城市排水管道非开挖修复技术研究

来源 :安家(建筑与工程)上旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunnynoon
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  摘要:城市排水管网身为城市基础建设的主要构成,在城市化进程快速发展中,城市地下管线越来越复杂,这无疑会增加城市排水管道难度。基于此,文章就城市排水管道非开挖修复技术展开详细分析,希望能促进非开挖技术合理化应用。
  关键词:排水管道      非开挖      修复技术
  前言:国内经济的快速发展促进城市化建设发展,在优化城市设施期间,地下排水管道身为城市建设中的主要环节,有必要对此进行合理完善。再者,国内很多城市排水管道因应用时间很长,需要更换与维修提升运行质量,非开挖管道检测与修复技术应用,即可以提升排水管道质量,还能促进地下管道系统合理应用。此外,利用这类新型技术修复水管期间,还能确保管道完整,确保城市规划建设合理。
  1 城市排水管道非开挖修复技术研究简述
  城市排水管网身为城市建设中的主要基础,对经济发展具备一定先导性与全局性影响,身为城市水污染防治与防洪排涝的主要设施,可以对城市现代化建设水平进行合理衡量。当前,国内很多城市排水管道修复多使用开挖后重埋法,在城市化建设不断发展的当下,城市低下管线越来越复杂,道路负荷越来越重,因而使得地下管线修复期间常常存在很多技术问题。在城市建设逐渐完善的当下,非开挖铺管、换管、修管等技术因速度快、效率高等优势,逐渐受到行业管理部门的喜爱。
  非开挖管道修复技术源自天然气与石油行业,多用在油气管道修复更新当中,随后逐渐被应用到给排水管道改造翻新当中,然后伴随HDPE等新管材的使用逐渐推广。在科技快速发展中,国外非开挖管道修复技术具备较强发展势头,但国内非开挖管道修复技术仍然处在初期阶段,对比国外专业化技术仍有较差差距,因此该技术发展仍有较大市场前景,因此有必要对此展开详细研究。
  2 城市管道破损因素与影响
  2.1 管道破损因素
  (1)管材破旧:城市排水管道应用具有时间特点,应用到某一年限后要定期维修更换,确保城市排水管道合理运行。但很多城市中仍然在使用上世纪施工排水管道,很多管材伴随时间的推移逐渐老化,且在一定程度上导致管道开裂。
  (2)管道施工质量差:城市排水管道运行质量会对城市市貌产生影响,这一结果表明,管道质量建设十分必要。具体施工期间,很多施工企业因操作不当,常常导致施工质量下降,这是影响城市管道问题的主要因素。再者,因管道设计期间坡度设计不合理,且管道连接方式不合理,故而常常使得管道連接位置破损,严重的还会使得管道沉降。
  (3)水质具有腐蚀性:管道输送污水期间,常常会受到污水腐蚀影响,最终使得管道出现一定程度破损,例如,生活污水当中包含很多腐蚀管道的化学物质,污水酸碱性也会对管道进行腐蚀,最终损坏管材。如果水质腐蚀情况十分严重,既会影响管道质量,还会在一定程度上破坏周遭环境,严重的还会导致路面交通压力增加。
  2.2 管道破损影响
  若管道应用期间出现破损,势必会导致管道输水能力逐渐降低,这很容易引起地下水污染,从而影响周遭环境与人们生活。再者,若管道破损情况影响到电力、通信与交通等情况,其不仅会对人们生活和工作产生影响,还会增加管道维修难度,最终影响国内城市化建设与经济发展。
  3 城市排水管道非开挖检测与修复技术优势
