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非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)助力江南某城市污水系統(tǒng)提質(zhì)增效
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1項(xiàng)目背景及概況
  為全面貫徹落實(shí)全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)、中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議精神和《政府工作報(bào)告》部署要求,加快補(bǔ)齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板,盡快實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理。近年來(lái),江南某城市排水管理部門(mén)著手開(kāi)展了排水管道結(jié)構(gòu)性檢測(cè)與預(yù)防性修復(fù)工程,對(duì)江南某城市城區(qū)部分排水管道進(jìn)行了檢測(cè),對(duì)需要修復(fù)的管段進(jìn)行了預(yù)防性修復(fù)工程。
  本工程主要研究城區(qū)約280km污水管道目前存在的各種問(wèn)題,并結(jié)合存在問(wèn)題采用清淤、檢測(cè)、非開(kāi)挖修復(fù)及翻挖重建等技術(shù)措施,助力江南某城市城區(qū)污水系統(tǒng)提質(zhì)增效工作,積極推進(jìn)“城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效示范城市”建設(shè),實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)由“規(guī)模增長(zhǎng)”向“質(zhì)量提升”的轉(zhuǎn)變。
  2污水管網(wǎng)現(xiàn)狀
  本工程于2020年完成市區(qū)內(nèi)約280km污水管道的清淤檢測(cè)工作,并通過(guò)CCTV檢測(cè)視頻對(duì)管道缺陷的類(lèi)別及等級(jí)進(jìn)行逐一地判讀,識(shí)別管道結(jié)構(gòu)性缺陷8000余處,其中滲漏點(diǎn)位約1400處,管道“傷病”問(wèn)題亟需解決。本市污水管網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)性缺陷示例如下:
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  根據(jù)缺陷判讀結(jié)果,污水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷主要為接口(脫節(jié)、錯(cuò)口)、破裂、腐蝕和滲漏,該4類(lèi)缺陷占全部缺陷近90%,其中又以1~3級(jí)缺陷為主(80%~90%)。目前,主流非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)之一的原位固化法對(duì)1-3級(jí)的接口、破裂、腐蝕和滲漏缺陷均具有較好的修復(fù)效果,因此適用于本工程大部分管道缺陷的修復(fù)。缺陷類(lèi)型及等級(jí)占比統(tǒng)計(jì)如下:
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  3非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)及設(shè)計(jì)方案
  1、非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)
  排水管道非開(kāi)挖修復(fù)指采用不開(kāi)挖或局部開(kāi)挖方式恢復(fù)或提升原有排水管道系統(tǒng)性能的更新、維修和更換的技術(shù)和方法。在恢復(fù)管道使用功能、延長(zhǎng)管道使用壽的同時(shí),可較好解決土體流失、地下水滲漏、河水、雨水、施工排水等外水滲入和污水滲出等困擾城市排水系統(tǒng)運(yùn)行的問(wèn)題。與傳統(tǒng)開(kāi)挖翻排管道相比,非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)可有效克服開(kāi)挖修復(fù)帶來(lái)的環(huán)境、交通等問(wèn)題,在對(duì)周?chē)h(huán)境影響最小的情況下完成排水管道的修復(fù)。非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)與開(kāi)挖修復(fù)的對(duì)比如下:
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  非開(kāi)挖修復(fù)方法一般分為整體修復(fù)方法以及局部修復(fù)方法。整體修復(fù)方法主要有原位固化法、管片內(nèi)襯法、噴涂法、螺旋纏繞法等;局部修復(fù)方法包括局部樹(shù)脂固化法和不銹鋼雙脹環(huán)法等。其中,原位固化法和局部樹(shù)脂固化法均是基于在原有管道內(nèi)部形成與原管緊密貼合的內(nèi)襯管段達(dá)到修復(fù)目的,是目前較為主流的修復(fù)方法。
  1)原位固化法(CIPP)
