非开挖修复技术在城市给排水管网建设中运用研究
时间：2022-12-06 10:25:02 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
邝绮雯
（广州邦城市政规划设计咨询有限公司，广东广州 510630）
城市给排水管网建设作为城市公共基础建设的重要内容之一，对推动城市建设具有积极意义。城市地下管道系统日益复杂，管道交错，对给排水管网建设带来极大挑战，非开挖修复技术的有效应用能够最大程度改善上述问题，提高给排水管网工程质量。
非开挖修复技术是指实际施工中利用先进技术与机械设备借助导向钻头向地下开展小面积的施工技术，达到修复、更换管线的目的。由于非开挖修复技术在应用过程中既不会阻碍交通，也不会对地面绿植造成严重的破坏，更不会影响地下管线修复区域及其周边人们的正常生活秩序，因此，在当前的社会发展背景下，非开挖修复技术有着较为广阔的应用前景以及较高的社会经济效果。具体来说，一方面，在城市化进程不断推进的过程中，为进一步提升自身的发展质量，大部分城市对自身的给排水管网体系进行了优化升级，但在管网体系升级过程中，若应用传统的开挖更换管道的方式，不仅需要消耗大量的资金，还会对管道体系开挖施工区域及其周边的环境、交通等活动产生一定的影响。现阶段，为降低这一情况给城市经济稳定发展造成的阻碍，可以将非开挖修复技术应用到工程施工活动中，通过应用先进的“微创”施工技术与设备，减小管网体系更新在施工时的影响面积，降低管网体系施工区域的修复难度，在提升工程施工效率、保障工程施工质量、降低施工成本的同时，降低工程施工给城市环境造成的不利影响。另一方面，在管网体系的应用过程中，受给排水管网内水体与周围土壤腐蚀、环境、工程施工磕碰等因素的影响，管网体系可能会出现渗漏的问题，这些问题的存在不仅影响了管网内水体运输的安全，还会给人们的正常用水造成一定的阻碍，现阶段，为了切实解决上述问题，不仅需要人们定期开展管网检修工作，还需要在发现问题时，及时对问题进行处理，相较于管网体系整体优化或者整段给排水管更新工作，这种轻微缺陷修复工作需要进行养护处理的区域相对较小，为了减少问题处理成本、缩短问题处理时间，可以将非开挖修复技术应用到管网体系微小缺陷的修复处理工作中，将对城市管道、交通的破坏性降到最低，为城市健康可持续发展提供有效的支持[1]。
作为现代化的新型给排水管网建设施工技术，非开挖修复技术对提高工程施工质量和水平具有积极的作用，能够有效减轻周围建筑物和建筑设备的影响。但现阶段，依然存在实际应用中缺少科学、合理的规划和指导，行业管理制度不完善，加之政策落实不到位等问题，造成非开挖修复技术的应用减少，影响了城市健康发展。具体来说，相较于施工成本相对较低、施工技术较为简单的传统直接开挖施工技术，非开挖修复技术作为新型的施工技术，对施工人员的综合素质和专业技术水平有着较高的要求。当前，在工程施工过程中的人才配置主要集中在建筑设计等部门，而实际施工人员的专业能力不高，导致其无法满足非开挖修复技术对人才的需求，非开挖修复技术的实际应用价值无法有效地体现出来，降低了施工效率，甚至影响施工进度。同时，城市给排水管网建设涉及内容多，工程较为复杂，因此需要在施工前做好规划与准备工作，相关部门需要及时予以指导。但考虑到非开挖施工技术应用时间相对较短的影响，这一技术行业管理制度不够完善，这一情况的出现导致在实际的施工过程中，应用非开挖修复技术开展城市给排水管道体系的建设时，施工人员往往缺乏合理、科学的指导，容易在某一关键环节出现衔接不当的问题，进而降低非开挖修复施工工作的质量[2]。