  在国内城市化建设快速发展期间,很多城市排水管道年代已久,运行期间越来越不能满足社会发展需求,这一过程需要使用最新修复技术对其进行合理改造,确保其有效适应城市建设发展。非开挖检测与修复技术中使用新的修复技术,其可以确保排水管道改造科学合理,便于提高管道运行整体质量。
  非开挖检测与修复技术操作流程相对简单,施工期间主要使用液压设备,该方式和传统施工方式不同,且能有效降低施工阶段产生的噪声,降低对人们生活带来的影响,从而确保市民生活正常。另外,修复人员应用该项技术期间,应结合液压设备运行现状,合理调整施工工期,如此既可以提升施工效率,还能降低施工成本,从此我们会发现,飞开外检测与修复技术施工期间,会产生较小噪声,与此同时,还能确保人们实际生活质量,从而有效确保人们生活和工作有序开展。
  4 非开挖检测技术
  4.1 CCTV检测技术
  借助爬行系统可以将摄影头安置在管道当中,便于拍摄管道内部情况,然后将拍摄到的画面传输到远程控制平台中。再者,这一控制台多是借助CCTV操作系统开展实际操作,然后存储画面数据,接着对管道内情况进行合理分析,便于对爬行系统进行合理控制。
  4.2 管道QV检测技术
  管道QV检测技术即管道视频潜望镜检测,将检测设备放到检查井当中,结合灯光系统即可照明管道内部情况,结合使用QV检测系统当中的拍摄功能照明管道内情况,并对管道内情况进行合理分析。管道QV检测技术关键为QV摄像头,拍摄期间能进行变焦拍摄,且能在一定程度中拍摄远距离管道情况。再者,工作人员操作设备期间,多是在地面工作,结合调焦即可实时拍摄管道中的情况,该方法应用十分简单。
  5 非开挖修复技术
  现阶段,最新管道非开挖修复技术包含三种,一,借助树脂固化法,在管道中建立新的排水管道,例如CIPP现场固化工艺;二,借助小管穿大管形式,在原管道当中套入小管道,便于解决当前问题;三,使用螺旋制管法,在原管道内部使用缠绕法建立起新的管道。
  5.1 非开挖修复技术类型
  (1)软管内衬法:软管内衬法,即原始固化法,即在旧管道当中衬上一层浸渍液态热固性树脂层,借助加热与常温法让其固化,接着和旧管道配合形成薄层管,这里管道断面并没有破损,但可以明显改善管道流动性。软衬法施工方式主要包含两种,即CIPP拉入法与翻转浸渍树脂软管内衬法。
  1)翻转浸渍树脂软管内衬法:这一技术多应用浸透热固性树脂当中的防渗膜纤维,然后将软管当做主要衬里,将浸泡树脂的软管端口翻转,然后使用夹具将其固定到树脂内层中,然后翻转至外面,然后和旧管内壁相连。若软衬管达到终点,需要立即朝着管内注入一定热水固化树脂,便于在表层形成一层防渗、防腐衬里。固化之前树脂管内部压力与柔性可以让管跨越间隙并绕过弯曲段。   2)CIPP拉入法树脂内衬法:CIPP拉入法树脂内衬法主要使用防渗薄膜当中的无纺毡软管,待树脂浸渍完后,在检查位置拉进入待修复管道当中,然后借助水压和气压将涨圆软管,待固化完后形成光滑新管,便于实现修复目标。结合国外旧馆修复情况看,因该项技术具有较强的适应性,且质量较为可靠,多是应用检查井操作,因此可以不用动土,实现非开挖建设目标,当前,该项技术多在排污管道修复中广泛应用。
  借助软管内衬法修复管道可以忽略过流断面损失,但能有效改善实际流动性。这类修复技术可以用来修复钢管、铸铁管、混凝土管等不同种类材质地下管道,不仅可以用于污水、供水、燃气管道等方面修复,还能用在化工管道当中的修复中,特别可以将其应用到城市地下管道中。这一修复技术具备无接头、流动性好、全天候施工等优点,可以用在管径50~2000mm等管线修复当中;局限性为,管道清洗方面要求较高,需要消耗较大成本,树脂固化需要很长时间,且各段施工编织管都要各自定制。
