市政给水排水管道非开挖修复技术

市政给水排水管道非开挖修复技术
发布时间：2022-01-18T08:49:52.072Z 来源：《新型城镇化》2021年24期作者：杨健[导读] 非开挖修复技术是一种比较常用的技术，该技术不需要将地表挖开也可以修复管道，可以修复局部，也可以修复整体，通过修复解决渗漏、开裂等问题，使其恢复使用功能。

福光环境工程（上海）有限公司上海 201712
摘要：在市政工程中，给排水管道是十分重要的一项工程，对城市居民的日常用水有很大的影响。

大部分给排水管道在投入运行超过15年后，会出现明显的老化和损坏情况，可能会引发管道穿孔、泄漏等问题。

所以，要加强市政给排水管道的修复工作。

如果采用全面更换的方式，不仅会带来巨大的财政支出，还会给周围环境、交通带来极大的影响，甚至影响居民的正常生活。

为了解决此类问题，可以采用非开挖修复技术。

本文主要对管道的腐蚀情况进行分析，介绍了非开挖修复技术，阐述了非开挖修复技术在市政给水排水管道修复中的
应用。

关键词：市政；给水排水管道；非开挖修复技术
引言
非开挖修复技术是一种比较常用的技术，该技术不需要将地表挖开也可以修复管道，可以修复局部，也可以修复整体，通过修复解决渗漏、开裂等问题，使其恢复使用功能。

此类技术方法有很多中，包括螺旋管内衬、牵引内衬等等。

从修复的范围进行划分，可以分为三种类型，分别是：辅助修复以及局部修复和整体修复。

其中，辅助修补主要采用土注浆法，是较早应用的防渗堵填技术。

通过钻孔、预留孔洞然后注浆的方式，增加地基承载力，阻断地下水；局部修复就是对损坏、解耦错位、腐蚀等缺陷部位进行修复，通常在局部缺陷较少或较小的情况下应用，常用嵌补法、套环法和局部内衬法；整体修复工程是对与检查井之间的管道进行加固修复，对管道内锈蚀严重、漏水点较多、破损严重的部位进行整体修补,恢复管道的正常使用。

可以选择固化内衬修补技术、螺旋管内衬修补技术等。

1 市政给水排水管道腐蚀原因1.1 腐蚀原理
水本身就是一种具有较强溶解力的溶媒，大部分物质都可以溶于水。

金属会被水溶解，也就是金属腐蚀。

供水管道系统中普遍采用金属材料，尤其是旧管道普遍以铁管材料为主。

所以，受到氧化、过氧化等原因的影响，会出现腐蚀的问题。

水中含有碳酸，与铁相遇之后发生反应，生成碳酸亚铁，继而被氧化之后就会生成氢氧化铁，也就是常说的铁锈。

它也可以接受电化学理论的影响,在电化学反应下出现腐蚀问题,氢氧化亚铁在碱式水中与氧化物结合形成氢氧化铁,在金属表面生成膜。

遇到碱式水后产生二氧化碳,经过化合得到重碳酸亚铁,然后进一步氧化合成为氢氧化铁[1]。

此外，也可能受到微电池的影响。

水在管道中流动的过程中，会与管道内壁接触，进而受到各种化学反应的影响，出现腐蚀现象。

氧化皮的缝隙、管道表面上会形成很多腐蚀电池，并且逐渐腐化，最后产生沿着水流方向的膜。

尤其在管壁周围，氧的含量相对较少，可以为铁细菌滋生营造良好的环境，造成腐蚀问题加剧。

1.2 腐蚀原因
市政给水排水管道腐蚀的原因有很多，通过对废弃管道的研究可知，铸铁管、钢管都从接头位置开始出现腐蚀穿孔的问题，主要因为接头位置施工质量不佳、外部防腐层出现破损、杂质电流等因素的影响。

局部泄漏如果没有及时修复，会对整体运营造成影响。

在管道输送的过程中，介质变化可能会导致腐蚀渗漏，一些管道插口的密封材料并不能适应新介质，造成接口位置出现渗漏的情况。

管道中常见的介质包括雨水、生活污水、中水等等[2]。

铸铁管道采用刚性材料，在城市建设的过程中，道路工程不断增多，对地下水位、地理环境造成了一定的影响，可能会出现不均匀沉降的情况，进而引发接头出现缝隙，造成管道渗漏。

