排水管道非开挖修复

黄剑鸿

摘要：地下排水管道是城市基础设施的重要组成部分。受管材质量、施工水平、地面沉降及管道腐蚀等因素影响，排水管道渗漏、裂缝、错位、脱节乃至坍塌等现象持续增多。于是，排水管道的维修工作成为排水管道建成后很长一段时间内最重要的工作。目前，我国排水管道修复技术分为：开挖修复和非开挖修复，本文就非开挖修复展开分析。

关键词：排水管道；非开挖修复；高聚物注浆修复技术

1、各种非开挖修复技术的应用对比

1.1原位固化法

又称软衬法、原位内衬发。目前有翻转法和牵引法两种。翻转内衬修复技术是将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处，然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面并与酒馆的内壁紧贴，继而使用常温水流、热水、蒸汽、紫外线等方式之一使树脂固化，行程一层紧贴旧管内壁的具有防渗功能的坚硬衬里。牵引法，又称拉入法，进入待修复管道方式与翻转法不同，由机械牵引直接拉到准确位置。

1.2穿插法

又称传统内衬法、内插法。指在旧管中插入新管，并在新旧管的环向空隙中注浆稳固的方法。该方法对原管道清洗要求不严格，可带水作业，施工费用低，材料简单，仅需开挖少量工作坑，目前广泛采用。

1.3折叠法

又称变形法、U型管折叠法。是指在施工前将内衬管加热并叠成U型、C型甚至工字型后，从工作坑中插入，末端工作坑中拉出。在热与压力的作用下，使之重新恢复原来的形状，与旧管道构成了紧密配合的符合管道的修复方法。这是改进的穿插法，避免拉入过程中造成新管的大面积划伤或过水断面损失大等现象，也可以带水作业，施工简单。但内衬管会因原管破损难以拉进，难以拐弯等，施工机具庞大，需要大面积放置。

1.4缩径法

又称紧（密）配合法，是通过机械作用使新管直径缩小，顺利送入旧管后，通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来形状和尺寸，与旧管紧密嵌合的技术。同样要求管线不能拐弯，原管线有错口等会影响施工质量。

1.5螺旋缠绕法

是将聚氯乙烯、聚乙烯条带在旧管内部或工作坑中螺旋地缠绕成管道形状。随后在缠绕管与旧管之间的环形间隙注浆并达到修复要求的一种技术。此法具有方便、迅速、效果好的特点。

1.6爆管法

又称裂管法、破管法或胀管法。主要依靠破管机械前端钢制锥形头在气动锤或牵引机的作用下击碎旧管到，内衬塑料管跟着钢制锥形头前进，最后完成替换旧管的修复技术。其具有更新后管道直径可以比原管道大，修复管道牢固性高的特点。

1.7喷涂法

利用水泥砂浆或有机化学浆液在管道内部喷涂一层膜对旧管道进行修复的方法。具有防腐和防渗作用，可人工进入大型管道进行操作，但对管道清洗和堵漏要求很高。修复时间长，对于管道变形、错位、脱节等结构性缺陷修复能力有限，费时费力，质量不稳定。

1.8套环法

利用专用液压设备，对不锈钢涨圈，将密封止水带安装固定在接口两侧，并使安装压力符合管线运行要求，从而在接缝处建立长久密封性柔性连接。可以应用于管道接头修复，适用于管道接头、管道周边裂纹及防渗的非开挖管道修复系统。

1.9注浆法

高聚物注浆技术的基本原理是按照一定配比，向病害处治区内注射双组份高聚物液体材料，材料迅速发生反应后体积膨胀并形成泡沫状固体，达到快速填充脱空、加固结构、防渗堵漏、抬升等目的。高聚物注浆技术采用的材料为非水反应类高聚物材料，其主要特点在于材料不需要现场水参与化学反应，而是双组份材料混合后即自身发生反应并膨胀发泡固化，既适用于有水环境，也适用于无水环境。其主要优势是，适用于局部功能缺陷，是唯一一种在不开挖的情况下能够填补管道外部漏空部分的修复方法，同时能够加固周围土体，增强修复后管道的耐用性。

2、高聚物材料注浆与传统水泥注浆对比

本文主要讨论美国AlchemyPolymers公司的产品APLift475型高聚物材料。APLift475是一种双组份、高强度发泡的树脂材料。多用于填充路基空洞、地面密封和精确提升混凝土板体。

高聚物注浆技术采用的材料为非水反应类高聚物材料，其主要特点在于材料不需要现场水参与化学反应，而是双组份材料混合后即自身发生反应并膨胀发泡固化，既适用于有水环境，也适用于无水环境。其主要技术性能如下：

①高膨胀：高聚物材料的自由膨胀率比达20倍以上，可以迅速填充裂隙和封堵渗漏，同时进一步压密周围介质；其膨胀压强能达到10Mpa。

②早强：材料可以在数秒内发生反应，并可根据需要调节。材料反应后15分钟即可达到90%以上的强度，并且具有较好弹性；

③防水：形成的泡沫状固体为憎水性材料，防水性能优良；

④轻质：材料膨胀固化后，其自重一般不到同体积水泥浆的10%，极大地减少了自重对结构的附加荷载；

⑤耐久：材料呈惰性，不会发生收缩和变质，耐久性好；研究结果表明，高聚物材料寿命可达33年。

⑥环保：施工时无需开挖，避免了资源浪费和对环境的污染，材料无毒、无刺鼻性气味，不污染土壤和水，不危害环境。

高聚物材料注浆与传统水泥注浆对比如下图：

3、高聚物注浆修复技术的一般工序

3.1确定注浆位置：采用地质钻探或探底雷达等物探手段检测结构的渗透层，确定需要注浆防渗加固结构层深度及厚度。

3.2钻注浆孔：根据不同的注浆深度，选用不同的钻孔机械，从地面钻孔深至预定注浆点。钻孔与透水层平行、斜交或垂直相交。

3.3下注浆导管：在钻孔内插入注浆导管，注浆管长度接近注浆孔深度。DN1000以内的管道可以在安全情况下，由人员进入管道内从内向外对管道外空隙进行注浆。

3.4封闭注浆孔：当注浆孔直径大于16mm时，为防止浆液沿注浆孔上窜，确保浆液膨胀压力，必须在下好注浆导管后用布袋注浆法实施封孔。

结束语

在高聚物材料技术日益发展的环境下，善于运用高科技的材料在管道修复工作上，必然能够达到事半功倍的效果。高聚物材料反应速度快，15分种即可达到最终强度的90%，且设备集成化高，机动灵活，施工车辆开到现场直接就可以施工，与其他修复方案相比，可显著节省工期。高聚物注浆技术可对存在缺陷的管片进行局部维修，避免整体内衬修复，并且可对管片周围土体进行加固，防止工后二次沉降破坏。相比于其他整体修复技术，可有效降低成本。现行污水管道修复技术或多或少都存在造价高、工艺复杂、施工场地要求高等问题，应用先进实用的新型城市污水管道非开挖修复技术——高聚物注浆技术就显得十分必要了。