許世明

(北京建工路橋集團(tuán)有限公司，北京 101318)

非開挖修復(fù)是一項較為先進(jìn)的技術(shù)，為管道滲漏問題處理提供了有效途徑。在無法開挖修復(fù)路段，采用非開挖技術(shù)修復(fù)管道，不會影響交通通行。借此就對排水工程中非開挖技術(shù)應(yīng)用展開分析探討。

1 市政給排水工程中非開挖技術(shù)概述

市政給排水工程非開挖技術(shù)是為了確保地貌環(huán)境在實際施工過程中不會受到影響所采用的新型技術(shù)。其技術(shù)主要應(yīng)用在地下排水工程管道施工環(huán)境內(nèi)，相比較傳統(tǒng)管道開挖技術(shù)而言，利用非開挖技術(shù)不但能夠有效降低施工建設(shè)成本，更能夠有效縮短施工時間，減少精力投入，為城市交通環(huán)境穩(wěn)定性構(gòu)建提供良好技術(shù)平臺[1]。首先，施工流程是通過地下鉆孔方法，順著打孔設(shè)計軌跡進(jìn)行導(dǎo)向孔工作，而后再進(jìn)行回擴(kuò)，當(dāng)孔徑滿足實際管道敷設(shè)尺寸時，再將待鋪設(shè)管道拉入孔內(nèi)。期間，施工流程應(yīng)當(dāng)時刻秉承導(dǎo)向儀數(shù)據(jù)進(jìn)行測量校對，這樣才能夠確保整體導(dǎo)向工作與后續(xù)管道相互契合，并確保市政給排水工程管道體系完善。

另外，在進(jìn)行市政給排水工程非開挖施工過程中，依據(jù)施工方法特性，在實際道路及農(nóng)田環(huán)境中，能夠確保實際交通體系不會受到影響，并且也不會破壞地貌植被，在整體生活環(huán)境體系內(nèi)部工作過程中，更不會造成較大干擾。此種施工優(yōu)勢是開挖工作所無法具備的，同樣在實際環(huán)境營造方面，開挖工作也難以保證整體工程環(huán)境保持系統(tǒng)性，以至于后續(xù)工作延伸難以有較好進(jìn)展條件[2]。其次，在建筑物環(huán)境和交通干線地段內(nèi)，利用非開挖技術(shù)能夠確保地下環(huán)境穩(wěn)定性，針對相應(yīng)管線條件能夠有效避讓，對整體功能環(huán)境而言又具備有效空間在地下環(huán)境統(tǒng)籌優(yōu)勢，從而確保了整體工程質(zhì)量條件完善，并為后續(xù)施工成本提供良好協(xié)調(diào)平臺。但若出現(xiàn)大范圍地質(zhì)阻礙情況，針對非開挖施工技術(shù)便會造成難以處理的情況，同樣這也是當(dāng)前市政給排水工程非開挖技術(shù)有效開展的核心技術(shù)難題。

2 非開挖技術(shù)種類及特點(diǎn)分析

2.1 不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)

此項非開挖技術(shù)通過在管道局部損壞部位安裝環(huán)狀橡膠止水密封帶和不銹鋼套環(huán)以達(dá)到止水目的。

(1)適用范圍。此技術(shù)適用于鋼筋混凝土管材、球墨鑄鐵管材等超大管徑排水管道修復(fù)。當(dāng)排水管道出現(xiàn)錯位、脫節(jié)、變形等結(jié)構(gòu)性缺陷，以及管道內(nèi)壁出現(xiàn)露石、沙眼、剝落等病害時，可以采用不銹鋼雙脹環(huán)修復(fù)技術(shù)。

(2)優(yōu)點(diǎn)。施工便捷、修復(fù)速度快，修復(fù)后質(zhì)量穩(wěn)定性較高，止水套環(huán)具備良好抗內(nèi)壓效果，與管道開挖技術(shù)相比，此項技術(shù)可節(jié)省路面開挖與修復(fù)產(chǎn)生的費(fèi)用，減少對周圍建筑物和正常道路交通影響。

(3)缺點(diǎn)。造成排水管道斷面一定損失，影響后續(xù)管道養(yǎng)護(hù)疏通作業(yè)。

2.2 不銹鋼發(fā)泡筒修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)通過在排水管道局部損壞部位安裝不銹鋼薄板和泡沫塑料板以達(dá)到修復(fù)目的，在安裝泡沫塑料板時需要將其卷成桶狀，噴涂發(fā)泡膠，借助膨脹氣囊使泡沫塑料板緊貼管口，起到止水作用。

