孫大雷，林 榮，呂愛華

（1.北京萬興建筑集團(tuán)有限公司，北京 102600；2.廈門安越非開挖工程技術(shù)股份有限公司，福建 廈門361000）

隨著我國城市建設(shè)規(guī)模的逐漸擴大，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的市政地下管網(wǎng)改造是城市現(xiàn)代化發(fā)展的重要課題。許多老舊城區(qū)的污水管道破損嚴(yán)重，供應(yīng)能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們逐年增長的需求，同時地下管線管位也隨著管線種類的增加而日益緊張。對故障管道和已達(dá)到使用壽命的管道進(jìn)行修復(fù)或更換是市政管理部門無法回避的問題。

山東省臨沂市蘭山區(qū)屬老舊城區(qū)，青龍河流經(jīng)蘭山區(qū)域，沿河敷設(shè)有污水管線，部分管線敷設(shè)在河內(nèi)，由于年久老化、破損等因素，導(dǎo)致河水與管線互通，河水污染嚴(yán)重，再由河道兩側(cè)居民私排污水入河，對河水也造成一定的污染。為美化城市水景，改善人居環(huán)境，將污染河道進(jìn)行綜合治理，顯得迫切與必要。

青龍河綜合整治工程中原污水管道采用玻纖紫外光固化法非開挖修復(fù)，該修復(fù)技術(shù)具有無污染、無噪音、質(zhì)量優(yōu)、工期短、安全性高、造價低、施工擾民少等優(yōu)點。

文章結(jié)合青龍河原污水管網(wǎng)非開挖修復(fù)技術(shù)施工實踐，就玻纖紫外光固化修復(fù)技術(shù)在污水管網(wǎng)修復(fù)中的應(yīng)用作進(jìn)一步的探討研究，為今后同類或類似項目的設(shè)計與施工提供有益參考。

1 項目背景

青龍河河道長度為8.5km，流域面積為11.56km2。河道最大寬度約7.0m，最小寬度為3.0m，是市區(qū)東部一條主要雨污排水河道。目前，青龍河水質(zhì)污染嚴(yán)重，離規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)差距甚遠(yuǎn)（水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IV 類標(biāo)準(zhǔn)）。青龍河水質(zhì)污染主要是外源污染、內(nèi)源污染、水體自凈能力差等原因產(chǎn)生的。根據(jù)目前情況來看，開展青龍河河道整治工程，對恢復(fù)青龍河生態(tài)，建設(shè)現(xiàn)代化新臨沂，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略是十分必要、非常緊迫的。

2 問題分析及解決辦法

通過對青龍河調(diào)查，發(fā)現(xiàn)河道主要污染源有沿河敷設(shè)的污水管道、私排污水入河及河底淤泥。

2.1 現(xiàn)況污水管道污染河道

臨近沿河污水管道直徑DN1200，管材為HDPE 雙壁波紋管及鋼筋混凝土管，管道存在老化、漏水、損壞、塌陷等問題，檢查井有滲漏現(xiàn)象，造成河水與污水管網(wǎng)互通。根據(jù)施工現(xiàn)場場地限制、交通影響和環(huán)境要求等因素，經(jīng)過論證分析，設(shè)計采用玻纖紫外光固化法修復(fù)現(xiàn)有管道，解決管網(wǎng)污染河水問題。

2.2 入河污水污染河道

青龍河兩岸私排污水入河，污水污染河道，待管線修復(fù)后將私排入河污水截留至污水檢查井，由污水管線排至污水處理廠。

2.3 河底淤泥污染河道

由于河道位于老城區(qū)，毗鄰建筑物距離河道近，場地狹小，導(dǎo)致河道多年未進(jìn)行整體清淤工作，致使河道淤積嚴(yán)重。針對河底淤泥污染河水，此次施工選用高壓水沖洗淤泥，再由泥砂泵抽排。

3 工程中非開挖修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，現(xiàn)況DN1200 污水管內(nèi)污水較多，由于堵塞和管道存在問題影響，管道內(nèi)污水水位高于管道半徑，部分管段水位在管頂以上，管道先進(jìn)行分段堵水、調(diào)水和清洗后采用管道閉路電視（CCTV）進(jìn)行檢測，針對缺陷類型選擇管道預(yù)處理方法，原污水管道缺陷預(yù)處理后采用玻纖紫外光固化法非開挖修復(fù)。

非開挖修復(fù)工序：堵水→調(diào)水→檢測→管道預(yù)處理→管道修復(fù)。

3.1 堵水

工藝介紹：管道堵水采用堵水氣囊將待檢測管段上下游封堵，封堵管道應(yīng)先封上游管口，再封下游管口。

堵水控制重點：安放氣囊之前，將氣囊的外部和管道內(nèi)壁進(jìn)行清洗，以保證密封效果。必須對氣囊進(jìn)行固定，固定的方式一定要充分考慮到封堵后背水壓力的方向和大小。井下作業(yè)的人員必須受過嚴(yán)格的培訓(xùn)并取得相應(yīng)的證書（有限空間操作證、水下潛水員專業(yè)證書等）。

