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发表于 2008-4-17 10:58:10
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城市排水管道非开挖修理新技术
上海地下管道由于受软土地层不均匀沉降的影响,管道损坏率较高,钢性接口的水泥混凝土管道损坏率更高。受高浓度污水腐蚀的水泥混凝土管道常发生大面积损坏的现象。城市排水管道损坏之后,不仅造成雨污水渗漏,而且常引起路面沉陷。后果十分严重。以前在我们国内对排水管道的修理都是采用开槽埋管的方式,这种工艺不但耗费时间和人力,成本又高,而且要封闭道路,对城市交通影响极大。随着科学技术的不断提高,国内已开始采用非开挖新技术进行修理,取得了良好效果。城市排水管道非开挖修理新技术应予以大力应用。
一、主要方法和原理
非开挖修理是在不开挖路面情况下对两个检查井之间的管段进行整段或局部加固修理,可分为两大类:一类是涂层法,另一类是衬管法.涂层法适用于直径800mm以上,以防腐、防渗为修理目的管道;衬管法适用管径的范围比较大。
内衬管修理的管道不仅可以防腐、防渗而且可以增加管道结构强度。内衬管法施工速度快,可靠性强,因此已经成为排水管非开挖修理的主流。但造价也相应较高,某些内衬管工法对管道断面的损失比较大。
1、涂层法(coating)
涂层法对结构强度没有增强作用,只能起到防腐和防渗作用。涂层法对管道断面的影响小,价格相对较低,但工期长,质量可靠性较差,施工中管道清洗处理、温度、通风、人员素质等都会影响修理质量。玻璃钢和JCTA是两种在上海都使用过的涂层材料,JCTA是上海曹阳黏合剂材料厂开发的聚合物水泥基防水材料,涂层中加有一层玻璃纤维网格,柔性较好。
2、(内衬管之一)翻转法
翻转法俗称袜筒法:安装前在毡制软管中涂灌树脂,用灌水的方法使之不断翻转同时由井口进入管内,然后加热将树脂固化,最后在旧管道内形成独立的树脂衬管。按严格的分类,翻转法应该称作现场固化化法,因为树脂软管也可以不用翻转而采用牵引的方法进入管道然后充水加热固化。可能是翻转法的叫法比较形象的原因,行业内还是习惯将其称为翻转法。翻转法适用范围广,可用于200mm~2000mm的管道,能应付接口错位和管道变形等各种病害,管径损失小,是世界各国应用最多的一种内衬管修理工法。除热水固化外目前又发展了蒸汽加热、喷淋加热和紫外线加热等更节能、施工速度更快的固化方法。
3、(内衬管之二)整体牵引法
凡采用将内衬管整体由地面牵引进入母管的方法都可以归入牵引法。牵引法适用的管径一般在600mm以下,多数牵引法施工时需要开挖比深度长3~4倍的导入基坑。牵引法适用于长距离内衬,在石油和燃气管道中应用较多。牵引法种类繁多,主要有以下几种:
滑称法(slip lining)
用绞车将略小于母管的塑料衬管直接拖进要修理的管道,是一种最简单的牵引内衬工法。
U 型内衬(U-lining)
将PE软管预先折叠成U型,然后用绞车牵引进入要修的管道,最后用压缩空气或蒸汽使之复圆并紧贴母管。U型内衬更适用于石油、天然气之类的压力管。
挤压牵引(商业名:SUBTTE-RA)
外径等于母管内径的PE管被加热并挤压后,管径暂时缩小,然后被牵引进入母管,最后利用材料的记忆效应,让衬管恢复原来直径,紧贴母管。目前上海地区燃气系统已经引进了SUBTTERA设备和技术并完成了若干工程。
破管法(cracking)
前端的钢质锥形头在牵引力和空气锤合力的作用下击碎旧的水泥管或铸铁管,然后将比旧管直径更大的PE衬管拖入。破管法不需要对旧管做任何处理,可以埋入比旧管更大的管道,但适用的管径较小。
PE灌浆内衬(商业名:TROLINING)
外侧带钉状的PE软管折叠成U型后从井口被牵引进入母管,然后充气使之复圆,钉状短柱使PE管与母管之间保留了一个等厚的空隙,最后向空隙内灌注水泥浆使PE内衬定型。PE灌浆内衬不需要开挖导入基坑,适用管径可达2米以上,上海和苏州已购置了专用设备并完成过多项工程。
4、(内衬管之三)螺旋管内衬(Rib-Loc)
Rib-Loc是澳大利亚专利,在澳洲和台湾等地广泛应州。工厂制造的带肋的PvC管带由井口进入井内,由安置在井内的制管机绕制成螺旋管,制成的螺旋管不断向管内推进,直达下一个检查井。管带之间有承插扣互相咬合,大型螺旋管的外侧通常要加钢带做的环状肋以提高管道的环刚度。螺旋管和母管之间的空隙通常需要灌注水泥砂浆。螺旋衬管法施工速度快,对旧管前期处理的要求不高,可以允许少量带水作业。
5、〔内衬管之四〕短管内衬(short pipe)
塑料短管或管片由检查井进入管内,然后组装成衬管,最后在衬管和母管之间灌注水泥浆(见附图)。上海的几处短管工程实践显示,短管内衬设备简单,速度快,质量稳定,价格低,但管道断面损失比较大。目前国内缺乏专门生产用于内村的短管或管片是影响短管内衬技术发展的主要因素。
二、排水管非开挖修理方法的工程适应性
不同工法适用于不同管径、不同埋深、不同的地质条件、不同的损坏情况、以及经费状况。按照我国目前的一般情况,大型管道修理采用点状修理比较经济;接口嵌补法虽然质量不稳定而且施工期长,但在某些地质条件较好而经费又不足的地区来说仍然是可考虑的一种选择;在流沙地区采用整体内衬安全性更好;太深的管道如采用牵引内衬则会因导入坑的费用太高而变得不合理;翻转法的质量和适应性都是最好的,但也是最贵的。材料和设备的供应距离也是必须考虑的问题,如果某外国公司在本地没有备料,接到订单后从欧洲发货必然要超过40天,这对于大多数抢修工程来说显然是难以接受的。此外,施工单位的素质也是必须考虑的问题,好的工艺和设备同样需要一支好的施工队伍。
三.工程效果
虹口区的天宝路在2002年出现大面积的沉降,是由于雨水管产生严重的裂缝损坏导致地层水土流失所致。经研究决定采用短管内衬法进行整体修理。具体方法如下:
1、管径、管材和接□形式的选择
天宝路1050mm 雨水管修理采用内径925mm缠绕管内衬。单边壁厚20-25mm,外径965mm-975mm向阳,管长1m(如受窨井尺寸限制还可缩短),为尽可能减少断面损失,采用了没有承 的管内热熔焊接接。
2、推进方式
管道推进采用了单个管节推进就位后再用三个木锲稳定,然后再和下一个短管焊接的方法。这种推进方法不仅可以减少推进阻力,而且还便于解决注浆时管道上浮的问题。
3、注浆方式
采用了类似丹麦PAA公司管顶钻孔注浆的方式,每3米预留一个注浆孔。这种注浆方式避免了采用软管注浆时软管容易滑向管道一侧造成管道胸腔二侧压力不均,另一侧注浆不密实的问题,达到了注浆密实均匀的目的。
此工程从开工到竣工仅用了1个月的时间,在施工期间采用无封路施工确保了车辆的通行,取得了良好的社会效益。至今为止管道的情况良好。天宝路雨水管修复的成功进一步证实了非开挖整体修理技术的高效、低价和保质的效果。 |
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