(1)適用范圍。適用于塑料管材、鋼筋混凝土材質(zhì)的排水管道局部修復(fù)，要求所修復(fù)管道不存在明顯線形變化，管道壁體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

(2)優(yōu)點(diǎn)。施工速度快，可帶水作業(yè)，修復(fù)效果好，基本不會引起水流變化。此項技術(shù)施工成本較低，無需開挖路面，對道路交通影響小。

(3)缺點(diǎn)。此項技術(shù)要配合使用土體注漿技術(shù)，造成管道斷面出現(xiàn)損失，不利于后續(xù)養(yǎng)護(hù)疏通設(shè)備維護(hù)[3]。

2.3 現(xiàn)場固化修復(fù)技術(shù)

此項技術(shù)主要借助氣囊成型技術(shù)促使涂灌樹脂的氈筒緊密貼合需要修復(fù)部位，再用紫外線固化此處，達(dá)到修復(fù)目的。

(1)適用范圍。適用于鋼筋混凝土材質(zhì)排水管道局部和整體修理，對管徑超過800mm的管道需要施工人員下井管修理，對管徑800mm以下管道用電視監(jiān)測車自動探測修復(fù)位置，放入氣囊固定后進(jìn)行修復(fù)。不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、連接口錯位、坍塌變形等損壞修復(fù)。

(2)優(yōu)點(diǎn)。施工時間短，可多點(diǎn)位同時修復(fù)，提高施工效率。施工成本低，無需開挖路面，不會產(chǎn)生施工垃圾。

(3)缺點(diǎn)。需要聯(lián)合使用土體注漿技術(shù)。

2.4 機(jī)械制螺旋管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)通過在舊管道內(nèi)部不斷前進(jìn)使帶狀型材形成新管道，并在新舊管道之間注漿，促使新管道緊密貼合舊管道，形成新的管道整體結(jié)構(gòu)。

(1)適用范圍。適用于大型矩形箱涵和不規(guī)則排水管道修復(fù)，固定口徑技術(shù)可修復(fù)450mm～3 000mm管徑排水管道，擴(kuò)張法可修復(fù)150mm～800mm管徑排水管道。此項技術(shù)不適用于發(fā)生嚴(yán)重沉降、管道接口錯位的窖井修復(fù)。

(2)優(yōu)點(diǎn)。此項技術(shù)可在保持水流30%情況下完成修復(fù)作業(yè)。新管道口徑與原管道相比會縮小5%左右，因新管道內(nèi)壁粗糙系數(shù)較低，使其整體水流輸送能力不會發(fā)生較大變化。

(3)缺點(diǎn)。此技術(shù)需要聯(lián)合使用土體注漿技術(shù)，在下放新管材后注漿，用于新管材固定。

2.5 短管焊接內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)

此項技術(shù)是在舊管道中插入HDPE管形成“管中管”復(fù)合結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出HDPE管耐腐蝕、耐滲透等性能優(yōu)勢，以及原舊管道剛性、強(qiáng)度優(yōu)勢，對排水管道進(jìn)行修復(fù)。

(1)適用范圍。此項技術(shù)適用于修復(fù)變形、輕度錯位、 腐蝕、脫節(jié)、局部露石、內(nèi)壁剝落、窖井損害、預(yù)防性修理排水管道。不適用于內(nèi)壁破碎、錯位超過4cm、管線嚴(yán)重變形、嚴(yán)重沉降的排水管道修理。

(2)優(yōu)點(diǎn)。修復(fù)后管道流動性、抗壓性、抗沖擊能力明顯增強(qiáng)，使用壽命可延長50年以上；HDPE管可一次穿插長達(dá)1km～2km，滿足快速修復(fù)作業(yè)要求，縮短管道停用時間。

(3)缺點(diǎn)。修復(fù)后的新管道斷面明顯小于舊管道。

2.6 折疊管牽引內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)是先將PE軟管折疊成U型，再將PE軟管牽引到被修復(fù)管道中，借助壓縮空氣將PE軟管復(fù)原，使PE軟管緊密貼合原管道。

(1)適用范圍。適用于管徑在300mm～600mm范圍內(nèi)的所有材質(zhì)排水管道修復(fù)。不適用于嚴(yán)重沉降、破裂、基礎(chǔ)斷裂、接口錯位的管道修復(fù)。

