摘要：以某工業(yè)園區(qū)排水管道為研究對(duì)象，從適用管徑、管材、缺陷等多個(gè)方面比對(duì)分析點(diǎn)狀原位固化法、不銹鋼快速鎖法、紫外光固化法、脹管法以及水泥砂漿噴筑法非開(kāi)挖修復(fù)工藝的技術(shù)特點(diǎn)，提出了5種工藝的使用條件，以應(yīng)對(duì)不同位置、類(lèi)型及等級(jí)的缺陷修復(fù)需求。項(xiàng)目應(yīng)用5種非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)后，進(jìn)水化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）濃度提高72.3%。研究結(jié)果表明，選擇最合理的修復(fù)方法，可有效提高工程質(zhì)量、縮短工期、降低對(duì)環(huán)境及交通的影響。

關(guān)鍵詞：排水管道；提質(zhì)增效；非開(kāi)挖修復(fù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）01-00-04

Selection and Practice of Trenchless Repair Method of Drainage Pipe in an Industrial Park

Abstract： Taking the drainage pipeline of a certain industrial park as the research object， this study compares and analyzes the technical characteristics of point in-situ solidification method， stainless steel rapid locking method， ultraviolet curing method， expansion tube method， and cement mortar spraying method non excavation repair process from multiple aspects such as applicable pipe diameter， pipe material， and defects. Five process usage conditions are proposed to meet the repair needs of different positions， types， and grades of defects. After applying five non excavation repair techniques in the project， the influent Chemical Oxygen Demand （COD） concentration increased by 72.3%. The research results indicate that selecting the most reasonable repair method can effectively improve the quality of the project， shorten the construction period， and reduce the impact on the environment and traffic.

Keywords： drainage pipeline; quality and efficiency improvement; trenchless repair

為加快推動(dòng)城鎮(zhèn)水環(huán)境治理，補(bǔ)齊排水管網(wǎng)短板，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、生態(tài)環(huán)境部等單位先后印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019—2021年）》《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》《深入打好城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》等一系列政策文件，強(qiáng)調(diào)應(yīng)在摸清現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開(kāi)展排水管網(wǎng)修復(fù)更新、雨污分流改造，實(shí)現(xiàn)生活污水收集處理效能提升[1]。

排水管道非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)作為一種典型的綠色低碳技術(shù)，具有施工速度快、周期短、交通資源占用少、環(huán)境友好、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在排水管道修復(fù)更新工程中已得到了越來(lái)越多的應(yīng)用[2-3]。根據(jù)現(xiàn)狀管道缺陷的實(shí)際情況，結(jié)合各修復(fù)工藝的特點(diǎn)和使用范圍，采用紫外光固化、點(diǎn)狀原位固化、不銹鋼快速鎖、脹管法以及水泥砂漿噴筑5種不同的非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)修復(fù)某工業(yè)園區(qū)不同缺陷類(lèi)型的管道，以恢復(fù)排水管網(wǎng)的雨污水輸送功能，將為國(guó)內(nèi)其他類(lèi)似情況的排水管網(wǎng)修復(fù)更新提供借鑒。

1 管網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果分析

某工業(yè)園區(qū)雨污水管網(wǎng)長(zhǎng)度為381 km，在2020年和2021年，采用閉路電視（Closed Circuit Television，CCTV）檢測(cè)機(jī)器人檢測(cè)其中322 km的老舊管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)檢測(cè)長(zhǎng)度173 km，污水管網(wǎng)檢測(cè)長(zhǎng)度149 km。

管道結(jié)構(gòu)性缺陷分布如圖1所示。按照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（CJJ 181—2012）判讀，本次檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)各類(lèi)結(jié)構(gòu)性缺陷有12 285處，其中1級(jí)缺陷有5 410處、2級(jí)缺陷有5 411處、3級(jí)缺陷有995處、4級(jí)缺陷有469處，缺陷等級(jí)以1級(jí)、2級(jí)為主；缺陷類(lèi)型以錯(cuò)口、腐蝕、破裂以及接口材料脫落為主，均超過(guò)1 600處。在結(jié)構(gòu)性缺陷中，滲漏點(diǎn)達(dá)660處，導(dǎo)致大量地下水進(jìn)入污水管道系統(tǒng)，大大稀釋了原生污水濃度，這也是園區(qū)污水處理廠進(jìn)水化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）濃度偏低的原因之一。此外，本次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)園區(qū)排水管道存在大量的錯(cuò)口、破裂、脫節(jié)等缺陷，園區(qū)地處地下水位較高區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)口、脫節(jié)等缺陷逐步惡化最終造成地下水入滲。

