许世明
(北京建工路桥集团有限公司，北京 101318)
非开挖修复是一项较为先进的技术，为管道渗漏问题处理提供了有效途径。在无法开挖修复路段，采用非开挖技术修复管道，不会影响交通通行。借此就对排水工程中非开挖技术应用展开分析探讨。
市政给排水工程非开挖技术是为了确保地貌环境在实际施工过程中不会受到影响所采用的新型技术。其技术主要应用在地下排水工程管道施工环境内，相比较传统管道开挖技术而言，利用非开挖技术不但能够有效降低施工建设成本，更能够有效缩短施工时间，减少精力投入，为城市交通环境稳定性构建提供良好技术平台[1]。首先，施工流程是通过地下钻孔方法，顺着打孔设计轨迹进行导向孔工作，而后再进行回扩，当孔径满足实际管道敷设尺寸时，再将待铺设管道拉入孔内。期间，施工流程应当时刻秉承导向仪数据进行测量校对，这样才能够确保整体导向工作与后续管道相互契合，并确保市政给排水工程管道体系完善。
另外，在进行市政给排水工程非开挖施工过程中，依据施工方法特性，在实际道路及农田环境中，能够确保实际交通体系不会受到影响，并且也不会破坏地貌植被，在整体生活环境体系内部工作过程中，更不会造成较大干扰。此种施工优势是开挖工作所无法具备的，同样在实际环境营造方面，开挖工作也难以保证整体工程环境保持系统性，以至于后续工作延伸难以有较好进展条件[2]。其次，在建筑物环境和交通干线地段内，利用非开挖技术能够确保地下环境稳定性，针对相应管线条件能够有效避让，对整体功能环境而言又具备有效空间在地下环境统筹优势，从而确保了整体工程质量条件完善，并为后续施工成本提供良好协调平台。但若出现大范围地质阻碍情况，针对非开挖施工技术便会造成难以处理的情况，同样这也是当前市政给排水工程非开挖技术有效开展的核心技术难题。
2.1 不锈钢双胀环修复技术
此项非开挖技术通过在管道局部损坏部位安装环状橡胶止水密封带和不锈钢套环以达到止水目的。
(1)适用范围。此技术适用于钢筋混凝土管材、球墨铸铁管材等超大管径排水管道修复。当排水管道出现错位、脱节、变形等结构性缺陷，以及管道内壁出现露石、沙眼、剥落等病害时，可以采用不锈钢双胀环修复技术。
(2)优点。施工便捷、修复速度快，修复后质量稳定性较高，止水套环具备良好抗内压效果，与管道开挖技术相比，此项技术可节省路面开挖与修复产生的费用，减少对周围建筑物和正常道路交通影响。
(3)缺点。造成排水管道断面一定损失，影响后续管道养护疏通作业。
2.2 不锈钢发泡筒修复技术
此技术通过在排水管道局部损坏部位安装不锈钢薄板和泡沫塑料板以达到修复目的，在安装泡沫塑料板时需要将其卷成桶状，喷涂发泡胶，借助膨胀气囊使泡沫塑料板紧贴管口，起到止水作用。
(1)适用范围。适用于塑料管材、钢筋混凝土材质的排水管道局部修复，要求所修复管道不存在明显线形变化，管道壁体结构较为稳定。
(2)优点。施工速度快，可带水作业，修复效果好，基本不会引起水流变化。此项技术施工成本较低，无需开挖路面，对道路交通影响小。
(3)缺点。此项技术要配合使用土体注浆技术，造成管道断面出现损失，不利于后续养护疏通设备维护[3]。
2.3 现场固化修复技术
此项技术主要借助气囊成型技术促使涂灌树脂的毡筒紧密贴合需要修复部位，再用紫外线固化此处，达到修复目的。
(1)适用范围。适用于钢筋混凝土材质排水管道局部和整体修理，对管径超过800mm的管道需要施工人员下井管修理，对管径800mm以下管道用电视监测车自动探测修复位置，放入气囊固定后进行修复。不适用于管道基础断裂、连接口错位、坍塌变形等损坏修复。
(2)优点。施工时间短，可多点位同时修复，提高施工效率。施工成本低，无需开挖路面，不会产生施工垃圾。
(3)缺点。需要联合使用土体注浆技术。
2.4 机械制螺旋管内衬修复技术
此技术通过在旧管道内部不断前进使带状型材形成新管道，并在新旧管道之间注浆，促使新管道紧密贴合旧管道，形成新的管道整体结构。