(2)優(yōu)點(diǎn)。折疊成U型的管材截面積縮小三分之一左右，能夠減少管材進(jìn)入管道后產(chǎn)生的摩擦阻力；PE管材具有良好防腐、防滲功能，可起到穩(wěn)定管道結(jié)構(gòu)的作用；與其他技術(shù)相比，此技術(shù)造成原管道截面損失相對較小[4]。

(3)缺點(diǎn)。當(dāng)PE管材牽引過程中，可能會因管材走向偏離、破裂造成結(jié)構(gòu)破壞。

3 非開挖技術(shù)在市政給排水工程中的實踐應(yīng)用

3.1 工藝比選

由上文分析可知，排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)種類較多，每一種都有自己的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，截止到目前，沒有任何一種非開挖修復(fù)技術(shù)能夠適用于所有情況，且毫無缺點(diǎn)。所以要結(jié)合實際情況，選取最為適宜的技術(shù)，達(dá)到預(yù)期修復(fù)效果。市政給排水工程以污水管線為主，在長期使用中，管道存在一定程度腐蝕、滲漏，對于這樣的管線，原則上應(yīng)當(dāng)以半剛性修復(fù)為主，依托原本管道結(jié)構(gòu)，選用全新內(nèi)襯管，使其只承受來自于外部的靜水壓力，土體壓力、動荷載則由原管道承擔(dān)。加入內(nèi)襯后的排水管道，應(yīng)當(dāng)能夠滿足過水需求。在非開挖修復(fù)技術(shù)選擇上，既要考慮增強(qiáng)管道強(qiáng)度，還要便于施工，并且工期越短、成本越低越好。下面針對不同管徑排水管道，選取適宜非開挖修復(fù)技術(shù)。

3.1.1 DN300-DN600

針對市政給排水工程中，管徑為DN300-DN600的污水管道，可以采用短管內(nèi)襯法進(jìn)行非開挖修復(fù)，該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在如下方面：施工過程中，不需要開挖工作坑，作業(yè)時使用工具設(shè)備比較簡單，基本上不會影響到正常交通通行，套入的PE管具有獨(dú)立強(qiáng)度，不但能夠使管道排水流量需求得到滿足，而且還能使管道結(jié)構(gòu)安全問題獲得有效解決。與其它適用于中、小管徑的非開挖修復(fù)技術(shù)相比，該技術(shù)造價更低。

3.1.2 DN600-DN1500

針對市政給排水工程中，管徑在DN600-DN1500的污水管道，可以采用非開挖修復(fù)技術(shù)中的UV內(nèi)襯法。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在如下方面：施工過程中，不需要開挖工作坑，可以在夜間施工，基本上不會對交通通行造成影響。與翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法相比，內(nèi)襯材料性能得到優(yōu)化，抗拉強(qiáng)度更高。固化周期比較短，無需配置熱水、蒸汽等，施工過程不會產(chǎn)生廢水，不會影響到周邊環(huán)境。UV內(nèi)襯以拉入方式就位，作業(yè)時不需要翻轉(zhuǎn)，固化全程在監(jiān)控下完成，可以使質(zhì)量得到保障。

3.1.3 DN1500以上

在市政給排水工程中，管徑超過DN1500的排水管道，在非開挖修復(fù)技術(shù)選擇上，應(yīng)當(dāng)以翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法作為首選，該方法優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在如下方面：施工過程中，不需要開挖工作坑，可以在夜間施工，基本上不會對交通通行造成影響。適用范圍更廣，在中、小管徑非開挖修復(fù)中同樣具有良好適用性。

3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1 導(dǎo)水

在對管道保護(hù)前，要先導(dǎo)水，根據(jù)不同情況，可以選擇相應(yīng)導(dǎo)水方案，具體要點(diǎn)如下。

(1)直線型導(dǎo)水。為確保排水管道非開挖修復(fù)施工順利開展，最大限度減輕對周邊管路影響，可以采取分段導(dǎo)水方法。即在修復(fù)某段管線前，用皮塞將該段起始端檢查井管口堵嚴(yán)，并在上游檢查井內(nèi)布設(shè)水泵和一定長度的水帶，以此向下游檢查井中導(dǎo)水。由于直線型導(dǎo)水具有短期不間斷性特點(diǎn)，所以導(dǎo)水時，必須安排專人負(fù)責(zé)看管水泵，注意上下游水位及水泵運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，如果出現(xiàn)異常狀況，要及時采取相應(yīng)措施加以處理，避免污水跑、冒對周邊環(huán)境造成污染，對居民生活產(chǎn)生影響。