3.2 調(diào)水

管道上游有污水流入，封堵的同時，需要對上游的來水進(jìn)行調(diào)水，管道調(diào)水方案的制定結(jié)合管徑和流速，估算出流量后，選用合適的潛污泵在封堵期間進(jìn)行上下游之間的調(diào)水。

3.3 CCTV 檢測

在管道清洗疏通完成后，采用管道閉路電視（CCTV）檢測管道的缺陷。將高清晰攝像鏡頭固定在爬行器上，通過信號傳輸電纜將爬行器與操控臺連接，攝影的行進(jìn)速度控制在0.15m/s 范圍內(nèi)，攝像鏡頭移動軌跡應(yīng)在管道中軸線上，操控臺收集爬行器在管道中的影像信息。通過收集的信息對管道缺陷進(jìn)行分析，確定預(yù)處理方案。

3.4 管道預(yù)處理

（1）漏水修復(fù)。管道、井室注漿堵漏是采用一種強效堵漏的聚氨酯材料速派克H100 進(jìn)行灌漿施工。該材料表面性質(zhì)分為疏水性遇水迅速反應(yīng)，15s 發(fā)泡膨脹，隨著時間逐漸穩(wěn)固，耐化學(xué)腐蝕，無毒、無溶劑，可適用于富水環(huán)境。堵漏材料與水反應(yīng)發(fā)泡膨脹，短期內(nèi)膨脹率可達(dá)18 倍，在裂縫中形成密閉的防水體系，抗壓能力可達(dá)20MPa。

（2）損壞修復(fù)。管道損壞CIPP 點位修復(fù)是先用樹脂將玻璃纖維織物浸透，再將玻璃纖維織物包在管道內(nèi)村修補器上送至管道損壞處。在CCTV 的監(jiān)控下，通過對修復(fù)器進(jìn)行充氣膨脹，緊貼在管壁上，在常溫下樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，待其固化后可起到加固原有管道的作用。施工時間短，從樹脂混合到玻璃纖維局部內(nèi)襯修復(fù)完成只需1 ～2h。修復(fù)后的內(nèi)襯厚度約5mm，彈性模量可達(dá)8000MPa 左右。

（3）塌陷修復(fù)。管道塌陷采用注漿+套鋼圈修復(fù)，采用小導(dǎo)管在土體內(nèi)先注入堵漏材料速派克H40 再注入速派克H100，使塌陷部位周圍軟弱土層、流砂地層固結(jié)。然后將變形塌陷部位管片切割，去除塌陷部位土體，恢復(fù)管位空間，同時內(nèi)襯鋼管片，直至管道貫通。

3.5 管道玻纖紫外光固化法非開挖修復(fù)

（1）工藝介紹。玻纖紫外光固化是將玻璃纖維編制成軟管浸漬光固化樹脂，樹脂中含有光引發(fā)劑，利用紫外光作為固化媒介，經(jīng)過特定波長的紫外光照射時，樹脂產(chǎn)生固化反應(yīng)，形成高強度內(nèi)襯新管。施工時采用卷揚機將充填有樹脂的玻璃纖維內(nèi)襯管拉入既有管線，通過大流量風(fēng)機將內(nèi)襯管“吹”鼓，進(jìn)而緊貼在現(xiàn)況管線內(nèi)壁上。固化后，管道能完全不依托原有管道，可以獨立承受內(nèi)壓和外壓，修復(fù)后的新管基本不會影響過水?dāng)嗝妗Ｗ贤夤夤袒艿佬迯?fù)技術(shù)用軟管有內(nèi)膜、玻璃纖維樹脂層、外膜、保護(hù)膜組成，該工程使用內(nèi)襯軟管厚度為10.7mm。

（2）工藝優(yōu)點。①對交通等影響小，真正100%非開挖內(nèi)襯修復(fù)，不用開挖工作坑；②施工可控性好，工期短。固化全程CCTV 監(jiān)控，拉入及固化只需3 ～4h即可完成；③內(nèi)襯管密封效果好、抗腐蝕性強、使用壽命長；④經(jīng)實驗測得軟管經(jīng)紫外光照射固化后材料彈性模量可達(dá)17000MPa，內(nèi)表面摩擦系數(shù)可達(dá)0.009。

