（上海錦興市政設計咨詢有限公司，上海 200215）

城市排水管道是城市市政建設中的主要組成部分，被稱為“地下生命線”，主要用于對城市中的雨水、生活污水、城市污水等進行排放[1]。由于城市排水管道在開挖過程中會在不同程度上影響交通，對環(huán)境造成破壞，社會經(jīng)濟效果差。因此，對城市排水管道非開挖帶水修復技術提出了更高的要求，應在非開挖的前提下對缺陷城市排水管道進行修復，應通過約束條件規(guī)范城市排水管道非開挖帶水修復的市場。目前，國內針對城市排水管道非開挖帶水修復技術方面的研究并不多見，常見的非開挖帶水修復方式為結構性修復或半結構性修復[2]。一般情況下，我國城市排水管道材料為鋼筋混凝土，結合以往研究中表明半結構性修復更適用于城市排水管道非開挖帶水修復方面。國外學者Eric Wood結合管道內部檢測技術提出了insituform.管道修復程序，通過PE、PVC等材料，在原管道中經(jīng)循環(huán)熱水或蒸汽固化，形成管中管的結構，實現(xiàn)城市排水管道非開挖帶水修復，取得了一定的研究成果。在此基礎上，Volimar Jonasson引進了玻璃纖維增強材料作為城市排水管道非開挖帶水修復基礎材料，增強了城市排水管道的強度。

文章以此為研究依據(jù)，開展城市排水管道非開挖帶水修復技術研究，通過設計一種新型城市排水管道非開挖帶水修復技術，提高城市排水管道非開挖帶水修復的修復率，增強城市排水管道的強度，延長城市排水管道的使用壽命。

1 城市排水管道非開挖帶水修復技術

城市排水管道非開挖帶水修復示意如圖1所示。

圖1 城市排水管道非開挖帶水修復示意圖

城市排水管道非開挖帶水修復技術核心在于，在城市排水管道中用非開挖牽拉或頂推的方式，將內襯管直接接入原有城市排水管道，并對內襯管與原有城市排水管道的間隙進行非開挖帶水修復。

1.1 確定城市排水管道非開挖帶水修復測控要求

由于非開挖帶水修復時城市排水管道內會產(chǎn)生較大的壓力，導致內襯管強度分布不均勻，須確定城市排水管道非開挖帶水修復測控要求[3]。對原有管道內徑為1 000～2 700 mm的城市排水管道，建議采用內襯管材質為玻璃纖維、針狀毛氈、熱固性樹脂或不飽和樹脂等不需要工作坑、注漿的城市排水管道非開挖帶水修復基礎材料。

針對原有管道內徑為100～1 000 mm的城市排水管道，建議采用內襯管材質為PE、PVC、玻璃鋼等。通過選擇與城市排水管道參數(shù)條件相匹配的內襯管，滿足非開挖管道修復技術的適用范圍和使用條件[4]。面對存在內襯管直接接入原有城市排水管道間隙大的難題，結合影響城市排水管道非開挖帶水修復測控要求的關鍵指標，減小內襯管與原有城市排水管道的間隙。

1.2 計算城市排水管道非開挖帶水修復結構性參數(shù)

在確定城市排水管道非開挖帶水修復測控要求的基礎上，計算城市排水管道非開挖帶水修復結構性參數(shù)[5]。選取城市排水管道非開挖帶水修復結構性參數(shù)中的貼合半結構性修復剛度系數(shù)作為關鍵參數(shù)。設貼合半結構性修復剛度系數(shù)為c，計算如下：

式中：n——原有城市排水管道支撐系數(shù)；i——帶狀型材高度（mm）；w——內表面至中性軸距離（mm）；m——城市排水管道管頂水位高度（m）；k——原有城市排水管道橢圓度（%）；g——內襯管平均直徑（mm）；μ——內襯管泊松比；u——內襯管短期模量（MPa）；x——城市排水管道管側土綜合彈性模量（MPa）；y——內襯管長期彎曲強度（MPa）。