(1)适用范围。适用于大型矩形箱涵和不规则排水管道修复，固定口径技术可修复450mm～3 000mm管径排水管道，扩张法可修复150mm～800mm管径排水管道。此项技术不适用于发生严重沉降、管道接口错位的窖井修复。
(2)优点。此项技术可在保持水流30%情况下完成修复作业。新管道口径与原管道相比会缩小5%左右，因新管道内壁粗糙系数较低，使其整体水流输送能力不会发生较大变化。
(3)缺点。此技术需要联合使用土体注浆技术，在下放新管材后注浆，用于新管材固定。
2.5 短管焊接内衬修复技术
此项技术是在旧管道中插入HDPE管形成“管中管”复合结构，发挥出HDPE管耐腐蚀、耐渗透等性能优势，以及原旧管道刚性、强度优势，对排水管道进行修复。
(1)适用范围。此项技术适用于修复变形、轻度错位、 腐蚀、脱节、局部露石、内壁剥落、窖井损害、预防性修理排水管道。不适用于内壁破碎、错位超过4cm、管线严重变形、严重沉降的排水管道修理。
(2)优点。修复后管道流动性、抗压性、抗冲击能力明显增强，使用寿命可延长50年以上；
HDPE管可一次穿插长达1km～2km，满足快速修复作业要求，缩短管道停用时间。
(3)缺点。修复后的新管道断面明显小于旧管道。
2.6 折叠管牵引内衬修复技术
此技术是先将PE软管折叠成U型，再将PE软管牵引到被修复管道中，借助压缩空气将PE软管复原，使PE软管紧密贴合原管道。
(1)适用范围。适用于管径在300mm～600mm范围内的所有材质排水管道修复。不适用于严重沉降、破裂、基础断裂、接口错位的管道修复。
(2)优点。折叠成U型的管材截面积缩小三分之一左右，能够减少管材进入管道后产生的摩擦阻力；
PE管材具有良好防腐、防渗功能，可起到稳定管道结构的作用；
与其他技术相比，此技术造成原管道截面损失相对较小[4]。
(3)缺点。当PE管材牵引过程中，可能会因管材走向偏离、破裂造成结构破坏。
3.1 工艺比选
由上文分析可知，排水管道非开挖修复技术种类较多，每一种都有自己的适用范围和优缺点，截止到目前，没有任何一种非开挖修复技术能够适用于所有情况，且毫无缺点。所以要结合实际情况，选取最为适宜的技术，达到预期修复效果。市政给排水工程以污水管线为主，在长期使用中，管道存在一定程度腐蚀、渗漏，对于这样的管线，原则上应当以半刚性修复为主，依托原本管道结构，选用全新内衬管，使其只承受来自于外部的静水压力，土体压力、动荷载则由原管道承担。加入内衬后的排水管道，应当能够满足过水需求。在非开挖修复技术选择上，既要考虑增强管道强度，还要便于施工，并且工期越短、成本越低越好。下面针对不同管径排水管道，选取适宜非开挖修复技术。
3.1.1 DN300-DN600
针对市政给排水工程中，管径为DN300-DN600的污水管道，可以采用短管内衬法进行非开挖修复，该技术优点体现在如下方面：施工过程中，不需要开挖工作坑，作业时使用工具设备比较简单，基本上不会影响到正常交通通行，套入的PE管具有独立强度，不但能够使管道排水流量需求得到满足，而且还能使管道结构安全问题获得有效解决。与其它适用于中、小管径的非开挖修复技术相比，该技术造价更低。
3.1.2 DN600-DN1500
针对市政给排水工程中，管径在DN600-DN1500的污水管道，可以采用非开挖修复技术中的UV内衬法。该技术优点体现在如下方面：施工过程中，不需要开挖工作坑，可以在夜间施工，基本上不会对交通通行造成影响。与翻转内衬法相比，内衬材料性能得到优化，抗拉强度更高。固化周期比较短，无需配置热水、蒸汽等，施工过程不会产生废水，不会影响到周边环境。UV内衬以拉入方式就位，作业时不需要翻转，固化全程在监控下完成，可以使质量得到保障。
3.1.3 DN1500以上
