摘要：胀插法非开挖修复技术是一种非开挖核心技术，具有较强的可操作性，施工原理简单，施工中可控性高，在管道非开挖修复施工工艺中十分重要，在常规穿插法不能解决管道修复情况和同管径非开挖置换管道中适用，在严重管道腐蚀、原管道接口错误、混凝土板结等小管径问题管道修复中应用较多，当前在我国市政排水工程中广泛采用胀插法非开挖修复技术，主要是在城区管网改造工程中对于小管径管道进行修复施工，该技术应用不仅可以延长小直径管道的使用寿命，同时也避免了管道开挖更换，或在管道修复过程中管道开挖工作坑等问题的发生，在管道修复后具有较强的抗腐蚀性与防渗漏性特点。根据工程项目实践经验积累，并进行不断的探索和总结，小管径非开挖修复技术日益完善，本文就结合某城区的排水管网改造工程为例，对胀插法非开挖修复技术在城区排水官网的改造工程中应用情况进行简单的分析与探讨，为排水管网改造工程施工和工程技术人员提供参考依据。
关键词：胀插法；非开挖修复技术；城区；排水管网改造工程；应用
某城区排水管网改造工程于三年内完成城区所有待修复排水管网改造工程，由于部分老旧管道在长期运行和使用中，管道内部发生严重的腐蚀现象，为了延长管道的使用寿命，需要对现有的排水管道采取一定的保护和防渗措施，修复管道的长度在80-90km左右，待修复管道于市区繁华主城区中，不具备管道更换和开槽施工条件，排水管道上还存在有其他管线，为管道的开挖施工带来了安全隐患问题[1]。因此在排水管网改造施工中应尽量减小对交通的影响，采用非开挖修复技术，在小管径管道中采用胀插法非开挖修复技术，修复长度12km。
一．胀插法非开挖修复技术的优势和原理
（一）胀插法施工技术原理
胀插法非开挖修复技术是一种管道置换工艺，对于交通影响小，无需开挖工作坑，在管道局部位置损坏时可以采用该技术进行修复，对于原管道的腐蚀要求较低，在等管径置换中也较为适用。根据该技术的施工流程来看，主要是利用钻杆连接液压装置与胀头，通过液压装置向后拉伸，在管道胀碎后将其挤压到周边的土壤中，对面井下顶镐将预制有插口短管插入到原管道中，实现新管道铺设工作[2]。在管道置换完成后，对管道连接缝隙进行注浆填充，将新旧管道紧密结合，提高其整体强度，从而对损坏的旧管道进行修复与加固，延长管道的使用寿命。
（二）胀插法施工技术优势
与传统胀管法和插管法相比较而言，胀插法施工工艺具有一定的优势，在施工中通过等管径置换的方式，降低了插管缩径，从而避免了对排水流速带来影响。在管道施工中采用胀插法可以对局部管道损坏的位置进行修复，无需开挖工作坑，同时对于原有管道的腐蚀要求较低，避免了进行大规模施工，同时对于交通的影响较小，对周边居民生活及交通运输带来影响较小。在具体施工工艺中插管工艺与胀管工艺同步进行，使胀管后缩径问题减小，使非开挖修复施工效率得到明显的提高[3]。除此之外，在对管道置换后，原有管道和置换管道之间的缝隙较小，同时在置换后对连接缝隙进行注浆填充，从而避免因穿插法注浆不严密所产生的裂缝风险。在管道修复施工中精度较高，对于周边的管线影响范围和影响程度较小，在小管径问题管道修复中较为适用。
二．胀插法非开挖修复技术的关键技术
（一）同管径修复处理技术
在管道清淤前和清淤时经常会发现一些老旧管道内有混凝土或是管道发生错台等问题，采用常规的清淤方法难以清除干净，对于小范围或是小错台管道中，存在有混凝土的问题，在现场研制出一种专门的处理设备，该设备的工作原理与水钻相类似，和现场高压水车配套使用，前端钻头可以根据施工的管径进行更换，同时根据高压水反作用力向前高速旋转前进，使错台、混凝土等障碍物得到削减，具有较好的处理效果。在管道清淤完成后，对管道情况进行检查，部分管道因年久失修，发生严重的腐蚀或是老化问题，部分管道仍然存在有混凝土板结等问题，因运营维护单位及产权要求不可对修复管道管径进行更改，因此制定特制胀管头来进行修复[4]。
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（二）井室加固技术
在对一个井段修复时采用胀插法对两个井段检查井设置动力装置，在胀管头的一端采用千斤顶拉动胀管头破碎混凝土管，并在插入PE管的一端采用千斤顶，在破碎管道内部进入修复短管顶，在两端检查井的内壁中都承受有一定荷载力，因检查井通常为砖砌，发生有严重的腐蚀问题。为了确保检查井的井壁可以承受荷载大小，不会对井室内壁造成破坏或是挤压，根据修复井段的检查情况和井圈大小，制定弧形或是直线型的保护井壁挡板。在施工前应观察修复管道原有检查井的形式，选择相应的钢板尺寸，采用30mm厚的钢板，在钢板放置前清理检查井表面的灰尘或杂物等，确保其表面平整、干净，再将其放置在承受动力一侧井壁上，同时对井壁进行加固与保护[5]。
（三）同步控制技术
