排水管道非开挖修复技术详解

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排水管道非开挖修复技术详解

admin 2020-11-11 2349


一、城市排水管道的现状

排水管道担负着收集、输送城市雨水和污水的重要责任。现如今很多路段的排水管线已经使用了半个世纪以上,管道老化严重。只要管道有一处损坏,开挖修复就得两井位间整段更换;一些新建管道由于局部地质条件较差出现结构性和功能性损坏;不仅如此,在建工程对周边已建排水管道造成影响甚至损坏的情况也时有发生。因此,掌握排水管道的运行状况,确保城市排水安全运行,对存在缺陷的管道进行及时修复是十分必要的。

二、非开挖技术的优越性

一方面,在管线施工时无需对路面和地表“开膛破肚”,解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的难题:阻断交通、破坏环境、影响城市居民的正常生活和工作秩序。另一方面,施工速度快、综合成本低,具有较好的经济效益和社会效益。在相同条件下,非开挖施工法(铺设、更换和修复)的综合施工成本均低于开挖施工的成本,且当管径和埋深越大时越明显。

三、非开挖修复技术的应用

3.1 HDPE浆膜内衬非开挖修复

案例分析:某市X1路段地下雨水管道始建于2009年,管道位于快速路下方,从A井至B井总长度约31m。该管道病害主要是内壁破损严重,结构产生变化,管道漏水严重,极易造成地面塌陷,对交通产生巨大影响和隐患。

综合考虑以上各种因素,采用HDPE浆膜内衬非开挖修复工艺技术,主要材料为欧洲进口的HDPE带丁状物,经过先进设备一次复合成型,现场根据管道的具体直径和长度随机制作符合要求的新管。施工中HDPE丁状修复材料的管线焊接使用进口专用焊机完成,特殊浆液采用大部分进口,部分国内的原料经过科学合理的配比,注入到HDPE材料丁状物与原管线之间间隙,固化完成。

施工步骤:

①堵水、改水,将待修复段位上游管道进行封堵,并将上游来水暂时改至其他管线;

②清理待修复管道内淤泥,用水车清洗,使用CCTV机器人对管内进行检查,如有未清洗干净或影响管材放人的情况则再次清理,直至管壁无泥土、无尖锐物后,进行下一步操作;

③将外侧带有钉状的HDPE材料按照修复要求的尺寸制作成管状,折叠成U型,从进料工作井拉入到待修管道中,将两端封闭,充入空气或水并保持一定的压力;

④针对HDPE材料与原管道之间的空隙进行压力注浆,浆液为特制的喷射混合物,这种高强度的材料可以把钉状材料永久性牢固就位在管道内壁上,达到修复破损管道的目的;

⑤注浆完成后,进行管道内窥检查和录像,拆除上游气囊,恢复

塑料盲沟抗压且柔韧,对于弯道等曲位也能施工,十分轻便,若回填深度在10cm左右,还可用推土机进行回填等,加有抗老化剂,经久耐用,在水下,土中等处入置几十年也能确保稳定。

通水。

在实践使用过程中HDPE浆膜内衬技术具有施工速度快,使用材料耐腐蚀性强,内部摩擦系数低,介质输送能力强,施工作业面小,对交通造成的影响较低,使用寿命长,可适用大曲率半径弯管等优点。

但是对发生管道内有鼓包、错口、变形严重的情况无法使用浆膜内衬,浆膜内衬工艺会导致原有管道过流断面缩小,造成管道流量随之变小。

3.2 静态破拆技术

案例分析:某市X路地下污水管道始建于2000年,污水管线由于已运行年久,水泥管受腐蚀及树根穿插大部分管段局部严重损坏,局部地面塌陷,造成管道堵塞,污水排泄非常困难。通过管线评估和技术论证,本次管线的修复计划采用丹麦非开挖静态破拆换管法进行修复施工。

本工程将原有DN400污水管线采用静态破拆换管法置换为DN400高密度聚乙烯PE管,总长度为85m,置换后管道保持原有坡度不变。修复后的管道使用寿命可达30年。

非开挖静态破拆换管法是依靠液压油缸提供拉力牵引破拆胀管头,破拆管头与新管线相连,当胀管头在拉杆的驱动下破碎旧管,同时挤压旧管碎片进入周围土壤,新管线也随碎管头的前进而铺设完成。

非开挖静态破拆换管法施工需在旧管线两端检查井中施工,一端是设备井,用于放置设备主机;另一端是进管井,用于导人待更换的PE管。主机将快装杆从设备井穿过旧管道到达进管井,然后牵引破拆头,同时拉入PE管到达设备井,即完成了旧管道的非开挖换管施工。

施工步骤:

①施工现场的调查及管道上游堵水、改水;

②将待修复管道内淤泥清理,并用水车清洗,完成后使用CCTV机器人对管内情况进行检查;

③将设备主机吊人设备井进行安装、固定,并将快装拉杆由设备井分节安装送至进管井;

④将破拆设备由进管井放入并与拉杆固定,安装管头,由设备井控制拉杆将管道拉入旧管内,拉杆在回收过程中破拆头将原有管道破碎并将新管拖入;

⑤管道拖至设备井后,进行管道内窥检查和录像,拆除上游气囊,恢复通水。

静态破拆技术经过多次使用总结出以下两点:

一方面,施工速度快,材料耐腐蚀性强,内部摩擦系数低,介质输送能力强,使用寿命长,施工作业面小,对交通造成的影响较低,可按照原管径恢复,对流量不造成影响;另一方面,只适用于陶瓷管道、不加筋混凝土管、石棉水泥、熟料管、铸铁的旧管道等,且旧管道必须为直线段管道。

四、非开挖修复技术的选择

在选择非开挖修复技术时,需要对原管道的设计以及存在的问题等内容进行综合性的分析,选择最适合管道的修复技术。

例如,如果原管道的输水能力不足,需要增加管路的截面积,又恰好管路老化十分严重或是管路易碎,就可以利用成熟的爆管技术来进行管道的修复。

不同的非开挖技术都有其本身的技术局限性,在选择过程当中必须要结合管道的材质腐蚀情况、是否存在泄露问题等内容进行综合性的分析,另外还需要了解该施工过程是否会对该区域的正常运转产生影响,这样才能够选择最合适的施工技术,设计出最佳的施工方案。

五、非开挖修复技术的发展趋势

在城市的发展过程中,随着人民生活水平的不断提高,对水、电、气、信息等市政设施的需求也在不断增加,必然要求城市管网输送能力不断提高。

由于各类公共地下管线数量和构(建)筑物的增加,可利用地下空间越来越小,新建排水管道的敷设难度越来越大,同时原有管道随着时间的推移,管道的错位、渗漏、腐蚀等结构性缺陷情况越发严重,对其进行改造将成为城市发展过程中的必然。

目前非开挖技术以其本身路面创伤小、占用面积少、影响小等优势,在管道修复工作当中得到了广泛的应用,在未来的发展过程中,市政部门应当重视该技术的使用,并且对该技术进行不断的研发,促进该技术水平的提高,为我国公用工程建设的发展奠定良好的基础。


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