对于城市给排水管网建设工程来说，其施工质量的高低直接影响了城市的发展，所以，在施工前需要做好施工现场的勘察与调研工作，明确地下水与地质情况，做好分析与研究工作，确保工程施工安全，为后期的管网铺设奠定良好的基础。举例来说，现阶段，政府部门对非开挖修复技术的关注度不断提升，并且通过将这一技术应用到金泽水库原水水处理工艺优化与安全输配技术研究与应用（2017ZX07207004）课题的研究、江南某城市排水管理排水管道结构性检测与预防性修复工程等工作中的方式，进一步提升了当地给排水管道体系建设工作的完善度。需要注意的是，在开展给排水管网体系及建设施工时，应用不同的非开挖修复技术，所需要开展的准备工作内容也有所差别。具体来说，若在工程设计阶段决定本次工程施工技术为管道内衬修复，为了保证工程施工活动的顺利进行，需注意以下4点。
（1）在工程施工前需要通过停水检查的方式，了解给排水管道的实际损坏情况，并且通过在上游检查井处设置泵排水的方式，避免出现溢满现象。在对排水管网体系测量时，应保证管道的长度、埋深等内容的测量误差应在-5cm与+5cm之间，管道管径的测量误差必须在±5cm以下。
（2）在检查过程中，若给排水管道的管径在800mm以下，则可以应用CCTV检测车完成管道损坏情况的检查工作，若管道管径超过了800mm，那么在检查过程中既可以应用CCTV车又可以采用人工检测的方式，了解管道的实际情况。
（3）管道内衬修复检测工作应当有专业技术人员或者在专业技术人员的指导下完成，以便保证管道内出现裂缝、错位、变形、腐蚀、漏水等问题的破损区域、破损程度以及破损点的数量均能得到准确的描述。
（4）在检查过程中，待修复的给排水管道内存往往会存在接口错位的现象，若错位尺寸小于管径的10%，那么可以直接进行软管内衬施工，若错位尺寸超过了管径的10%，那么在进行内衬施工前，需要先对错位点进行扩孔径、注浆等处理，以便为后续管道修复施工活动的顺利开展提供有效的支持[3]。
若在工程设计阶段决定本次工程施工技术为顶管施工修复，为了保证工程施工活动的顺利进行，需注意以下4点：①应当先搭设施工区域的围挡，并完成施工区域的物探、坑探以及相应的调查工作，并依据工程的实际施工需要，选择合适的施工材料，然后选择合适的区域开展材料堆放、材料加工场地的搭架施工。②编制顶管施工计划，并参照施工计划组织施工人员学习施工图纸，制定科学的材料、人工、设备使用计划，然后对非开挖施工场地与会审过的施工图纸现场情况是否一致进行审核。③选择合适的工作坑位置，人工开挖深度控制在1.5m以上，以便保证顶管施工活动的安全性。④在确认顶管段长度后，令设备进场，在此过程中需要保证设备的完好性。
此外，在正式开始管道修复工作前，无论使用哪种修复技术，为了保证修复材料能够与管道本身进行有效的接触，需要先应用到高压清洗技术清除管道中沉积多年的污垢，保证地下管道水流的畅通性，进一步提升管道的运行质量和运行效果。
4.1 管道非开挖修复
4.1.1 内外衬修复技术
在进行管网修复时，首先需要做好施工前的检查工作，确保已经损坏的管网能够在第一时间被修复。管网的修复主要以外防腐蚀层、内修复两种修复，进一步提升修复质量和水平。其中，在进行管道的外防腐层修复过程中，首先需要做好管道外层防腐检测与评估工作，由专业技术人员做好全方位的检测与研究后依据管道的实际破损情况进行合理判定，再制定科学的修复方案。相对于外层防腐修复来说，管道内部的修复难度更大，对工作人员的专业技术要求也更高。因此，在修复管道内部时，多采用内衬修复法，在此过程中，借助气压的作用将带有防渗膜的纤维管进行上下翻转，使其移到管道的内部，达到管道内部修复的目的。在进行小口径管道的局部缺陷修复时，需要做好管道基层的加固工作，采用对小口径管道钻孔灌浆的方式，充分利用浆料填充的方式使得基层更加密实，达到加固的目的。例如，当采用内衬管穿插时，就需要在原有管道端口设置相应的导滑口，避免内衬管道出现损伤。在进行连续管道的穿插过程中，需要在地面设置滚轮架传送，内衬管的需要伸出原有管道端口一段距离后且保证经过24h的应力恢复后进行再进行操作。该种方式的主要优势在于不仅修复效果较好，且施工效率较高，能够实现短期内的管道内部修复，有效延长管道的整体使用寿命[4]。