  U型内衬HDPE管:U型内衬HDPE管修复技术也叫做紧密结合内衬法,原理为使用外径较小的HDPE管,借助变形设备即可将其压成U型,然后将其捆绑住,便于减少直径大小,借助牵引机即可将HDPE管套在旧管道中,接着使用水压和通软体球打开,同时将其恢复到原来的直径大小,确保HDPE管能黏贴到旧管道内壁中,然后和旧管道紧密配合,即可形成HDPE防腐性和原管道结合的复合结构。待管道修复后应用期间,受到管内介质压力的影响,内衬管将逐步黏贴在原内壁管中。
  这一技术多用在结构破坏不严重的直圆形管道当中,实际管径范围达75~2000mm中,然后将管线长控制在1000m大小不同管道中。这一技术因卫生性能较高,变形应用范围较大,过流断面损失较小,故而多被应用到给排水管网修复当中。
  (3)短管内衬法:短管内衬法原理即一边焊接短管,一边将其拖到旧管道当中,接着填满新旧管道间间隙。该修复法多应用在水流量低的情况下。这一方法在国内应用较早,费用较低,但因管道修复之后,过流端面会产生较大损失,故而当前多倍新工艺代替。
  (4)碎管法:碎管法多使用碎管设备由内,将旧管道碎片放到周遭土体当中,便于建立起管孔,同时在内部拉入新的管道。这种修复技术多用在陶瓷、石棉水泥与铸铁管当中的管道更新中,实际管径应用范围75~2000mm。
  (5)螺旋缠绕法:螺旋缠绕法多是借助螺旋纏绕方式,在旧管道当中让带状型管材,借助压制卡口形成新的管道。螺旋缠绕法当前应用较广,利用该技术修复的管道内壁十分光滑,且具备较强的过水能力,加上占地面积较小,故而多在长距离管道修复当中。
  (6)不锈钢内衬法:不锈钢内衬法即在旧管道内插入内衬薄壁不锈钢材料,然后将其焊接在管道内部,与管道形成一体,便于达到防腐、防渗等效果,如此即可不断提升管道耐压水平。因不锈钢内衬能防止管道内壁被腐蚀,减少管内粗糙性,提升水过流量,确保内衬管道经济、安全,延长管道寿命。结合管道修复情况分析,因该项技术质量较好、适应性较强,能进行带水操作,故而在排污管道中被广泛应用。
  5.2 修复工艺选择
  上文介绍的管道修复技术在国外应用十分普遍,国内现阶段管道修复技术使用仍然处在发展阶段,特别是对于北上广等城市而言,其正在陆续使用这类管道修复技术,修复工艺选择期间需要遵照下面原则进行:
  结合管道病害类型、受损程度、管道重要性、影响范围等情况,合理选择管道修复工艺;
  加强对地表与地下障碍,道路交通环境等方面影响勘查;
  结合设施在区域范围内的重要性与社会影响;
  便于满足环保与市容。
  总体来看,需要与工程项目实际相结合,合理选择经济合理、切实可行的管道修复技术。
  5 非开挖管道修复技术应用现状
  5.1 非结构性修复技术
  就喷涂材料而言,需要其避免多种酸碱材料腐蚀,并且没有毒害。喷涂期间,为了确保喷涂材料和原管道相互契合,应及时将原管道清洗干净,防止喷涂材料脱落,再者,因喷涂于衬里教薄,难以承受水压,只能保护排水管道不被腐蚀。因此使用这一方法修复管道,应保证原管道只是暂时的被腐蚀,且没有裂缝问题出现,这一方法多应用在修复较大口径管道当中。
  5.2 半结构性修复技术