通過式（1）得出城市排水管道非開挖帶水修復貼合半結構性修復剛度系數(shù)，貼合半結構性修復剛度系數(shù)數(shù)值越小[6]。證明內襯管與原有城市排水管道的間隙越小，為城市排水管道非開挖帶水修復提供數(shù)據(jù)參考。

1.3 完成城市排水管道非開挖帶水修復

通過將內襯管直接接入原有城市排水管道的方式，提高城市排水管道硬度，完成城市排水管道非開挖帶水修復[7]。城市排水管道非開挖帶水修復的具體流程為：首先，結合城市排水管道具體參數(shù)，根據(jù)城市排水管道的缺陷類型，包括城市排水管道滲漏情況、錯位現(xiàn)象、變形特征，判斷城市排水管道的缺陷等級，記錄城市排水管道的缺陷位置。其次，根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復更新工程技術規(guī)程》（CJJ/T 210—2014）的規(guī)定選擇城市排水管道非開挖帶水修復方法，以貼合半結構性修復剛度系數(shù)為關鍵參數(shù)設計內襯管壁厚。最后，通過測試修復后城市排水管道的過流能力得出城市排水管道非開挖帶水修復結果，修復后城市排水管道的過流能力越好，證明城市排水管道非開挖帶水修復率越高。至此，完成城市排水管道非開挖帶水修復技術設計。

2 實例分析

2.1 試驗準備

本文以某城市排水管道為試驗對象，對城市排水管道非開挖帶水修復進行了試驗研究。樣本采用生活污水排放，為了評價不同的非開挖帶水修復工藝的差異性，本試驗選取了玻璃鋼和熱固性樹脂兩種非開挖帶水修復工藝基礎材料。分別采用傳統(tǒng)的非開挖帶水修復工藝和本文設計修復工藝進行對比試驗，將傳統(tǒng)修復工藝作為試驗對照。本試驗設10個試驗次數(shù)，前5個試驗采用玻璃鋼材料作為非開挖帶水修復基礎材料，后5個試驗采用熱固性樹脂作為非開挖帶水修復基礎材料，并根據(jù)試驗所得修復率，記錄試驗結果，判斷兩種非開挖帶水修復技術對城市排水管道的修復能力。為了避免由外部因素引起的城市排水管道修復率誤差，整個試驗過程都在統(tǒng)一的環(huán)境下進行。

2.2 試驗結果分析

根據(jù)上述設計的對比試驗步驟，采集10組試驗數(shù)據(jù)，將兩種技術的修復率進行對比。對比結果如表1所示。

表1 修復率對比結果 單位：μ

通過表1可得出如下的結論：本文設計方法的修復率最高可達92.14μ，試驗對照組為52.04μ，所提方法修復率更高，可以實現(xiàn)對城市排水管道非開挖帶水修復。通過對比試驗結果證明，所提方法其各項功能均可以滿足設計總體要求，可以廣泛應用于城市排水管道非開挖帶水修復方面。

3 結語

由于城市排水管道存在建設規(guī)模大、管道長度長等特點，鋪設年代久遠的管道修復問題嚴重，城市排水管道非開挖帶水修復還處于發(fā)展階段，城市排水管道非開挖帶水修復工作較為重要。針對城市排水管道非開挖帶水修復技術研究在國外已經(jīng)進行了大量的報道，本文提出的城市排水管道非開挖帶水修復技術以設計內襯管為核心思想，在城市排水管道非開挖帶水修復方面取得了顯著的進展?，F(xiàn)階段城市排水管道非開挖帶水修復技術仍處于不完全成熟的階段，但城市排水管道非開挖帶水修復技術將隨著科學技術的發(fā)展而進步。為了驗證設計城市排水管道非開挖帶水修復技術的有效性，設計對比試驗，試驗結果證明設計城市排水管道非開挖帶水修復技術在修復效率方面更為優(yōu)異。