2 非開(kāi)挖技術(shù)選型

排水管道修復(fù)工作建立“即查即改”機(jī)制，現(xiàn)場(chǎng)排查檢測(cè)發(fā)現(xiàn)3級(jí)與4級(jí)重大缺陷問(wèn)題、支管暗接偷排污水、2級(jí)滲漏點(diǎn)的，上報(bào)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位及監(jiān)理單位，確定修復(fù)方案后立即進(jìn)行整改，其余缺陷原則上暫不修復(fù)，但建立管網(wǎng)缺陷臺(tái)賬，列入更新與修復(fù)計(jì)劃。近年來(lái)，工業(yè)園區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)力度大，各種管線鋪設(shè)對(duì)市政交通、居民生活環(huán)境造成較大影響，經(jīng)綜合比較，確定優(yōu)先選用非開(kāi)挖技術(shù)進(jìn)行缺陷修復(fù)。在修復(fù)工藝選擇時(shí)，綜合考慮管道重要性、病害類(lèi)別及損壞程度、影響范圍以及翻修改造的目標(biāo)等因素，確定合適的管道修復(fù)工藝。采用局部修復(fù)和整段修復(fù)相結(jié)合的方式進(jìn)行排水管道修復(fù)工作，共運(yùn)用了點(diǎn)狀原位固化法、不銹鋼快速鎖法、紫外光固化、脹管法以及水泥砂漿噴筑法等5種非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)，各工藝對(duì)比如表1所示。在局部修復(fù)工藝選擇時(shí)，管徑在800 mm以內(nèi)的采用點(diǎn)狀原位固化法，當(dāng)管徑不小于800 mm時(shí)采用不銹鋼快速鎖法；在整體修復(fù)工藝選擇時(shí)，破裂、錯(cuò)口、起伏等缺陷等級(jí)在3級(jí)以下時(shí)采用紫外光固化法，存在較嚴(yán)重的變形、破裂時(shí)采用脹管法；檢查井的修復(fù)則采用水泥基砂漿噴筑法，在非開(kāi)挖修復(fù)更新技術(shù)無(wú)法解決管道缺陷時(shí)，采用開(kāi)挖修復(fù)。

3 非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

3.1 紫外光固化修復(fù)

紫外光固化修復(fù)技術(shù)是將具有光敏性的玻璃纖維內(nèi)襯軟管通過(guò)機(jī)械牽引牽拉進(jìn)入待修復(fù)管道內(nèi)，壓縮空氣使內(nèi)襯軟管緊密貼合在原有管道內(nèi)壁，再控制紫外固化燈在管道內(nèi)以一定的速度來(lái)回行走，逐步固化內(nèi)襯軟管，最終形成具有一定強(qiáng)度的內(nèi)襯新管。紫外光固化修復(fù)技術(shù)具有施工周期短、低碳環(huán)保、材料強(qiáng)度高等特點(diǎn)，項(xiàng)目采用的光固化材料固化后彎曲模量達(dá)12 000 MPa，具有良好的耐腐蝕、耐磨損等性能。項(xiàng)目采用紫外光固化法累計(jì)修復(fù)排水管道4 235.85 m，修復(fù)完成后采用CCTV檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收，根據(jù)CCTV檢測(cè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目管道修復(fù)后玻璃纖維內(nèi)襯材料與原有管道緊密貼合，管道內(nèi)壁光滑提升過(guò)水能力，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也得到加強(qiáng)。

3.2 脹管法修復(fù)

脹管法是在非開(kāi)挖條件下采用專(zhuān)用工具或設(shè)備破碎或割裂原有管道，將原有管道碎片擠入土體形成管孔，同時(shí)將預(yù)先組裝完畢的短管引入管孔，以此形成新的管道。脹管法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)等管道的改造替換，還具備擴(kuò)徑的能力。脹管法采用的內(nèi)襯短管管材為聚乙烯（Polyethylene，PE）材質(zhì)，一般選擇PE80或PE100材質(zhì)，一節(jié)短管的長(zhǎng)度一般在50～60 cm，短管連接一般采用子母扣設(shè)計(jì)，接口方便操作，同時(shí)輔以膠圈和密封膠可有效保證修復(fù)后管道的整體嚴(yán)密性。此外，由于高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）具有良好的耐磨性能且粗糙系數(shù)小，管道過(guò)水能力并不會(huì)因?yàn)楣軓阶冃《绊戄斔湍芰?。?xiàng)目采用脹管法累計(jì)修復(fù)排水管道2 445.98 m，修復(fù)后采用CCTV檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收，修復(fù)效果良好。

3.3 水泥砂漿噴筑法修復(fù)

水泥砂漿噴筑法是通過(guò)離心或壓力噴射方式將修復(fù)用水泥基材料均勻覆蓋在原有管道內(nèi)壁或檢查井表面形成內(nèi)襯的修復(fù)方法。修復(fù)施工時(shí)，將離心旋噴器居中放置在井內(nèi)，啟動(dòng)旋噴器，待運(yùn)行平穩(wěn)后啟動(dòng)砂漿輸送泵，待漿料從旋噴器均勻甩出后，操縱吊臂卷?yè)P(yáng)使旋噴器平穩(wěn)下行至井底，然后切換方向提升旋噴器上升至井口完成一個(gè)噴筑回次，如此循環(huán)往復(fù)直至設(shè)計(jì)厚度。項(xiàng)目采用水泥砂漿噴筑法修復(fù)檢查井56座，采用的水泥基材料具有強(qiáng)度高、耐腐蝕等性能，修復(fù)完成后水泥砂漿將與檢查井內(nèi)壁緊密結(jié)合，大大提升檢查井抗?jié)B性能。

