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馬保松:非開挖管道修復技術助污水治理提質增效

管理員 | 2019-08-21 | 共閱讀458 次

       導讀:城市道路的開挖引起了交通擁堵和地下基礎設施的破壞。近年管網非開挖修復技術逐漸流行起來,它有效解決了“馬路拉鏈”問題,被很多人比喻成管網微創手術。

    8月16日,中國地質大學(武漢)工程學院教授博士生導師,中美聯合非開挖工程研究中心主任馬保松在“2019上海水業熱點論壇”上闡述了非開挖管道修復技術如何助力污水治理提質增效。

                                                       

    中美聯合非開挖工程研究中心專注于非開挖技術的研發和推廣運用,編制了一些相關的非開挖管道建設和修復行業標準。比如,國家標準《非開挖修復用塑料管道 總則》、國家工程建設行業標準CJJ/T 210-2014《城鎮排水管道非開挖修復更新工程技術規程》、國家工程建設行業標準CJJ/T 244-2016《城鎮給水管道非開挖修復更新工程技術規程》等。

    “黑臭在水里,根源在岸上,關鍵在排口,核心在管網。”北京市委副書記、北京市市長陳吉寧曾提到,在城市建成區解決黑臭水體的核心是解決管網問題。管網的問題不解決,靠其他方式,就是急功近利,我們不認這個帳。黑臭水體治理,先看管網問題的解決,要把它放在第一位。

    “地下管網是城市的生命線,就像一根根蜘蛛網一樣,密密麻麻地分布于地下空間。”據統計,2017年,我國的市政排水管網已達到100.3萬公里。

     地下水大量涌入,管網滲漏,泥沙涌入,檢查井嚴重滲漏。內滲外滲問題、管材不合格是管網存在的嚴重問題,這導致沒有必要處理的水進入管道,需要處理的污水反而沒有收集進入污水處理廠。相比國外,中國的管網修復工作量大得多,難度也大,挑戰性也大。

                                                    


       管道非開挖修復技術


    現場,馬保松介紹了以下五種管道非開挖修復技術。


   第一,原位固化法。原位固化法是指采用翻轉或牽拉方式將浸漬樹脂的軟管置入原有管道內,固化后形成管道內襯的修復方法。按照軟管進入原有管道的方式不同,可將CIPP分為翻轉式和拉入式兩種工藝。軟管的固化工藝目前包括熱水固化法、蒸汽固化法和紫外線固化法。

   “這種技術在目前市場上占比份額比較大,原位固化法1971年起源于英國的一個工程師發明的技術。經過幾代的發展,現在最先進的技術應該就是紫外光固化的技術,據說在歐洲占到70%到80%的市場。”馬保松介紹,這種技術有很多優點,施工隊伍從晚上11點進場,到早上6點鐘之前,可以做完五十米的管網工程,其他的技術在這么短的時間內是完不成的。這是紫外光技術能夠發展,得到大家認可的一個重要原因。

                                                    

    其中,原有的破損排水管道,在完全非開挖的情況下, 通過新修一條內襯管的工藝, 可以將使用壽命再延長至少50年。這個方法具體到工程驗收,要控制四個關鍵點:內襯尺寸、內襯壁厚、力學指標和管壁密實性。

   第二,離心噴筑修復技術。它可以稱為3D打印的管道修復技術,這是從美國引進的技術,可以做結構性的離心噴筑,不光可以噴筑管道,也可以控制噴頭的前進速度,需要根據實際情況設計壁厚。工藝靠旋轉噴頭設計離心率,旋轉噴頭轉速可以達到五千到一萬轉的轉速,均勻密實地噴筑在管壁上,本身材料強度比較高,可以達到一百兆帕,后續管道的保護、結構強度都能夠滿足要求。

離心噴筑修復技術可以進行大斷面箱涵修復、老舊隧道修復和混凝土構筑物加固。因噴筑材料強度比較高,所以使用離心噴筑修復技術,可以把管壁做得很薄,可最大限度地保留原有管道的過流斷面。

馬保松認為離心噴筑修復技術還非常適合用來修檢查井。他通過視頻為大家展示,原有磚砌的檢查井存在大量漏水的情況,用這個辦法修完之后,根本不需要處理,可以把表面噴筑得非常平整。既可以流水,又可以對強度和結構進行加固,甚至可以作為一個新的檢查井。

第三,熱塑成型新技術。該技術可用于供水、排水和燃氣管道修復。將PVC管材經過加熱以后,制成軟管,串入管道中,可以和原有管道完全緊貼在一起,中間一點間隙沒有,可以最大限度保留原有管道的斷面。

第四,非開挖修復技術。一般大部分的修復都是在原有管道里面新做一個內襯,非開挖修復技術是把原有管道破碎,或者擠壓抽出來,原位更換。隨著城市的發展,有一些小區管道容量不夠,使用這種方式,就可以解決這個問題。

第五,管道局部修復技術。馬保松談到,很多管道存在局部損害、滲漏水的情況,早期加拿大有一些技術,包括不銹鋼發泡桶、雙脹圈,雙脹圈經過三五年以后,材料老化,密封就失效了。最新的技術應該是不銹鋼快速鎖,它可以快速地成為一個整體,把局部的接口封死,進行密封,是一個非常好的技術。

工程案例


現場,馬保松分享了DN800以下、DN800-DN1400、DN1400以上等不同管徑范圍的管道塌陷治療方案。

針對管徑DN800以下的管道塌陷治療方案,第一種方案是內脹圈恢復+熱塑成型(FIPP)管道內襯修復技術,該技術針對的是受外力擠壓造成變形,不完全塌陷的管道,該缺陷一般發生在塑料管材上。熱塑成型管材韌性高,更適合用于變形管道的內襯修復。

                                                   

    第二種方案是脹裂管法管道原位更新技術,該技術針對受外力擠壓造成變形大于管徑50%或完全塌陷的管道。

                                                 

    針對管徑DN800-DN1400的管道塌陷治療方案,使用注漿塌陷預處理技術,適用管道結構性本體嚴重受損,導致管道嚴重變形或完全塌陷的情形。采用小導管注漿的方式使變形、塌陷部位周圍軟弱土層、流沙地層固結。注漿材料速派克H40/H100。


                                                

方案步驟一:注漿塌陷預處理技術,對注漿部位周邊土體取樣確認土體是否有效固化,再對塌陷管道進行切割。 管道塌陷處管位恢復,且原管位由鋼管片組合代替,再外層是土體交聯固化后的穩定體。

方案步驟二:采用CIPP紫外光固化內襯修復技術,預處理完成套完鋼圈后對管道進行全內襯修復。

                                                 

針對管徑DN1400以上的管道塌陷治療方案,采取的方案是注漿塌陷預處理+ 鋼筋內襯+原位噴筑管盾內襯修復技術。

最后,馬保松還介紹了檢查井涌漏的治療方案,該方案實現了對檢查井、豎井等井狀設施進行結構性內襯修復。


                                                                     轉自《中國水網》