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工程思考丨严重复合型管道缺陷非开挖修复技术

发布日期:2022-06-16 浏览量:213

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广州市中心城区某路污水干管出现了破碎、坍塌、异物穿入、起伏、脱节等复合型管道缺陷。该管道受现场客观因素制约,不能采用开挖换管方式进行修复,而常规单一的非开挖修复技术亦无法修复,通过几种非开挖管道修复技术的组合、优化,可以完成这种严重复核性管道的修复。


工程概况


此管道为广州市大塘涌东岸截污管道转输主干管:管道材质:HDPE双壁波纹管

管径:DN700

管道埋深:6.5m

管道服务面积:0.9k㎡

根据《某路污水干管检测与评估报告》检测成果,该管道的结构性缺陷类型为:

破裂:IV级

坍塌:IV级、坍塌长度为21.5m,达到总长度的55%

变形:IV级

脱节:I级

异物穿入:IV级,横穿钢筋8根

起伏:I级


修复方案

周边管线概况

某路拟修复污水管道段周边综合管线较为复杂,距离拟修复管道较近,现状管线详见下表


综合管线信息汇总


修复工艺选择


由于某路污水干管管道IV级变形,且项目建设方要求污水管道修复过程中管道内禁止进入人员等因素,最终确定非开挖修复工艺:穿插法及碎管法。

管道穿插技术根据穿插管的口径可分为异径非开挖穿插以及挤压穿插技术,挤压穿插技术按照挤压形式的不同,又可分为缩径法以及U型穿插法:

异径非开挖穿插技术异径非开挖穿插是在原有较大口径旧管中穿插较小口径的新管,然后在新旧管中间注浆稳固的方法,采用卷扬机等作为动力,完成新管道的敷设。


挤压穿插技术1.缩径法缩径法是指通过机械作用使塑料管道的断面产生变形,然后将新管送入旧管内,最后使其恢复到原来的形状和尺寸,从而与旧管形成紧密配合的方法。2.U型穿插法通常把外径略大于待修复管道内径的高密度聚乙烯内衬管,利用特制的U型压制设备,使内衬管变为U型,通过捆扎定型、牵引拉入、外力恢复等过程使衬管紧紧地与旧管道内壁结合在一起,形成“管中管”结构。碎(裂)管法主要有静拉碎管法和气动碎管法两种工艺:静拉碎管法静拉碎管法是在静拉力的作用下破碎原有管道或通过切割刀具切开原有管道,然后再用膨胀头将其扩大。静拉碎管法气动碎管法是靠气动冲击锤产生的冲击力作用破碎原有管道,两种方法综合称为“碎(裂)管法”。

由于该段管道除严重变形外还存在坍塌、钢筋贯穿、起伏及混凝土块障碍物等缺陷,单纯一种工艺是难以修复,需要选用上述工艺中部分工法,组合使用才能完成修复工作。


管道修复方案


施工流程及方案


管道修复流程


施工前准备


进行施工测量和现场放线工作,安装施工期间导水设备,进行管道修复施工所用材料的加工制作,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架)等。管道预处理

在管段上游、下游使用气囊和砖砌墙进行封堵;对管道进行清淤、冲洗。碎管法:导杆施工

组装拉管机组,用顶管机把每根50 cm长的顶杆向下游井室推进,将顶杆穿出下游井室。顶杆推送至下游井室后,安装破碎器。缩管法:内衬短管施工

采用高密度聚乙烯HDPE实壁管,按照管口设计标准专门加工成子母口结构的短管,以液压牵引的方式,逐节将PE短管撞合、连接,在旧管道中形成一条新的HDPE实壁管道。


注浆


①注浆的目的:由于本工艺是对旧管道对旧管道进行破碎、扩孔,新套入管与周围岩体之间存在一定的间隙,需在此间隙内注入一定的水泥浆,用来稳定新插入的HDPE管。

②注浆方法:本方案采用的是连续注浆,施工过程中应合理控制注浆压力,防止注浆压力过大超过HDPE高密度聚乙烯实壁管的承受能力。1. 注浆孔布置:注浆处理区域内的注浆孔布置按正三角形布置,注浆孔间距1.2 m。

2. 注浆深度和成孔深度:注浆处理深度为5m。

3. 连续注浆:在设计注浆范围内由上及下连续注入。

4. 注浆材料及配比参数:a.水灰比WIC=0.8:1(水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥;b.粉煤灰含量(与水泥的重量比)0.4~0.5;c.水玻璃Be'=10~15°,模数3.4,水玻璃与水泥浆液体积比为15%。

5. 注浆压力:0.3~0.5 MPa。

6. 注浆施工工艺:单管双液分层劈裂注浆。


结论


与建议该污水干管严重复合型缺陷污水管道通过碎管法和缩管法优化组合工艺修复后,恢复其污水转输功能,管道内壁光滑、无渗漏,管道过水断面缩小较少,满足原有污水管道过流能力要求。

建议对复合型严重结构缺陷的污水管道修复前优先采用开挖的方式进行修复。对于不能进行开挖施工的应加强对管道内缺陷情况的摸查,特别是对坍塌类型的结构缺陷建议通过优先实施导杆的方式探明坍塌段的情况,再开展下一步工作。