  原位固化法是將濕軟管通過(guò)翻轉(zhuǎn)或牽拉方法置入原有管道并與原管緊密貼合,固化后形成內(nèi)襯管的修復(fù)方法。按照施工方法不同,可分為拉入式和翻轉(zhuǎn)式,分別以紫外光原位固化法和熱水原位固化法為代表。紫外光CIPP法適用于DN300-DN1500管徑的排水管道整體修復(fù),其內(nèi)襯管采用玻璃纖維材料;熱水CIPP法適用于DN300-DN1800管徑的排水管道整體修復(fù),其內(nèi)襯管采用聚酯纖維材料。
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  2)局部樹(shù)脂固化法(點(diǎn)狀CIPP)
  局部樹(shù)脂固化法是將經(jīng)樹(shù)脂浸透后的織物纏繞在修復(fù)氣囊上,拉入到待修復(fù)位置,修復(fù)氣囊充氣膨脹后使樹(shù)脂織物壓粘于管道上保持壓力待樹(shù)脂固化后形成內(nèi)襯筒的修復(fù)方法。點(diǎn)狀CIPP可用于DN300-DN1200管徑的排水管道局部修復(fù),其內(nèi)襯材料通常為浸漬樹(shù)脂的玻璃纖維氈布。
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  2、設(shè)計(jì)方案
  1)非開(kāi)挖修復(fù)設(shè)計(jì)原則
 ?、倬C合考慮工程地質(zhì)情況、管道建設(shè)年代、管道接口及基礎(chǔ)形式及所在地區(qū)管道養(yǎng)護(hù)部門(mén)對(duì)于管道養(yǎng)護(hù)的要求,并結(jié)合各修復(fù)方式的適用條件、修復(fù)效果以及綜合造價(jià)等特點(diǎn),選擇高效、合理、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)方案;
 ?、诠艿婪情_(kāi)挖修復(fù)在管道檢測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行,同一管段的結(jié)構(gòu)性缺陷小于3處且結(jié)構(gòu)性缺陷等級(jí)小于3級(jí)的,采用局部修復(fù);同一管段的結(jié)構(gòu)性缺陷大于等于3處的,采用整體修復(fù);對(duì)于非開(kāi)挖技術(shù)無(wú)法修復(fù)的嚴(yán)重?fù)p壞的管道采用開(kāi)挖翻排修復(fù)。
 ?、酃艿澜Y(jié)構(gòu)性修復(fù)后的使用期限不低于50年;管道半結(jié)構(gòu)性修復(fù)后的使用期限不低于原設(shè)計(jì)剩余使用期限,且不低于20年;
 ?、軡M(mǎn)足管道的荷載要求;
  ⑤修復(fù)后管道不影響原來(lái)管道的使用功能和過(guò)流能力;
  ⑥滿(mǎn)足對(duì)該管道養(yǎng)護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求;
  2)內(nèi)襯壁厚及過(guò)流影響計(jì)算
  作為排水管道非開(kāi)挖整體修復(fù)的主流技術(shù),原位固化法是本工程中優(yōu)先考慮的修復(fù)方法。當(dāng)采用原位固化法時(shí),內(nèi)襯管壁厚的確定是最主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容,其直接影響固化后內(nèi)襯管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、使用期限、修復(fù)后管道過(guò)流能力以及工程成本。因此,內(nèi)襯管壁厚通常取滿(mǎn)足固化后強(qiáng)度要求基礎(chǔ)上的最小值。內(nèi)襯壁厚及過(guò)流影響計(jì)算公式均參照《城鎮(zhèn)排水管道非開(kāi)挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T210-2014),主要參數(shù)取值見(jiàn)下表。
 

 主要參數(shù)取值表

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  3)質(zhì)量控制要求
  原位固化技術(shù)的施工結(jié)果受樹(shù)脂軟管材料的質(zhì)量、施工過(guò)程中的壓力、固化溫度控制以及冷卻減壓等多方面因素的影響。因此,需對(duì)造成質(zhì)量問(wèn)題的因素進(jìn)行質(zhì)量管控。除《城鎮(zhèn)排水管道非開(kāi)挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T210-2014)中的質(zhì)量控制要求外,本工程針對(duì)原位固化法及局部樹(shù)脂固化法施工中的常見(jiàn)問(wèn)題提出了相應(yīng)的管控辦法:
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  4應(yīng)用效果展示
  (1)紫外光CIPP法
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 ?。?)局部樹(shù)脂固化
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  5總結(jié)
  “黑臭在水里,根源在岸上,關(guān)鍵在排口,核心在管道”,在城市建成區(qū)解決黑臭水體的核心是解決管網(wǎng)問(wèn)題。排水管網(wǎng)非開(kāi)挖修復(fù)在較好解決土體流失、外水滲入和污水滲出等城市排水系統(tǒng)問(wèn)題的同時(shí),避免了在城市建成區(qū)中心地帶產(chǎn)生大范圍環(huán)境、交通影響,在助力污水系統(tǒng)提質(zhì)增效中起到了重要作用。
作者:戴翌晗