（3）施工步驟及注意事項。①拖入墊膜、拉入內(nèi)襯軟管。墊膜應(yīng)置于原有管道底部，并應(yīng)覆蓋大于1/3 的管道周長，墊膜長度應(yīng)控制在兩端各超出舊管道800mm，以便后續(xù)安裝扎頭。鋪設(shè)墊膜的目的是減少軟管拉入過程中的摩擦力和避免對軟管的劃傷。墊膜拉入后應(yīng)在井底固定并安裝導(dǎo)向滑輪。內(nèi)襯軟管拉入時應(yīng)沿管底的墊膜將浸漬樹脂的軟管平穩(wěn)、平整、緩慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5m/min。②固定扎頭。固定扎頭是紫外固化所有工序中對操作人員的經(jīng)驗和熟練程度要求最高的部分。綁扎頭前，預(yù)先在內(nèi)襯軟管的外部套上與內(nèi)襯軟管規(guī)格相同的扎頭布，扎頭布套長1.5m，扎頭布同時要放入管內(nèi)約250cm 以上，防止暴露在管道口外的內(nèi)襯軟管因充氣時過分膨脹。扎頭上應(yīng)捆綁至少三條扎帶，使其牢固，這樣便可承受固化過程中風(fēng)機向管內(nèi)吹送的氣壓，確保使內(nèi)襯管與原有管壁的緊貼。③充氣。打開風(fēng)機、空壓機向管內(nèi)送風(fēng)，待內(nèi)襯管鼓起后，下游井工作人員將耐高溫繩與襯管內(nèi)牽引繩連接，上游井的工作人員將內(nèi)襯管當(dāng)中牽引繩拉出，使內(nèi)襯管里調(diào)換成耐高溫繩。④送入燈架。該工程修復(fù)管徑為DN1200mm，紫外線燈架選用8×1000W 的可伸縮式紫外線燈架。暫停充氣，打開上游的扎頭蓋，用黑色耐高溫繩將紫外線燈的端口部位連接牢固，下游井工作人員將紫外線燈拉至下游井位，在拉紫外線燈時，避免紫外線燈與扎頭以及其他堅硬物發(fā)生碰撞。同時通過紫外線燈架端部處的CCTV 攝像頭觀察內(nèi)襯管內(nèi)部是否因停氣而下陷。如果內(nèi)襯管下陷嚴(yán)重，則不宜強行拉入紫外線燈，以免對其造成損壞，通過補氣，待內(nèi)襯管膨脹起來后，拉入燈架。燈架就位后，再次對內(nèi)襯管充氣，使之與需修復(fù)管壁緊貼。⑤紫外固化。先開啟控制臺和所有指示燈開關(guān)，再從最接近軟管端頭的紫外燈開始，依次開啟各燈開關(guān)，最后開啟電纜卷盤開關(guān)。根據(jù)溫度的變化，調(diào)節(jié)燈架行走速度，并參考操作表的行走速度適當(dāng)調(diào)整。通過設(shè)定紫外線燈的小車爬行速度及軟管內(nèi)溫度的控制參數(shù)，并結(jié)合攝像頭的監(jiān)測，及時調(diào)整控制參數(shù)，使軟管樹脂處于設(shè)定硬化條件。紫外燈經(jīng)過的地方軟管便覆蓋在舊管道內(nèi)壁上。當(dāng)燈架到達(dá)終點時，應(yīng)及時關(guān)閉電纜卷盤開關(guān)，在按照與開始固化相同的順序，依次關(guān)閉各燈開關(guān)，相鄰兩燈的關(guān)閉間隔應(yīng)與開啟間隔相同。軟管固化完成后，應(yīng)關(guān)閉空壓機并緩慢降低管內(nèi)壓力。管內(nèi)壓力降至大氣壓后，先拆除滾筒和滑輪，在拆除充氣管、扎頭，卸下控制電纜及紫外線燈架。

4 結(jié)束語

玻纖紫外光固化法非開挖修復(fù)技術(shù)，在青龍河管網(wǎng)修復(fù)中取得顯著成果，滿足設(shè)計要求，令業(yè)主方十分滿意。此修復(fù)技術(shù)做到真正100%非開挖內(nèi)襯修復(fù)，整個修復(fù)過程快速安全可靠，施工占地面積小，解決了對交通的影響，修復(fù)后的管道及井室密封效果好、抗腐蝕性強、結(jié)構(gòu)強度高，對周圍環(huán)境沒有污染和損害。

從總體上看，非開挖管道修復(fù)技術(shù)在我國還處于起步階段。國內(nèi)在技術(shù)和設(shè)備方面很多程度上依靠國外企業(yè)，相關(guān)人才也非常缺乏。隨著我國的城市建設(shè)和國民環(huán)保意識不斷地增強，相信相關(guān)部門已經(jīng)注意到這種技術(shù)的優(yōu)點，而且越來越多的工程會采用這種技術(shù)，該技術(shù)將帶來更多的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。