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城市给排水管道非开挖修复技术应用研究

作者

郑浩 刘宝华

1. 平顶山市自来水有限公司  河南省平顶山市  467000  2. 平顶山市豫鹰实业有限责任公司  河南省平顶山市  467000

引言:

城市化进程持续提速,地下给排水管道在城市排水与供水环节中扮演着愈发关键的角色。可管道老化、破损及渗漏等状况却屡见不鲜,不仅干扰居民日常生活,更对城市排水系统的安全稳定运行构成威胁。传统的开挖修复方式,存在施工耗时久、对交通秩序和生态环境造成较大影响等弊端,已无法契合现代城市建设的实际需求。非开挖修复技术以高效、环保、经济优势,成为管道修复领域的重要发展方向,应用实践与前景价值显著。

一、城市排水管道损坏现状与修复需求分析

伴随城市规模持续拓展,地下排水管道系统受使用年限递增与外部环境改变的双重作用,管道损坏情形愈发严峻,修复需求也随之攀升。

1. 管道老化与损坏特征

历经长期运作,城市排水管道普遍存在结构老化、材料性能弱化等状况。常见的损坏情形有管道壁裂缝、接口渗漏、位置偏移变形以及内部腐蚀等。这些缺陷因地质条件、施工工艺和管材类型的差异而有所不同,特别是在雨季,部分破损管道极易出现渗漏或塌陷,严重威胁地面交通、周边建筑安全与环境卫生。部分管道排水能力下降,成为城市内涝的潜在隐患。而且,管道内部长期遭受污水侵蚀,管壁逐渐变薄,抗压能力减弱,在外部荷载作用下容易破裂或坍塌。地下管网布局复杂,一些老旧管线资料不全,加大了维修和管理难度,进一步提升运行风险。

2. 城市化进程对管道影响

城市化快速推进使得地表荷载加重、地下空间开发活动频繁,这加剧了排水管道的受力状况与使用压力。新建道路、地铁、地下商业设施等工程会影响原有管道结构稳定性,容易引发变形、开裂等问题。污水排放量大幅增加,致使部分老旧管网长期超负荷运行,加速管道老化。城市地下管网复杂性提升,让传统开挖修复实施难度加大,社会影响范围扩大。交通流量增多、施工环境受限等因素,压缩了管道修复作业空间,增加施工安全风险与管理难度。地质条件的不确定性和地下障碍物的密集分布,对管道修复技术的适应性和灵活性提出更高要求。故而,选取合适的非开挖修复技术成为城市排水管网治理的紧迫任务。

3. 非开挖修复技术应用需求

针对城市排水管网损坏问题,快速且低干扰的修复方案成为实际所需。非开挖修复技术无需大规模开挖,具有施工周期短、环境影响小、交通干扰低等特点,尤其适用于老城区、交通枢纽和地面设施密集区域。其多样化的工艺类型能依据不同损坏程度、管径大小、管材特性提供定制化修复方案,有效延长管道使用寿命,增强系统排水能力。随着城市对管网运营安全、环保及经济等多方面要求的提高,非开挖修复技术的应用需求不断增长 。

二、非开挖修复技术类型与工艺特点

排水管网修复需求日益增长,非开挖修复技术在工程实践中的应用愈发广泛,不同类型技术工艺各有特色,能适应多样化施工环境与管道状况。

1.CIPP 固化内衬法特点

CIPP 固化内衬法是应用最广的非开挖修复技术,可用于各种口径和形状的排水管道。其工艺流程涵盖原管道清洗、缺陷处理、树脂浸渍、内衬软管反转或拉入、热水或蒸汽固化等步骤。该方法借助在管道内部形成一层高强度、无接缝的新型内衬层,有效恢复结构强度与密封性能。CIPP 技术对施工场地要求不高,施工周期短,能实现长距离连续修复,尤其适用于管道内壁腐蚀、接缝渗漏等结构性损坏情况。