在市政给排水工程中，管径超过DN1500的排水管道，在非开挖修复技术选择上，应当以翻转内衬法作为首选，该方法优点体现在如下方面：施工过程中，不需要开挖工作坑，可以在夜间施工，基本上不会对交通通行造成影响。适用范围更广，在中、小管径非开挖修复中同样具有良好适用性。
3.2 施工技术要点
3.2.1 导水
在对管道保护前，要先导水，根据不同情况，可以选择相应导水方案，具体要点如下。
(1)直线型导水。为确保排水管道非开挖修复施工顺利开展，最大限度减轻对周边管路影响，可以采取分段导水方法。即在修复某段管线前，用皮塞将该段起始端检查井管口堵严，并在上游检查井内布设水泵和一定长度的水带，以此向下游检查井中导水。由于直线型导水具有短期不间断性特点，所以导水时，必须安排专人负责看管水泵，注意上下游水位及水泵运转等情况，如果出现异常状况，要及时采取相应措施加以处理，避免污水跑、冒对周边环境造成污染，对居民生活产生影响。
(2)附近有并列污水管道。当污水管道以并列方式布设在道路两侧时，由于每一段管道下游均为独立。故此，在导水时，可以从一段向另一段导入。具体做法如下：对某一段污水管道进行非开挖修复施工前，可先用皮塞将本段管道起始端检查井管口堵严，随后将水泵和一定长度的水带等设备，布设到上游检查井中，以此来向另一段污水管道内导水。
(3)软渡管导水。当排水管道管径比较大，且管段为大流量排水时，可以采用机械导水。但机械设备运用，会导致导水施工成本增大，出于经济性方面考虑，可选用软渡管导水方法。具体做法是在排水流量高峰时，用水泵提升导水，确保过水能力，在排水流量处于低谷时，利用布设在导流段的软渡管排水。这种导水方案最为突出的特点就是节能。
3.2.2 清淤
排水管道在使用一段时间后，管内会有一些淤积滞留物，一般情况下，管道存泥量约为40%左右，个别管段中淤塞大量建筑垃圾，严重时甚至会塞满整个检查井。故此，在非开挖修复施工前，要对管道进行清淤，以此确保施工能够顺利进行，避免安全事故发生。由于污水管道内含CO2、CH4以及H2S等气体， 当以上气体浓度达到爆炸临界点时，若是遇到明火，则会引起爆炸。为避免这一情况发生，作业人员下井前，要检测气体浓度，确定是否超标，若是井内含有害气体，要先通风排除，之后便可开始清淤。可选择清淤方法有两种，一种是水力清淤，另一种是机械清淤。
(1)在排水管道清淤中，水力清淤方法比较常见，即借助高压喷射车及相关设备，通过汽车引擎驱动高压泵，将加压后的水送入射水喷嘴内，利用水射出后产生的反作用力，达到清洗管道壁的效果。从管道壁上被清洗下来的淤积物，会被水流冲入检查井内，由吸泥车进行处理。
(2)机械清淤法是在需要清淤的管道段内穿过TT片，并将钢丝绳牢固系在TT片一端，钢丝绳另一端绑在清通工具上，同时在管道两端设置绞车，钢丝绳系在绞车上，绞车带动钢丝绳拉动清通工具，将管段内淤泥刮到下游检查井内，以此来达到清淤目的。
3.2.3 非开挖施工
(1)短管内衬法施工工艺流程：勘探施工现场，加工PE短管，导水、清淤，安置施工设备，连接短管，通过液压牵引方式铺设，修复后拆除设备，处理管头和支线。
(2)UV内衬法施工工艺流程：施工现场全面勘测，导水、清淤，将保护膜拉入待修复管段，拉入内衬软管，通过紫外线进行固化处理，处理管头和支线后，检测验收。
(3)翻转内衬法施工工艺流程：以内窥方式检测管道，对局部管道加以处理后，导水、清淤，翻转内衬，固化后处理端头，检验合格，通水运行。
非开挖修复技术在排水工程中应用，能够在不开挖工作坑前提下，完成管道渗漏等问题修复和有效处理，不会对车辆通行造成影响。未来一段时期，要加大对非开挖修复技术研究力度，除对现有方法持续优化外，还应开发一些新技术，以更科学技术方案和更合理施工内容为给排水工程提供服务。
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