现场固化内衬。现场固化内衬是一种全新的排水管道非开挖整体修复技术。将浸满热固性树脂的毡制软管通过翻转或牵引等方法将其送入已清洗干净的需要修复的管道中,并通过水压或气压使其紧贴于管道内壁,然后进行加热固化,形成内衬树脂新管。现场固化内衬是目前常用的整体修复技术。

  (2)螺旋管内衬。螺旋管内衬是通过安放在井内的制管机将塑料板带绕制成螺旋状管不断向旧管道内推进,在管内形成新的内衬管。修复后的管道内壁光滑,输送能力比修复前的混凝土管要好,适合长距离的管道修复。

  (3)短管及短片内衬。短管及管片内衬是既可以对排水管道进行非开挖整体修理,也可以进行局部修理的方法。将特制的塑料短管或管片由检查井进入管内,组装成衬管,然后逐节向旧管内推进,最后在新旧管道的空隙间注入水泥浆固定,这种复合结构内衬管是在旧的管道中形成“管中管”,使修复后的管道具备结构性能加强,延长了使用寿命,但该方法的管道横截面面积损失较大。

  (4)牵引内衬。牵引内衬是对排水管道非开挖整体内衬修理,采用牵引机将整条塑料管由工作坑或检查井牵引拉入旧管内,然后进行形状复原形成新的内衬管。

  (5)涂层内衬。涂层内衬主要用于防腐处理,对渗漏也有一定预防作用。涂层内衬对施工前的堵漏和管道表面处理有较严格的要求,施工质量受操作环境和人为因素较大,稳定性和可靠性比较差,检查和评定涂层质量也比较困难。目前新推出的CCCP内衬技术,除可解决渗漏问题外,对结构亦可进行补强。

  非开挖修复技术也存在局限性,排水管道能否采用非开挖修复技术修复应对需要修复管道损坏情况、所处环境和修复后能达到的功能等进行综合考虑,修复前需要进行管道信息收集、损坏检测和评估、修复技术选择等程序。

  2徐州市区非开挖修复技术使用情况

  自南宋至清咸丰五年(1855年),黄河在徐州流淌了600余年,除了给徐州带来深重的水患以外,还造就了徐州市区地下粉砂、粉土地质层,该土层土质较细,易随水流失,对管道敷设及管道运行极为不利,徐州市区因管道渗漏造成的地面塌陷频发。

  一直以来,徐州市区管道修复以注浆、堵漏、局部修复及开挖重建为主。2014年,故黄河青年路段地面发生大面积塌方,经视频后检测后发现,因排水管建成年代较远,管道严重渗漏,造成周边土体流失,致使地面塌陷。而该段截污管埋深约6m,西邻故黄河,东靠建筑物,周边还有大量其他管线,无法进行开挖重建,经多次研究,决定采用非开挖修复技术,并组织人员到上海学习,最终采用现场固化整体修复+注浆技术,对该段约60m管道进行了修复,取得了不错的效果。为避免类似青年路段沉陷的情况再次发生,管网养护处对故黄河截污管淮海路至和平路段全段进行了CCTV检测,于2015年进行了修复。

  自2014年起,徐州市已对市区多条存在缺陷的管道进行了修复,保证了管道的有效运行,保障了居民人身财产安全。

  3非开挖修复设计

  非开挖修复设计的核心内容为前期调查、检测、评估及修复技术的选择,本次以故黄河截污管淮海路至和平路段修复作为典型进行介绍。

  3.1管道基本情况调查与检测

  (1)排水管道建设运行情况调查。故黄河截污管淮海路至和平路段是故黄河西岸主要的截污管道,管网建成于上世纪就是年代,管径DN800、DN1000及DN1200,基本位于黄河东路下,埋深4~6m,排水范围为中山路以东、和平路以北、二环北路以南、津浦铁路以西。

  (2)排水管道检测。排水管道检测是为了掌握管道的损坏情况,一般采用CCTV电视摄像技术,在管道封堵排水后,利用机器人进入管道内摄像。

  2014年排水建设处委托专业公司对黄河东路(和平路-淮海路)排水管道进行了CCTV检测,检测总长度为1408米。

  3.2排水管道评估

  排水管道评估主要是对管道功能性及结构性缺陷进行评判,目前评价管道损坏程度是按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》(CJJ181-2012)执行。

  经评估,故黄河截污管淮海路至和平路段管道老化,大部分管道存在渗漏、错位。破裂等结构性缺陷,其中2级及以上缺陷达200多处。

  3.3修复方案设计

  (1)修复方案应遵循的原则。①满足管道的荷载要求;②管道整体修复后的管道流量一般应达到或接近管道原设计流量;③满足对该管道养护的技术标准要求;④管道整体修复后的管道设计使用年限不小于20年。

  (2)非开挖修复技术的选择。根据检测评估结果,故黄河截污管淮海路至和平路段管道整体情况较差,大部分接口出现渗漏,且管道运行时间已超出钢筋混凝土管使用年限,出现表面酥松情况,故选择整体修复。在整体修复技术中,牵引内衬仅适用于300~600mm小管径;短管焊接内衬施工速度慢,且管道修复后断面损失大;螺旋管内衬施工速度慢,材料成本高;而现场固化内衬具有施工速度快,几乎不影响过流断面等优点,故本次工程选用现场固化内衬技术。考虑管周土体流失严重,采用管内注浆方法对管道周边土体进行填充加固。

  (3)非开挖设计。现场固化内衬采用材料为热固性树脂毡制软管,其厚度应根据内衬材料是否需要承载等计算而得,本工程管道主要为防止管道渗漏,并考虑管道老化影响。

  4结语

  非开挖管道修复技术整体优势在于修复的负面影响小,对地面、交通、环境以及周围地下管线等的影响弱。是在不开挖或少开挖路面的情况下,利用原管位资源,采取相关非开挖修复技术使管道获得修复,可以重新获得不少于20年的使用寿命。伴随着非开挖修复技术的不断发展,一些原本需要进行开挖施工的管道可以采取非开挖修复技术解决,使得管道非开挖修复技术越来越多的被运用。

  非开挖管道修复技术推广的难度在于修复费用较高,但随着从事这项研究的工作人员及施工单位越来越多,非开挖修复技术在我国将不断成熟发展,修复材料和设备将逐步国产化,修复费用会相应降低,非开挖修复技术将成为排水和市政行业建设的重要组成部分,并且广泛的应用于城市管网的修复。

  参考文献

  [1]樊淼.紫外光固化技术在上海市排水管道非开挖修复中的应用[J].上海水务,2019,35(02):19-20+12.

  [2]尤新军,聂丽曼.紫外光固化技术在排水管道非开挖修复中的应用[J].化工管理,2018(25):188-189

  作者:王文杰1薛丽敏2