非開挖修復(fù)技術(shù)助力江南某城市污水系統(tǒng)提質(zhì)增效
1 項(xiàng)目背景及概況
為全面貫徹落實(shí)全國生態(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，江南某城市排水管理部門著手開展了排水管道結(jié)構(gòu)性檢測與預(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，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題，并結(jié)合存在問題采用清淤、檢測、非開挖修復(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”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工作，并通過CCTV檢測視頻對(duì)管道缺陷的類別及等級(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：
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)。缺陷類型及等級(jí)占比統(tǒng)計(jì)如下：
3 非開挖修復(fù)技術(shù)及設(shè)計(jì)方案
1）非開挖修復(fù)技術(shù)
排水管道非開挖修復(fù)指采用不開挖或局部開挖方式恢復(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)行的問題。與傳統(tǒng)開挖翻排管道相比，非開挖修復(fù)技術(shù)可有效克服開挖修復(fù)帶來的環(huán)境、交通等問題，在對(duì)周圍環(huán)境影響最小的情況下完成排水管道的修復(fù)。非開挖修復(fù)技術(shù)與開挖修復(fù)的對(duì)比如下：
非開挖修復(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。
②局部樹脂固化法（點(diǎn)狀CIPP）
局部樹脂固化法是將經(jīng)樹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脂織物壓粘于管道上保持壓力待樹脂固化后形成內(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脂的玻璃纖維氈布。
2）設(shè)計(jì)方案
①非開挖修復(fù)設(shè)計(jì)原則
a.綜合考慮工程地質(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；
b.管道非開挖修復(fù)在管道檢測和評(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)于非開挖技術(shù)無法修復(fù)的嚴(yán)重?fù)p壞的管道采用開挖翻排修復(fù)。
c.管道結(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；
d.滿足管道的荷載要求；
e.修復(fù)后管道不影響原來管道的使用功能和過流能力；
f.滿足對(duì)該管道養(yǎng)護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求；
②內(nèi)襯壁厚及過流影響計(jì)算
作為排水管道非開挖整體修復(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)后管道過流能力以及工程成本。因此，內(nèi)襯管壁厚通常取滿足固化后強(qiáng)度要求基礎(chǔ)上的最小值。內(nèi)襯壁厚及過流影響計(jì)算公式均參照《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T210-2014），主要參數(shù)取值見下表。
③質(zhì)量控制要求
原位固化技術(shù)的施工結(jié)果受樹脂軟管材料的質(zhì)量、施工過程中的壓力、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)量問題的因素進(jìn)行質(zhì)量管控。除《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(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脂固化法施工中的常見問題提出了相應(yīng)的管控辦法：
4 應(yīng)用效果展示
（1）紫外光CIPP法
（2）局部樹脂固化
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)問題。排水管網(wǎng)非開挖修復(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。
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