摘要：本文介紹了HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材用內(nèi)襯法修復大口徑排水管及在環(huán)形空間水平注漿的方法、工藝和特點等；由其獨特的工藝可以看出在修復大口徑排水管時采用該方法的實用性。

關鍵詞：非開挖 內(nèi)襯 修復 水平注漿 排水管

1.前言

隨著現(xiàn)代化建設進程的不斷加快，城市建設日趨發(fā)展，大量下水管道需要被更換和修復。開槽更換管道越來越受到來自政治、經(jīng)濟和環(huán)境方面的壓力和限制。所以，現(xiàn)代科技的發(fā)展有了非開挖修復地下管道，該技術(shù)與傳統(tǒng)的“挖槽埋管法”相比，具有不破壞環(huán)境，不影響交通，施工安全性好、周期短、社會效益顯著等優(yōu)點。

非開挖管道修復技術(shù)包括原管更換法、內(nèi)襯法、噴涂法、灌漿法、機器人法等方法。從目前國際國內(nèi)采用的管道修復方法來看，內(nèi)襯法修復地下管道已比較普遍，且多采用具有可變性塑料介質(zhì)拖入原管，利用熱力或化學方法使材料硬化的方法修復原管。該技術(shù)一般適合修復一些中小口徑的管材。

在杭州市秋濤北路雨水管加固工程中，設計采用HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管內(nèi)襯加固原有的DN1500和DN1800砼雨水管道，在兩管環(huán)形空間采用水平注漿填充的方法，有效解決了大口徑原管加固修復的技術(shù)難題，該方法施工安全性好、周期短、綜合成本低，社會效益顯著。

2．工程概況

秋濤北路雨水管加固工程位于杭州市江干區(qū)秋濤北路，由采荷支二路至太平門直街段，該段管材投入使用才一年多，因原雨水管內(nèi)合流部分污水，造成雨水管上部腐蝕嚴重，部分嚴重的管段已露筋。如從新更換管材成本太高、施工周期太長，且會影響到秋濤路的交通通行。

通過專家的不斷驗證，設計采用內(nèi)襯法加固原有管道。秋濤北路雨水管加固工程在原DN2000ｍｍ砼雨水管內(nèi)安裝DN1800ｍｍHDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管8段（兩檢查井之間為一段）共306米，在原DN1500ｍｍ砼雨水管內(nèi)安裝DN1300ｍｍHDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管10段共408.7米，總長714.7米，共開挖3個下管口供注漿管和內(nèi)襯管進入原砼雨水管內(nèi)進行施工作業(yè)，其中砼雨水管和HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管間環(huán)形空間采用配合漿填補，合計完成理論注漿方量222.83M3。

施工主要工作和流程：施工前準備開挖工作面及定位（注漿）管的加工原管內(nèi)清淤安裝定位（注漿）管安裝內(nèi)襯管及焊接接口注漿管段清理、工作面的封閉、檢查井的修復安裝完畢。

目前，國內(nèi)很少有類似工程施工經(jīng)驗可供參考和借鑒，給施工帶來了一定的難度。主要技術(shù)難度在于HDPE內(nèi)襯管的安裝和環(huán)形窄空間的水平注漿。

3．開挖工作井

工作井開挖是為了有效配合定位管和內(nèi)襯管的安裝，故工作井開挖點應根據(jù)整體的管道情況選擇。要求開挖面方便上下管材和安裝人員。

4。HDPE內(nèi)襯管安裝

4.1 高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管的介紹：

高密度聚乙烯（HDPE）纏繞結(jié)構(gòu)壁管是一種內(nèi)外壁光滑、中空工字形結(jié)構(gòu)，根據(jù)選用口徑不同，先擠出不同規(guī)格的四方管，經(jīng)纏繞模子并以熱融PE相融結(jié)而成的具有較高抗壓能力的一種結(jié)構(gòu)壁管材。具有以下特點：

(1)具有較高的環(huán)剛度和較好的柔韌性、抗震性；

(2)連接簡單，接頭密封形式合理，安全可靠：采用熱熔連接技術(shù)，施工快捷，可做到100%無泄漏；

(3)抗化學、耐老化能力強：具有極強的耐腐蝕和侵蝕能力，在腐蝕環(huán)境無需防腐處理；

(4)環(huán)保無毒性：100%使用高密度聚乙烯（HDPE），無任何毒性，不結(jié)垢，不繁殖微生物，衛(wèi)生無污染。

4.2 定位（注漿）管的安裝：

由于內(nèi)襯管與砼外管之間有空隙，而HDPE內(nèi)襯管安裝要求安裝完成后符合設計標高，且管道定位要準確，設計采用在圓形環(huán)周上均布6根定位鋼管兼作注漿管有效地解決了這個問題（如圖一所示）。

定位（注漿）管注漿管材采用鍍鋅鋼管：

注漿鋼管按圖二所示加工：

加工好的定位（注漿）鋼管根據(jù)管段長度采用焊接連接，先在被修復管壁上每隔一定長度安裝膨脹螺絲，環(huán)形共六排，再根據(jù)設計標高和內(nèi)襯管的壁厚計算在膨脹螺絲上焊接定位（注漿）鋼管，最后割掉高出注漿管的膨脹螺絲。保證管材的標高要求。

4.3 HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管的安裝及焊接

內(nèi)襯管根據(jù)進管口情況，按6米一節(jié)從進管口下入管內(nèi)，安放在下部定位鋼管上，推向指定位置，安裝時從里到外逐節(jié)安裝，施工前必須根據(jù)各個管段的實際長度，預先排好各節(jié)HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管的長度搭配，并按生產(chǎn)次序編上號以保證最佳的對接效果。

HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管焊接采用熱熔焊接，根據(jù)現(xiàn)場情況，投入了3臺進口德國MUNSCH盟奇LRSK型手持擠出式塑料焊槍施工，該焊槍采用PE焊條施焊，每小時擠出量3～3.5千克，焊接效果安全可靠。

5。環(huán)形空間水平注漿

5.1 設計要求：

漿液配合比：按水泥：磨細粉煤灰：TEA外加劑=1：1：0.12及配置一定比例的水；水泥采用32.5普硅水泥；要求注漿飽滿。

5.2 施工施工工藝的分析與確定

常規(guī)注漿施工多為垂直注漿，且一般要求具有一定的注漿壓力，以達到擠壓土體使被加固體密實的效果，但在本工程施工中，注漿壓力過大可能會對內(nèi)襯管管壁造成不良影響，因此根據(jù)工程的具體情況，采用從上到下分段低壓大流量的注漿工藝，及選用適合的注漿泵和配套設備進行施工。

5.3 施工技術(shù)措施

(1)按設計圖紙布置在HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管道安裝前安裝完成定位（注漿）管，定位（注漿）管按間隔1米布置螺旋型開孔，孔徑8~10MM（參照圖二），便于注漿。為順利排出空氣，在實際施工中，在環(huán)形空間最頂部水平插入一根PVC塑料管，塑料管一端插入環(huán)形空間內(nèi)，插入深度盡可能大，另一端露出封堵口，同時作為注漿飽滿程度的觀察孔。

(2)考慮到注漿的流動性和管道地下的情況，注漿漿液采用水泥粉煤灰漿液，為防止收縮并加入TEA膨脹劑。加入TEA膨脹劑可有效防止注漿完成后漿液硬化收縮造成空隙。

(3)注漿施工：由于雨水管是有一定坡度的，注漿管按間隔1米布置螺旋型開孔，從上游往下游注漿會使空氣無法完全排出，所以在施工中，根據(jù)觀察井采用分段施工，以單向注漿為主，相向補漿為輔施工，注漿方向上由下游井向上游井施工，同一截面上注漿孔，以下部注漿管注漿為主。

(4)注漿質(zhì)量的控制：

A、注漿端口封閉必須密實，最好用遇水膨脹的材料先密實；

B、施工前必須根據(jù)每注漿段實際長度計算理論注漿量，嚴格控制漿液注入量，不小于理論計算方量。

C、施工中注意觀察注漿管二端的排氣及冒漿情況，連續(xù)冒出水泥濃漿后方可安裝堵頭。

D、為防止出現(xiàn)環(huán)形空間上部空洞等現(xiàn)象，在環(huán)形空間頂部插入塑料管，作為觀察孔，兼做排氣，以確保施工質(zhì)量。

E、待注漿量大于理論計算量，觀察管冒漿，作為注漿量達到要求的控制標準。

5.4 水平注漿施工中幾點體會建議

(1)在水平注漿施工中，有效封堵好注漿端口是注漿能順利施工的前提，才能保證注漿的飽滿。在水平注漿空間的最頂端采取有效引氣措施，才能使注漿空間內(nèi)部空氣或水順利排出，保證注漿的飽滿，無空洞；

(2)為防止注漿造成內(nèi)管上浮，及其他不良后果，注漿前內(nèi)管必須采取封閉注水、加十字木撐等措施；

(3)當內(nèi)襯管為塑料管，特別是PE管時，其對溫度變化比較敏感，在注漿漿液產(chǎn)生水化反應熱時，管材會隨溫度產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象嚴重影響注漿質(zhì)量，施工中，采用打水壓倉，既可以有效防止內(nèi)襯管上浮，又可以對水化熱進行良好的吸收，是一種簡單有效的辦法；同時采取一定程度上的間隙注漿，也可取得良好的效果。

6.工程質(zhì)量

施工完成后，對施工質(zhì)量進行了全面檢查測試，主要情況如下：

6.1 表觀質(zhì)量：

HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管內(nèi)壁平滑，焊接飽滿無虛焊及漏焊，內(nèi)襯管安裝到位。

注漿結(jié)束漿液凝固后，注漿體與兩管壁間均無明顯表觀縫隙；敲擊HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管密實，無明顯空洞現(xiàn)象；注漿管內(nèi)漿液凝固密實，無空洞。

6.2 閉水試驗：

閉水試驗一次性成功，滲漏量完全達到規(guī)范和設計要求。

6.3 注漿施工中共制作試塊10組，其試塊抗壓強度值大于15Mpa，達到設計要求。

7.結(jié)論

高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材內(nèi)襯法、水平注漿工藝非開挖修復加固大口徑排水管道具有當今國際先進水平，水平注漿施工工藝在目前國內(nèi)很少有類似工程施工經(jīng)驗，具有先進性。

利用在原有管道管內(nèi)安裝，在內(nèi)外管采用水平注漿填充的方法加固修復原有管道是一種經(jīng)濟有效的方法，具有工藝簡單、工期短、施工安全、對周圍環(huán)境影響小，不影響交通等優(yōu)點。只需局部開挖就可達到施工要求，特別適用于大口徑管道的修復，與其它非開挖修復方法比具有造價低及施工質(zhì)量可控性好的優(yōu)點，適合推廣應用。

參考文獻：

1、非開挖地下管線施工技術(shù)及其應用研純文D.Stein

2、SL62-94《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》

3、粉煤灰在混凝土中的應用 覃維祖 清華大學土木工程系

4、JC476 — 2001《混凝土膨脹劑》