  半结构性修复技术,因修复期间应用的都是塑料材料,且具备一定承压与抗腐蚀性。因此就内衬管在承载管道接口处的漏洞问题都可以使用这一方法修复。应用内衬管道滑入安装技术,因其可以在管道内灌注水泥砂浆,加上原PE管较厚,这时即便其可以承载一定压力负荷,但水管当中的给排水流量也会不断下降,因此该方法多用在给排水需求较小管道中。无缝安装法使用期间,操作十分简单,但若管道局部出现结构损坏等问题,很难继续开展下一步施工,情况严重的还会对管道施工进度与质量产生影响,安装期间为了确保管道间配合合理,施工期间应准确计算管道情况,针对高精度施工而言,施工期间可以损害不严重的给水管道。CIPP技术多用在管道局部损坏位置,便于对管道受损情况进行合理修补。
  5.3 结构性修复技术
  结构性修复技术可以对管道进行全部更换,因其承载负荷水平较高,修复技术成本很高,因此多应用在受损较为严重的管道当中。
  6国内非开挖技术行业面临的问题
  政府机构支持不统一。截止到现阶段,该项技术的发展规划、规范制定与应用推广等工作,缺少政府机构的统一负责,因而使得跨行业与跨部门等推广工作开展面临较大难题,非开挖技术应用期间,需要进行反复沟通。
  缺少统一的非开挖技术规范。因缺少统一政府主管,截止到当前国内仍有没有应用在热力、燃气、排水管道等方面的,健全的非开外施工技术规范,缺少和非开挖技术作用相适应的科学技术法规环境。非开挖工程施工、设计、检验和验收方面缺少依据,因此会在无形中增加政府监管与企业操作难度。   低水平竞争。截止到当前,受到不正常竞争与无准入机制等方面的约束,使得很多单价难以实现,因此会增加行业风险,从而导致恶性竞争不选循环,这是引起非开挖产业浮躁、产业不健康发展的主要原因。纵观全局,站在市场定额视角分析,合理变质非开挖定额预算,提出市场指导价,逐渐成为人们要解决的问题。
  施工质量和安全隐患。因缺少认真遵循的非开挖施工规范,难以确保实际施工质量,安全事故经常发生,非开挖施工引起的燃气管、自来水管等事故频繁发生。再者,管道修复施工期间,常常出现很多较大安全事故。
  专业人才短缺。在国内非开挖行业快速发展期间,新技术陆续被引进,当前行业仍然缺少专业技术与管理人才。加上人才素质较低,势必会阻碍后續非开外技术不断向前。非开挖身为高技术含量的行业,其中涉及很多专业技术知识,因当前市场状态较为混乱,效益较低,故而使得大专院校毕业的人员几乎很少有从事非开挖施工的。
  非开挖技术应用和监管缺少一定技术支撑,飞开挖施工开展前,应全面了解地下设施情况,便于达到外科手术式效果。当前,地下障碍物信息获得的方式多是在开工前开展地下管线探测,但这一方法难以获得地下设施单位配合。很多管线年代、设置、归属资料并不全面,信息共享也很少,因而会增加非开挖施工难度,阻碍地下工程施工进一步开展。结合相关数据统计,当前国内每年由于施工管线问题引起的经济损失近50亿,获得的间接经济损失在400亿元以上。
  缺少非开挖科研方面投入。非开挖科研工作将社会公益性作为主要方向,投入方面应以政府为主,但因缺少可靠的主管部门与资金获得渠道,故而使得非开挖技术研发缺少系统性和连续性。
  结语:综上所述,城市排水管道多使用非开挖检测修复技术,其既能降低管道改造成本,还能促进城市化建设发展。再者,因排水管道身为城市建设主要措施,所以有必要对其进行妥善管理,管理期间应加强环境保护,便于提升城市化建设水平与国内城市经济水平。此外,利用管道检测评估与非开挖修复技术,还能全面提升管道修复效率与质量,促进国内经济朝着可持续方向不断前行。
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  1 中裕软管科技股份有限公司
  2 东南大学化学化工学院
  3 南京工程学院材料科学与工程学院
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