市政道路排水管道非开挖修复技术应用研究

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王勇

包头市市政公用工程有限责任公司,内蒙古包头市,014010

摘要

市政道路排水管道是城市基础设施的重要组成部分。然而,传统的开挖修复方式不仅耗时长、成本高,还会对城市交通和环境造成较大影响。因此,非开挖修复技术应运而生,以其施工速度快、成本低、对交通和环境影响小等优势,逐渐成为市政道路排水管道修复的首选方案。本文旨在深入研究市政道路排水管道非开挖修复技术的应用,为城市基础设施的完善提供有力支持。


关键词

市政道路排水管道;非开挖修复技术;应用

正文


随着城市化进程加快,市政道路排水管道老化问题日益突出。传统开挖修复技术存在交通干扰大、施工周期长等弊端,非开挖修复技术因其高效、环保等优势成为研究热点。本文系统分析非开挖修复技术原理、工艺特点及适用条件,结合工程案例探讨其在市政排水管道修复中的应用效果,为城市管网维护提供技术参考。研究结果对提升管道修复效率、降低社会影响具有重要意义。

1 市政道路排水管道常见问题及危害

1.1 管道老化与腐蚀

随着时间的推移,排水管道长期受到污水、雨水以及土壤中化学物质的侵蚀,管道材质逐渐老化,强度降低。尤其是一些早期采用金属材质的管道,更容易发生腐蚀现象。腐蚀会导致管道壁厚变薄,甚至出现穿孔,严重影响管道的使用寿命和承载能力。

1.2 管道破裂与变形

在城市建设过程中,由于道路施工、车辆荷载以及地基沉降等因素的影响,排水管道可能会受到外力挤压而发生破裂或变形。管道破裂会导致污水泄漏,污染周边土壤和地下水;管道变形则会使水流通道变窄,影响排水能力,增加管道堵塞的风险。

1.3 管道渗漏

管道接口密封不严、管材质量问题以及管道腐蚀等都可能导致管道渗漏。渗漏不仅会造成水资源的浪费,还会使周边土壤含水量增加,导致地基软化,进而影响道路和建筑物的稳定性。此外,污水渗漏还会对环境造成污染,引发一系列环境问题。

2 非开挖修复技术分类及原理

2.1 内衬法

1)传统内衬法

传统内衬法又称插管法,是将一根直径略小于原管道内径的新管插入原管道内,然后在新管与原管之间的环形间隙内填充水泥砂浆或其他密封材料,使新管与原管紧密结合,形成一个新的复合管道。该方法的优点是施工简单、成本较低,缺点是新管的管径会有所减小,影响管道的排水能力,且对原管道的清理要求较高。

2)缠绕法

缠绕法是利用缠绕机将带状材料按照一定的螺旋角度缠绕在原管道内壁上,形成一个新的内衬管。缠绕材料一般为高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)等塑料材料,具有耐腐蚀、强度高的特点。缠绕完成后,通过加热或固化等方式使缠绕材料与原管道内壁紧密贴合。缠绕法的优点是可以根据原管道的尺寸和形状定制内衬管,管径损失较小,对管道的修复效果较好;缺点是施工设备较为复杂,施工成本相对较高。

2.2 喷涂法

喷涂法是利用专用的喷涂设备将液态的修复材料均匀地喷涂在原管道内壁上,形成一层具有一定厚度和强度的涂层。修复材料一般为环氧树脂、聚氨酯等高分子材料,具有良好的耐腐蚀性和粘结性。喷涂法的优点是施工速度快、对管道的适应性强,可以在不改变管道内径的情况下修复管道的缺陷;缺点是对喷涂设备和操作人员的技术要求较高,涂层的质量受施工环境影响较大。

2.3 裂管法

1)气动裂管法

气动裂管法是利用气动工具产生的冲击力将原管道破碎,并将破碎后的管道碎片挤入周围土壤中,同时将新管道拉入原管道的位置。该方法适用于管径较小、材质较脆的管道修复。气动裂管法的优点是可以在不进行大面积开挖的情况下更换管道,新管道的管径可以与原管道相同或更大,提高了管道的排水能力;缺点是对周围土壤的扰动较大,可能会对周边建筑物和地下管线造成影响。