各类工程施工都会对管道造成影响，常见的问题为机械性破坏。

很多管道问题具有局部性，但如果出现机械性破坏的情况，管道整体会受到影响，难以正常使用。

2 管道非开挖修复技术介绍2.1 项目介绍
蚂蝗河综合整治及山下内涝区整治工程排水管道清淤修复工程和管道清淤及修复工程分别在2018年4月份和2018年1月份开工，这两个项目都位于西江生萍乡市市区，分别有两个标段，合计完成近60Km的管道清淤检测，采用UV-CIPP光固化非开挖整体修复方式完成修复2334.31米，排水管道口径从DN300-DN1200，其中包含了部分方涵的修复。

为提升管道修复的效果，在工程施工的过程中，积极推广新工艺、新材料并且开展非开挖修复相关技术和设备的研发工作，通过理论分析和实践研究，完成了《一种非开挖管道更新设备的支撑装置》《一种管道非开挖修复用气囊装置》等专利发明。

2.2 技术介绍
辅助修复技术一般在地基的补强与防渗工作中使用,选择主体注浆法即可。

这种方法主要是对周围土体、界面、井底检查、围墙灌浆等方法，以形成防水帷幕,从而达到防渗的效果[3]。

注浆方法可将管线和检测井周围的水泥体硬化,以增强支承重力,把由于地下水流失产生的空隙填满,使地基承载力、变形模量增大,使地下水流不再深入到管线、窑井这种地方,是一个经济效益比较好的补充与堵漏方法,可与其他修补方法组合使用,具体根据实际需求进行规划和选择。

局部修补是对管线局部损坏、连接错位、锈蚀等出现缺陷问题的部位加以修补,这些缺陷问题并不是十分严重,可以通过局部修复的方式来解决。

可以使用嵌补法,也就是先在排水管道地下渗漏的地方进行挖掘,然后再沿着开凿的缝隙采用快水泥麻丝管来封闭,然后在里面先把塑料软管预埋并工作好,接着再采用双快水泥在外面堵盖,等封罩好了以后再逐渐拔出制动软管,为注浆打造空间。

混凝土随着时间的增长而逐渐硬化,到达一定程度后,再向空隙内灌注嵌补建筑材料。

最后,将嵌补建筑材料扩展后所形成的碎屑清理完毕,再用混凝土搅拌砂浆将管面磨平,即可进行修复；采用不锈钢材质双胀环修补法,该方式较为普遍,适用材质主要有二种,一种使环装上橡胶密封套,另一种使用不锈钢材质套环。

将橡胶圈或双胀环在接口及破损部位上放置,并事先按照规定准备好胶带,之后再通过胀环进行固化,共二负三道可以良好的固化效果,同时实现止水的目的;不锈钢发泡原理筒修补技术,采用雨水中快速膨胀的金属化学浆为主要修补材质,同时结合了带状的不锈钢材料片[4]。

不锈钢材料的环放置在接头部位,将薄钢板与聚苯乙烯或泡沫塑料板卷曲成柱状,再利用发泡胶进行连接。

在准备完毕后,再通过膨胀汽车气囊加以固化,利用发泡胶固可保证安全性;不锈钢管内就衬修补工艺也具有较好的应用效果,在引用的过程中可以使用换装橡胶封套,需要固定的内衬管,当胶带到位以后,再通过一道胀环固化即可,并且能够达到止水的要求;而局部现场固化修补的工艺也较为普遍,可以通过汽车毡筒气囊局部成型的工艺手段,在毡筒上涂刷合成高分子材料,之后再用汽车气囊挤压毡筒,使之和母管紧贴。

再通过紫外线进行加热,在凝固以后就可以起到修补的作用。

如果管道渗漏问题比较严重，出现大范围腐蚀的情况，即可选择整体维修的方法。

整体修复的方法有很多，可选择现场热固性衬里修复技术。

将金属软管用热固性高分子材料浸湿，然后将软管送入管道内，通过翻转拉管进行修补。

在送入软管之前，要将管道清理干净。

送入软管之后，使用水压、气压确保软管和管壁紧密贴合，然后加热固化，在内部形成新的内衬管，达到全面修复的效果；机械制螺旋管内衬修复技术的应用效果也比较好，使用PVC或PE管材，将管道放置在现有孔的底部，然后用缠绕机将原管道缠绕成固定直径的新管道[5]。