4.1.2 局部现场固化修复技术
局部现场固化修复技术分为毡筒气囊局部成型技术、人工玻璃钢接口技术，对于管径超过850mm的局部修复时，可进一步提升修复的经济性与实用性。能够有效应用于钢筋混凝土材质的污水排水管道中。其原理主要为利用树脂和水的混溶性，一般性质的污水对其性能影响较小。施工简单且设备清洗较为容易。其性能指标如表1所示。在应用该项技术的过程中，需要保证管道接口的裂缝较为严密，接口的处理需要满足设计需求，修复后的毡筒宽度需控制在45cm以内，保证水流的畅通性。同时需要保证毡筒表面的光滑性。
表1 性能指标
4.2 管道非开挖更换
现阶段，给排水管线更换时，较为常用的方式包括保管法与吃管法两种，其中，爆管法是一种利用径向力破碎并增大现有管道，便于新管道安装的一种技术方式，按照爆管工具的不同，爆管法又可以分成气动爆管、液动爆管与切割爆管三种类型，在非开挖修复工作中，气动与液动爆管法更适用于管径在1200mm以下，管材为陶土、混凝土、铸铁等脆性材料制成的管道更换施工中，并且更换的新管道材料可以是PE、PP、陶土、玻璃钢等，同时，新管的直径既可以与原管相同，也可以比原管直径大50%左右。切割爆管法更适用于钢管更新工作中，更换的旧管管径应当在50～150mm的范围内，更换的新管管材主要为PE。吃管法也是较为常见的管线更换方式，相较于爆管法，更适合应用于坚硬的土层旧管破碎外挤较为困难的情况，在给排水管网非开挖修复工作开展过程中，吃管法的应用不仅不会对地表产生明显的扰动，降低施工活动对周围管线以及地表建筑的影响，还能够实现对原管线的迅速更换[5]。
4.3 管道非开挖敷设
管线的铺设方式主要为顶管法、螺旋钻进法、微型隧道施工法、夯管法、水平导向钻进法等多项技术方式，具体如下。
4.3.1 顶管法
为最大程度降低给排水管网建设对建筑物及交通的影响，管线的敷设通常选择非开挖修复技术中的顶管法，顶管法能够利用液压千斤顶顺利地将管道铺设到土层中，管道内部残留的杂质和泥沙能够及时清理干净，确保管道内部清洁、畅通。顶管法能够有效应用于500～4200mm的管道。
4.3.2 螺旋钻进法
螺旋钻进法是指将螺旋钻进设备放置在提前预备好的工作坑中，利用螺旋钻杆进行作业，在此过程中需要将钢管放到螺旋钻杆的外部进行管线的铺设，对于微型隧道施工法来说，该种方式能够有效地应用在重力排水管道的建设中，原理在于能够借助钻掘系统将土屑进行有效的削切，削切后的土渣能够顺利通过出渣系统排出。
城市化进程的加快，城市道路建设水平的高低直接影响城市的健康、稳定发展。原有的城市给排水管网建设技术无法满足现代化的施工要求，随着科学技术水平的提升，非开挖修复技术得到了广泛的应用。在城市给排水管网建设中有效应用非开挖修复技术能够有效提升工程施工质量和水平，为给排水管网建设提供了新的机遇。因此，需要重视非开挖修复技术的有效应用，进一步提升给排水管网建设水平，推动城市可持续发展。
猜你喜欢 排水管道管网管道 市政道路排水管道施工质量问题预防分析建材发展导向(2022年12期)2022-08-19水平定向钻施工在市政排水管道施工中的应用建材发展导向(2022年3期)2022-04-19城市集中供热管网的优化设计建材发展导向(2022年6期)2022-04-18市政道路雨污水管网施工工艺研究建材发展导向(2021年22期)2022-01-18改扩建市政给排水管道施工技术研究建材发展导向(2021年20期)2021-11-20市政道路给排水管道的施工技术研究建材发展导向(2021年23期)2021-03-08中俄东线天然气管道开通环球时报(2019-12-03)2019-12-03市政道路给排水管网设计分析智能建筑与工程机械(2019年6期)2019-09-10东莞打响截污次支管网建设攻坚战环境(2017年6期)2017-06-23大宝小神探·奇异的森林管道琴童(2016年8期)2016-05-14
