高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管在內(nèi)襯法修復(fù)大口徑排水管中應(yīng)用
摘要：本文介紹了HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材用內(nèi)襯法修復(fù)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(diǎn)等;由其獨(dú)特的工藝可以看出在修復(fù)大口徑排水管時(shí)采用該方法的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：非開挖 內(nèi)襯 修復(fù) 水平注漿 排水管
1.前言
隨著 現(xiàn)代 化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市建設(shè)日趨 發(fā)展 ，大量下水管道需要被更換和修復(fù)。開槽更換管道越來越受到來自 政治 、 經(jīng)濟(jì) 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(fù)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(huì) 效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。
非開挖管道修復(fù)技術(shù)包括原管更換法、內(nèi)襯法、噴涂法、灌漿法、機(jī)器人法等方法。從 目前 國(guó)際國(guó)內(nèi)采用的管道修復(fù)方法來看，內(nèi)襯法修復(fù)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(xué)方法使材料硬化的方法修復(fù)原管。該技術(shù)一般適合修復(fù)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(shè)計(jì)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(fù)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(huì)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(yán)重，部分嚴(yán)重的管段已露筋。如從新更換管材成本太高、施工周期太長(zhǎng)，且會(huì)影響到秋濤路的交通通行。
通過專家的不斷驗(yàn)證，設(shè)計(jì)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(zhǎng)714.7米，共開挖3個(gè)下管口供注漿管和內(nèi)襯管進(jìn)入原砼雨水管內(nèi)進(jìn)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(bǔ)，合計(jì)完成 理論 注漿方量222.83M3。
施工主要工作和流程：施工前準(zhǔn)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(fù)安裝完畢。
目前，國(guó)內(nèi)很少有類似工程施工經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)應(yīng)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(diǎn)：
(1)具有較高的環(huán)剛度和較好的柔韌性、抗震性;
(2)連接簡(jiǎn)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(xué)、耐老化能力強(qiáng)：具有極強(qiáng)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(shè)計(jì)標(biāo)高，且管道定位要準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)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(gè) 問題 (如圖一所示)。
定位(注漿)管注漿管材采用鍍鋅鋼管：
圖一
注漿鋼管按圖二所示加工：
圖二
加工好的定位(注漿)鋼管根據(jù)管段長(zhǎng)度采用焊接連接，先在被修復(fù)管壁上每隔一定長(zhǎng)度安裝膨脹螺絲，環(huán)形共六排，再根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高和內(nèi)襯管的壁厚 計(jì)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(biāo)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(jìn)管口情況，按6米一節(jié)從進(jìn)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(shí)從里到外逐節(jié)安裝，施工前必須根據(jù)各個(gè)管段的實(shí)際長(zhǎng)度，預(yù)先排好各節(jié)HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管的長(zhǎng)度搭配，并按生產(chǎn)次序編上號(hào)以保證最佳的對(duì)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(chǎng)情況，投入了3臺(tái)進(jìn)口德國(guó)MUNSCH盟奇LRSK型手持?jǐn)D出式塑料焊槍施工，該焊槍采用PE焊條施焊，每小時(shí)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(shè)計(jì)要求：
漿液配合比：按水泥：磨細(xì)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(dá)到擠壓土體使被加固體密實(shí)的效果，但在本工程施工中，注漿壓力過大可能會(huì)對(duì)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(shè)備進(jìn)行施工。
5.3 施工技術(shù)措施
(1)按設(shè)計(jì)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?qǐng)D二)，便于注漿。為順利排出空氣，在實(shí)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(shí)作為注漿飽滿程度的觀察孔。
(2)考慮到注漿的流動(dòng)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(huì)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(bǔ)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(shí)，最好用遇水膨脹的材料先密實(shí);
B、施工前必須根據(jù)每注漿段實(shí)際長(zhǎng)度 計(jì)算 理論 注漿量，嚴(yán)格控制漿液注入量，不小于理論計(jì)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(jì)算量，觀察管冒漿，作為注漿量達(dá)到要求的控制標(biāo)準(zhǔn)。
5.4 水平注漿施工中幾點(diǎn)體會(huì)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(dāng)內(nèi)襯管為塑料管，特別是PE管時(shí)，其對(duì)溫度變化比較敏感，在注漿漿液產(chǎn)生水化反應(yīng)熱時(shí)，管材會(huì)隨溫度產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象嚴(yán)重影響注漿質(zhì)量，施工中，采用打水壓倉(cāng)，既可以有效防止內(nèi)襯管上浮，又可以對(duì)水化熱進(jìn)行良好的吸收，是一種簡(jiǎn)單有效的辦法;同時(shí)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(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行了全面檢查測(cè)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(shí)，無明顯空洞現(xiàn)象;注漿管內(nèi)漿液凝固密實(shí)，無空洞。
6.2 閉水試驗(yàn)：
閉水試驗(yàn)一次性成功，滲漏量完全達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。
6.3 注漿施工中共制作試塊10組，其試塊抗壓強(qiáng)度值大于15Mpa，達(dá)到設(shè)計(jì)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(fù)加固大口徑排水管道具有當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平，水平注漿施工工藝在 目前 國(guó)內(nèi)很少有類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，具有先進(jìn)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(fù)原有管道是一種 經(jīng)濟(jì) 有效的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、工期短、施工安全、對(duì)周圍環(huán)境影響小，不影響 交通 等優(yōu)點(diǎn)。只需局部開挖就可達(dá)到施工要求，特別適用于大口徑管道的修復(fù)，與其它非開挖修復(fù)方法比具有造價(jià)低及施工質(zhì)量可控性好的優(yōu)點(diǎn)，適合推廣 應(yīng)用 。
參考 文獻(xiàn) ：
1、非開挖地下管線施工技術(shù)及其應(yīng)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(yīng)用 覃維祖 清華大學(xué)土木工程系
4、JC476 — 2001《混凝土膨脹劑》
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