注意使用泥浆填充新管道和旧管道之间的间隙，并且需要在型材的外侧覆盖T形肋，这可以用于增加部件的刚性。

新管内部的内表面也比较光洁和均匀,可以保障内部通畅。

型材二端都会安装公母锁扣,边锁在旋转过程中可互锁，在管内形成一种新型结构防水管，具有连续、无裂纹的优点；可折叠管牵引衬里修复技术也采用PE软管施工，具有良好的侧向记忆恢复能力。

PE软管可以折叠成“U”形，然后用绞车拖到管道上进行维护,在PE管进入管道前,要先做好修复管道的清理工作[6]。

最后,再通过压缩空气将PE管回复为圆形,并且和母管贴合,从而实现非开挖修复的功效；另外,也可利用水泥基聚合物土层修复技术,采用高分子材料多聚物乳液和无机内粉混合制成复合型的防水性能涂膜料,这二个组分通过交叉搅拌,就能够产生弹性较强的防水性能膜,从而产生了很好的防水效应,不仅材料耐久性较强,而且富有极高的柔韧性,使用效率也较好
3 市政给水排水管道非开挖修复技术的应用
3.1 技术选择
在非开挖修复技术应用的过程中，可以根据管道原本的设计形式，以及管道使用过程中存在的问题进行分析，考虑经济、效果、工期等多个要素，选择最恰当的施工方式。

例如，在管道输水能力不足的情况下，可以增加管路截面积，同时对周围环境进行分析，发现周围道路老化问题十分严重，管路很容易出现碎裂的问题，所以最终采用爆管技术进行修复[7]。

各个开挖技术的优势和缺点各不相同，在技术应用的过程中，要进行综合分析，既要保障修复效果，也要确保工程按时完工且周围环境、工程不会受到影响。

目前，非开挖技术在不断完善，该技术对路面创伤较小，也不需要占用较大的施工面积，可以满足修复施工的要求。

所以，非开挖修复技术有广泛的应用前景，可以对该技术进行深入的研究和探索。

3.2 技术应用
在本文所述的工程项目中，采用UV-CIPP光固化非开挖整体修复技术，修复长度为2334.31米，原本的排水管道口径为DN300，经过修复达到DN1200，同时也对一部分方涵进行修复。

UV-CIPP光固化的非开挖修补工艺无法更改管线部位,使用已浸入环氧树脂的软管进行修补,先通过压缩或空气挤压的方法将软管与管壁紧紧贴合,然后再通过紫外光灯固化软管内的环氧树脂,，从一端到另一端逐步固化，在管壁内部构成坚硬的膜，构成“管中管”的结构，修复好已经破损的部位。

该技术的应用优势比较明显，即固化的时间较短，不需要开挖，利用检查井就可以完成施工。

内衬管耐腐蚀、耐磨损,使用寿命高达50年。

使用集成化的固化装置,没有占用很大的建筑体积,对附近道路、建筑物的危害较小。

能够修补较大范围的管线,在无水环境下,能够进行150-1600mm直径管线的修补，在异型管修复中也可以使用。

在实际修复的过程中，应该做好待修复管道口径、长度的测量工作，还要做好封堵、倒流、临排。

旧管道应该先进行高压冲洗，经过有效的预处理后，才能开展后续施工。

采用CCTV录像的方式保存影响之后，为日后修复、维护等工作提供依据。

4 结语
综上所述，在市政给水排水管道修复的过程中，可以采用非开挖修复技术。

根据管道受损和修复范围的大小，修复方式分为辅助修复、局部修复和全面修复。

常用的修复技术有很多，包括注浆法、套环法、螺旋管内衬、牵引内衬等等。

本文所述工程采用UV-CIPP光固化非开挖修复技术，具有良好的修复效果。

参考文献：
[1]崔海龙.非开挖技术在给排水工程中的应用[J].居舍,2020(26):39-40.
[2]朱颖杰.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析[J].居舍,2020(06):54.
[3]仇珊.浅谈市政给排水管道现状问题研究及检测修复[J].门窗,2019(11):45+48.
[4]张凯.市政给排水管道类型及事故原因分析[J].四川水泥,2019(06):174.
[5]王伟.建筑给排水设计中管道安装方式研究[J].住宅与房地产,2019(15):70.
[6]刘卫国.既有市政给排水管道现状及检测修复综合分析[J].低碳世界,2017(17):124.
[7]郭嘉.非开挖技术在城市给排水管道施工中的应用[J].四川水泥,2017(06):275.。