2)液动裂管法

液动裂管法与气动裂管法原理相似,只是利用液压设备产生的压力将原管道破碎。液动裂管法的优点是破碎力较大,适用于管径较大、材质较硬的管道修复;缺点是设备较为复杂,施工成本较高。

3 非开挖修复技术的应用案例分析

3.1 某城市主干道排水管道内衬法修复

1)工程概况

某城市主干道排水管道建于20世纪80年代,采用钢筋混凝土管,管径为DN800。由于管道老化、腐蚀严重,多处出现渗漏和破裂现象,导致排水不畅,严重影响了道路通行和周边环境。

2)修复方案

经过现场勘查和检测,确定采用拉管法进行内衬修复。内衬管选用玻璃纤维增强塑料(FRP)管,管径为DN700。施工前,先对原管道进行清理和检测,清除管道内的杂物和淤泥,并对管道的破损情况进行评估。然后,在原管道的一端设置工作坑,将牵引设备安装在工作坑内。将预制好的FRP内衬管通过牵引设备从工作坑内拉入原管道,直至到达另一端的接收坑。在拉管过程中,通过控制牵引速度和牵引力,确保内衬管的轴线与原管道的轴线一致。拉管完成后,在原管与内衬管之间注入环氧树脂粘结剂,使两者紧密结合。

3)施工过程及效果

施工过程中,严格按照施工方案进行操作,确保了施工质量和安全。整个修复工程历时30天,比传统开挖修复方法缩短了一半以上的时间。修复后,对管道进行了压力测试和闭水试验,结果表明管道的密封性和排水能力均满足设计要求。经过一年的运行监测,管道运行状况良好,未出现渗漏和堵塞等问题。

3.2 某老城区排水管道喷涂法修复

1)工程概况

某老城区排水管道由于建设年代久远,管道材质多样,包括陶土管、混凝土管等,管径大小不一。管道存在腐蚀、渗漏、堵塞等多种问题,且周边建筑物密集,交通流量大,不适合采用传统开挖修复方法。

2)修复方案

首先对排水管道进行全面检测,确定管道的损坏情况和修复范围。然后,采用高压水枪对管道进行清洗,清除管道内的杂物和污垢。清洗完成后,利用专用的喷涂设备将环氧树脂修复材料均匀地喷涂在管道内壁上,涂层厚度为3~5mm。为保证涂层的质量,在喷涂过程中严格控制施工环境温度和湿度,并对喷涂设备的压力和流量进行精确调节。

3)施工过程及效果

施工过程中,由于采用了非开挖技术,对周边交通和居民生活的影响较小。整个修复工程在两个月内完成,修复后的管道表面光滑,耐腐蚀性能显著提高。经过闭水试验和定期监测,管道的渗漏问题得到了有效解决,排水能力明显增强,满足了老城区排水的需求。

4 非开挖修复技术的发展趋势

4.1 技术创新

随着材料科学、计算机技术和自动化技术的不断发展,非开挖修复技术将不断创新。例如,开发新型的修复材料,提高修复材料的性能和使用寿命;研发智能化的施工设备,实现施工过程的自动化控制,提高施工质量和效率。

4.2 多元化应用

非开挖修复技术将不仅仅应用于市政道路排水管道的修复,还将逐渐拓展到其他领域,如燃气管道、供水管道、电力电缆管道等。同时,非开挖修复技术将与其他工程技术相结合,形成更加完善的地下基础设施维护体系。

5 结束语

本文通过对市政道路排水管道非开挖修复技术的研究,探讨了其在实际应用中的优势和局限性。非开挖修复技术不仅能够有效解决传统开挖修复方式带来的诸多问题,还能在保证修复质量的同时,最大限度地减少对城市交通和环境的影响。未来,随着技术的不断进步和应用的不断推广,市政道路排水管道非开挖修复技术必将为城市基础设施的完善和发展做出更大的贡献。

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