2. 内衬法与短管内插法

内衬法包含短管内插、螺旋缠绕等多种形式,适合管道局部或整体非结构性损坏修复。短管内插法是将预制长度的玻璃钢或聚合物管段插入破损区域,实现局部增强与密封效果。该技术的优点是操作简便、施工周期短、对交通影响小,常被用于弯道或局部破损点的应急修复。螺旋缠绕内衬通过专用设备将带状材料在管道内缠绕成型,适合大口径管道断面恢复,且对原管道形状变形适应性较强,在排水主干管修复工程中应用广泛。

3. 局部树脂修复与喷涂法

局部树脂修复法适用于处理小范围管道裂缝、孔洞等轻微缺陷。通过内窥检测确定损坏位置后,把含有树脂的修复材料置入指定区域,经加热或紫外光固化形成高强度补片,实现快速封堵与密封。该技术操作灵活、经济性好,适用于紧急修复任务。喷涂法是利用专用设备将高性能树脂材料均匀喷涂在管壁内表面,形成防腐耐磨涂层,增强管道内壁强度与耐久性。适用于需要改善水力条件和耐腐蚀性能的排水管道,尤其适合小口径管网改造项目。

对不同工艺特点进行合理选择与应用,非开挖修复技术能够针对多种管道损坏情况提供高效、经济的解决方案,满足复杂施工环境需求。

三、非开挖修复技术在城市排水管道中的工程应用与效果评价

非开挖修复技术以其出色的适应性与施工优势,已在众多城市排水管道工程中落地实施,对增强管网运行安全性、延长管道使用寿命意义重大。

1. 多场景工程应用实例

在实际项目中,非开挖修复技术活跃于老城区排水管网改造、交通枢纽地下管道修缮以及工业园区管道更新等场景。老城区因道路狭窄、地面管线纵横,运用 CIPP 内衬法或螺旋缠绕法可避免大规模开挖,减轻对居民生活和交通秩序的干扰。交通枢纽地带常采用短管内插法和局部树脂修复法,实现快速修复,缩短封路时长,保障管道畅通。针对工业区腐蚀严重或渗漏频发的排水管道,喷涂法凭借出色的耐腐蚀性能,收获良好应用成效。

2. 施工过程质量控制

非开挖修复工程对施工质量把控要求严苛。施工前需借助闭路电视检测(CCTV),精准掌握管道损坏类型与分布,以此科学选定修复工艺。施工时,要严格管控内衬材料配比、固化温度与时长,保证内衬层粘结紧密、无空鼓、无皱褶。运用局部修复技术时,定位精准度与施工设备调试直接关系修复效果。工程竣工后,通过二次 CCTV 检测,结合水压、渗漏、通水能力等验收测试,全方位评估修复质量,确保排水管道恢复至设计功能标准。

3. 技术应用效果评价

大量工程实践表明,非开挖修复技术在提升管道结构强度、增强防渗性能、延长使用周期方面成效显著。不同技术针对各异管道问题,定制个性化修复方案,有效提升排水系统运行效能。相较于传统开挖修复,非开挖修复在施工周期、成本投入、环境影响控制等维度优势显著,极大降低社会负面影响。后期监测数据显示,经非开挖修复的管段渗漏率大幅下降,排水能力显著提升,维护成本明显缩减,兼具良好的社会与经济效益,具备广泛推广价值。

结语:

非开挖修复技术作为城市排水管道维护更新的重要手段,凭借高效、环保、低扰动特性,正成为城市管网管理的优先选择。系统剖析不同修复技术类型、工艺特点及实际应用效果可知,该技术在应对管道老化、破损等问题时,展现出强大的适应性与经济性。合理选择修复工艺、严格把控施工质量、强化后期运维,是确保非开挖修复工程成效的关键。伴随技术革新与经验积累,非开挖修复技术将在更多复杂工程场景中释放更大应用潜力与价值。

参考文献:

[1] 梁霞 . 非开挖修复技术在城市给排水管网建设中的应用 [J]. 工程技术研究 ,2020,5(04):106-107.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2020.04.048.

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[3] 任君彪 . 非开挖修复技术在城市给排水管道中的应用 [J]. 工程技术研究 ,2024,9(21):88-90.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.21.028.