同步控制技术采用专用的胀管头，在前端胀管头对原有管道破碎时，同步跟进PE管，确保两者的进程和速度保持同步，不会因胀管头的进尺过大，和PE管发生脱离，将已破碎关闭与周边土体进入到两者之间，在施工时和施工前对两者进尺速度进行严格控制。在施工前采用专用破碎胀管头，加长后端尺寸，将其做成凹槽状，对于每一节PE管道按照60cm进行计算，后端确保PE管长度在20cm胀管头中。加工固定拉杆，每一节拉杆长度在45cm左右，以便于对进尺长度进行准确计算。在施工过程中还需要对两者的进尺尺寸进行严格控制，在胀管头端连接拉杆，确保每一节拉杆的出井室，对进尺量进行记录，PE管按照进尺量跟进。在施工时如两者之间出现脱节现象，应停止胀拉，并将PE管顶进，确保两者的进尺保持一致[6]。除此之外在检查井上留有专人对进尺量进行控制，在胀拉一端对已拉出的拉杆数量进行记录，在PE管顶一段对PE管的顶进数量进行记录，并按照每一节拉杆长度和PE管的进尺量进行对比。
三．胀插法非开挖修复技术在城区排水管网改造工程中应用的施工控制要点
（一）管材子母口的质量控制
原材料性能在一定程度上对管网改造成败起到直接决定作用，在胀插法非开挖修复技术的应用中，对于相关管道材料的试验难度较大，试件的数量与尺寸与施工现场存在一定的差异，现场加工较为困难，在短期内无法加工成型。根据现行的规范中并无刚性的检测内容，只能与改造实体相结合，根据现场不同的改造需求进行结构性修复与功能性修复，根据当前情况来看应加强推进结构性修复。在管套和管材的生产与加工过程中，应确保同一管段内是由同一生产厂家、型号相同的型材与管材等，且管材与型材中不得出现孔洞、裂缝、气泡、变形、划伤和夹杂物等明显的缺陷[7]。其次，应对子母口的加工尺寸进行检查，子口的相应数值应对应母口的数值，满足防脱性、气密性等两项试验后，制定具体的尺寸，进行加工尺寸。当管材进场后应归类，码放整齐，根据套管加工图量测套管子母口尺寸大小，在管材加工完成进场后，采用游标卡尺复验子母口的各个尺寸大小及数量。通常加工尺寸的允许偏差值应控制在0.3mm以内，密封圈应进行实体试验。
（二）管道预处理
在管道中经常出现有结构性缺陷与功能性缺陷两种，其中结构性缺陷为管道或管口错口、腐蚀、脱节、接口材料脱落、破裂、变形、渗漏等多种问题，功能性缺陷如结垢、障碍物残墙、浮渣、树根等。根据其缺陷种类采用相应的处理措施，如功能性缺陷采用真空吸泥机、高压水射流机和绞车等处理，在结构性变形处理中较为一定的困难，对于变形或破裂等缺陷只能采用局部开挖的方式进行处理，而支管暗接、接口材料脱落、脱节、渗漏、腐蚀等问题则需要采用专项工具进行处理。管道预处理的效果在一定程度上会对内衬管施工质量产生直接的影响，对后期的施工进度也存在着制约。由于城区排水管网改造工程属于半结构性的修复管道修复工程，在预处理过程中不得造成裂缝、穿孔、剥蚀等损坏，同时也不得因杂物弹射导致管道损坏。因排水管道的修复施工作业受到空间与时间的限制，在有限空间中需要对于各类应急抢险设备、防护用品、通风用品与检测用品配备齐全。
（三）施工操作要点
在胀插法施工前应由专业管线探测人员对路面检查井、切割标记和人孔等进行检测，并通过相应的仪器探测路面中的相关管线，绘制成图，在施工时减少对其他管线及检查井的影响。在胀插法施工前还要对检查井进行加固处理，确保检查井的承载能力[8]。在胀插时确保后端顶进与胀管头进尺应和PE管进尺量保持一致，并使PE管在胀管头内，不得出现胀管头脱离等现象。在胀插施工结束后营对端头进行及时处理，在新管道和破碎管道PE管间填充注浆，确保新旧管道之间的整体性和严密性。
结语
在城区排水管网改造工程中采用胀插法非开挖修复技术可以很好的解决小管径管道修复问题，具有防腐防渗，内壁光滑，阻水系数小，使用寿命长，管径不发生变化，完全非开挖，交通影响小，修复效果可靠，简单易操作等特点，在修复后管道的抗腐蚀性能与防渗漏性能得到明显加强，降低了因管道渗漏对于地下建筑物的影响，同时也避免了管道开挖对城区交通的影响。
参考文献
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[7]张朝阳.浅议市政排水管网改造工程签证的预防、控制措施[J].四川建材,2012,38(05):162+165.
[8]刘艳慧,王静,叶凤芬,杨蓉,李云春,赵声玉.昆明市庭院排水管网雨污分流改造工程初探[J].森林工程,2011,27(03):74-76.
论文作者:赵红雷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/27
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