3.4 點(diǎn)狀原位固化法修復(fù)

點(diǎn)狀原位固化法屬于局部缺陷修復(fù)工藝，主要是利用修復(fù)氣囊將浸漬樹(shù)脂的纖維材料固定在管道破損部位，修復(fù)氣囊充氣膨脹后使纖維材料緊緊擠壓在管道內(nèi)壁，經(jīng)紫外光或自然固化形成新的管道內(nèi)襯。傳統(tǒng)的點(diǎn)狀原位固化技術(shù)需要在施工現(xiàn)場(chǎng)制作材料，施工效率低，且自然固化方式受溫度影響較大，固化過(guò)程不可控。項(xiàng)目大多采用紫外光點(diǎn)狀原位固化修復(fù)技術(shù)，內(nèi)襯材料在工廠進(jìn)行生產(chǎn)，材料送達(dá)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后可直接施工，能夠?qū)崿F(xiàn)局部缺陷高效修復(fù)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，采用紫外光點(diǎn)狀原位固化法修復(fù)一個(gè)點(diǎn)位的局部缺陷可較傳統(tǒng)固化方式平均節(jié)省約60 min，極大提高了現(xiàn)場(chǎng)施工效率。本次采用點(diǎn)狀原位固化法累計(jì)修復(fù)604處，修復(fù)后采用CCTV檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收，修復(fù)效果良好。

3.5 不銹鋼快速鎖法修復(fù)

不銹鋼快速鎖法是一種典型的非開(kāi)挖局部修復(fù)工藝，由304不銹鋼拼合套筒、鎖緊螺栓和三元乙丙橡膠套3個(gè)部分組成，可通過(guò)氣囊或人工擴(kuò)充將套有橡膠套的特制不銹鋼圈擠壓擴(kuò)充，在原有管道缺陷位置形成管道內(nèi)襯，從而修復(fù)現(xiàn)有管道缺陷。項(xiàng)目主要用不銹鋼快速鎖法修復(fù)管徑在800 mm以上的大管徑管道缺陷，采用人工進(jìn)入管道內(nèi)部進(jìn)行安裝。不銹鋼套筒一般由2～3片加工好的環(huán)片拼裝而成，修復(fù)后原有缺陷完全被修復(fù)材料覆蓋，且前后應(yīng)比待修復(fù)缺陷至少長(zhǎng)10 cm。本次采用不銹鋼快速鎖法累計(jì)修復(fù)32處，修復(fù)后采用CCTV檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收，修復(fù)效果良好。

4 修復(fù)效果

本項(xiàng)目自2020年6月開(kāi)始實(shí)施管網(wǎng)3級(jí)、4級(jí)缺陷修復(fù)工作，2021年和2022年實(shí)施了二級(jí)缺陷修復(fù)工作。2020—2022年污水廠COD進(jìn)水濃度如圖2所示。數(shù)據(jù)顯示，項(xiàng)目實(shí)施前（2020年1—5月）COD平均進(jìn)水濃度為161.60 mg/L，工程全部施工后2022年COD平均進(jìn)水濃度達(dá)278.42 mg/L，COD濃度較項(xiàng)目實(shí)施前提升72.3%。由此表明，通過(guò)開(kāi)展排水管網(wǎng)修復(fù)改造工作，擠出了污水管道系統(tǒng)中大量的地下水，管網(wǎng)修復(fù)工作取得明顯成效。

5 結(jié)論

在污水處理提質(zhì)增效的背景下，非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但非開(kāi)挖修復(fù)并非適用于所有的管道缺陷，目前針對(duì)錯(cuò)口過(guò)大、嚴(yán)重變形、坍塌等缺陷問(wèn)題仍需采用開(kāi)挖修復(fù)的方式。在非開(kāi)挖修復(fù)方法的選擇上，應(yīng)綜合考慮管道重要性、病害類(lèi)別及損壞程度、影響范圍以及翻修改造的目標(biāo)等因素，同時(shí)結(jié)合各修復(fù)工藝的技術(shù)特點(diǎn)，選擇最合理的修復(fù)方法，可有效提高工程質(zhì)量，縮短工期，并減少對(duì)環(huán)境及交通的影響。應(yīng)用實(shí)踐表明，非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)可大大提升管道性能，將有效減少管道缺陷問(wèn)題導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

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2 衛(wèi) 佳，許懷奧，方 帥，等.非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)用于大口徑截污管道改造工程[J].中國(guó)給水排水，2023（10）：126-132.

3 李佳良，劉建偉.非開(kāi)挖修復(fù)工藝在污水處理提質(zhì)增效項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2023（3）：179-182.