(2)附近有并列污水管道。當(dāng)污水管道以并列方式布設(shè)在道路兩側(cè)時，由于每一段管道下游均為獨(dú)立。故此，在導(dǎo)水時，可以從一段向另一段導(dǎo)入。具體做法如下：對某一段污水管道進(jìn)行非開挖修復(fù)施工前，可先用皮塞將本段管道起始端檢查井管口堵嚴(yán)，隨后將水泵和一定長度的水帶等設(shè)備，布設(shè)到上游檢查井中，以此來向另一段污水管道內(nèi)導(dǎo)水。

(3)軟渡管導(dǎo)水。當(dāng)排水管道管徑比較大，且管段為大流量排水時，可以采用機(jī)械導(dǎo)水。但機(jī)械設(shè)備運(yùn)用，會導(dǎo)致導(dǎo)水施工成本增大，出于經(jīng)濟(jì)性方面考慮，可選用軟渡管導(dǎo)水方法。具體做法是在排水流量高峰時，用水泵提升導(dǎo)水，確保過水能力，在排水流量處于低谷時，利用布設(shè)在導(dǎo)流段的軟渡管排水。這種導(dǎo)水方案最為突出的特點(diǎn)就是節(jié)能。

3.2.2 清淤

排水管道在使用一段時間后，管內(nèi)會有一些淤積滯留物，一般情況下，管道存泥量約為40%左右，個別管段中淤塞大量建筑垃圾，嚴(yán)重時甚至?xí)麧M整個檢查井。故此，在非開挖修復(fù)施工前，要對管道進(jìn)行清淤，以此確保施工能夠順利進(jìn)行，避免安全事故發(fā)生。由于污水管道內(nèi)含CO2、CH4以及H2S等氣體， 當(dāng)以上氣體濃度達(dá)到爆炸臨界點(diǎn)時，若是遇到明火，則會引起爆炸。為避免這一情況發(fā)生，作業(yè)人員下井前，要檢測氣體濃度，確定是否超標(biāo)，若是井內(nèi)含有害氣體，要先通風(fēng)排除，之后便可開始清淤。可選擇清淤方法有兩種，一種是水力清淤，另一種是機(jī)械清淤。

(1)在排水管道清淤中，水力清淤方法比較常見，即借助高壓噴射車及相關(guān)設(shè)備，通過汽車引擎驅(qū)動高壓泵，將加壓后的水送入射水噴嘴內(nèi)，利用水射出后產(chǎn)生的反作用力，達(dá)到清洗管道壁的效果。從管道壁上被清洗下來的淤積物，會被水流沖入檢查井內(nèi)，由吸泥車進(jìn)行處理。

(2)機(jī)械清淤法是在需要清淤的管道段內(nèi)穿過TT片，并將鋼絲繩牢固系在TT片一端，鋼絲繩另一端綁在清通工具上，同時在管道兩端設(shè)置絞車，鋼絲繩系在絞車上，絞車帶動鋼絲繩拉動清通工具，將管段內(nèi)淤泥刮到下游檢查井內(nèi)，以此來達(dá)到清淤目的。

3.2.3 非開挖施工

(1)短管內(nèi)襯法施工工藝流程：勘探施工現(xiàn)場，加工PE短管，導(dǎo)水、清淤，安置施工設(shè)備，連接短管，通過液壓牽引方式鋪設(shè)，修復(fù)后拆除設(shè)備，處理管頭和支線。

(2)UV內(nèi)襯法施工工藝流程：施工現(xiàn)場全面勘測，導(dǎo)水、清淤，將保護(hù)膜拉入待修復(fù)管段，拉入內(nèi)襯軟管，通過紫外線進(jìn)行固化處理，處理管頭和支線后，檢測驗收。

(3)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法施工工藝流程：以內(nèi)窺方式檢測管道，對局部管道加以處理后，導(dǎo)水、清淤，翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯，固化后處理端頭，檢驗合格，通水運(yùn)行。

4 結(jié) 語

非開挖修復(fù)技術(shù)在排水工程中應(yīng)用，能夠在不開挖工作坑前提下，完成管道滲漏等問題修復(fù)和有效處理，不會對車輛通行造成影響。未來一段時期，要加大對非開挖修復(fù)技術(shù)研究力度，除對現(xiàn)有方法持續(xù)優(yōu)化外，還應(yīng)開發(fā)一些新技術(shù)，以更科學(xué)技術(shù)方案和更合理施工內(nèi)容為給排水工程提供服務(wù)。