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市政管道非开挖修复施工技术
来源:www.btlat.com发表时间:2018-04-19

一、工程概况

杭州市德胜东路(沪杭高速~文汇路)改造提升工程江干段02标,德胜东路和睦港W88~W89污水管为钢筋混凝土管,管径为D800mm,该污水管穿越和睦港,原施工采用顶管工艺施工,属于倒虹管。该管道运行几年后,管道发生局部破损堵塞导致污水无法正常通过,委托专业检测单位对其进行了管道CCTV检测,检测后发现管道W89往W88方向约27m处已经破裂坍塌,路基填料及粉砂土从管道破碎处大量流入管道;管道W88往W89方向约90m处,由于前方管道破裂造成积淤严重,检测设备无法继续前进。根据检测报告,初步判断管道W89往W88方向约27m处开始坍塌,路基填料及粉砂土流入管道造成堵塞。

二、管道非开挖修复施工技术

(1)临排及施工围护设施

由于作业时需要对管道进行长时间封堵,而待施工的管道为进泵站的污水主干管,为保证污水管网正常运行,从W86至W90检查井设置临时排水设施。排水设施主管采用DN425钢管压力管沿着原污水管道平行方向设置在地面道路绿化带内,钢管过和睦港桥处采用悬挂在桥栏杆外侧的方法通过,在上游的W86与W87检查井分别配置两台15KW的潜水泵抽取污水通过支管接入DN425钢管,最后排放到W90检查井流向下游管道。

为了保障交通安全及秩序,在原污水管上方设置施工围护,封闭施工区域,夜间设置红灯等警示装置,专人疏导交通,确保工程施工期间的交通安全。

(2)潜水封堵
W88~W89污水管埋深约9m,管道长度约170m,为了确保施工安全,作业前分别在W87检查井下游管口、W88检查井上游管口及W90检查井上游管口砌筑砖墙封堵,由专业潜水作业人员潜入检查井采用进行封堵。

(3)抽水、通风及毒气检测

在人员进入管道之前,将W88及W89检查井内水位降至最低水位,采用定制的大功率鼓风机以及通风管,将新鲜空气送至管道坍塌处(人员作业处),以保证井下施工人员安全。在下井作业之前,采用毒气检测仪先行检测检查井的空气情况,确认无有毒气体后方可下井作业,在下井后同样先检测管道内的空气情况,确认安全后方可进入管道内作业。所有井下作业人员统一佩戴四合一毒气检测仪,实时监控井下空气质量,一旦发现有毒气体立刻撤离,采取安全措施后方可继续作业。

(4)坍塌处疏通、注浆及钢套环支撑加固

在清理管道内坍塌处及积淤严重处垃圾之前,在管道内对管壁钻孔,向管道外壁土体进行TACSS注浆加固及止水处理,TACSS浆液为淡棕色透明液,亲水性较好,遇水后立即反应,分散乳化发泡膨胀,并与砂石泥土固结成弹性固结体,可迅速堵塞裂缝,永久性止水。

确认钻孔注浆处无明显来水后,方能进行下一步疏通施工,防止出现由于疏通作业造成的涌水事故。由W89向W88方向进行疏通清淤作业,在管道破裂处疏通过程中,每清除50cm长度方向的垃圾,就立刻用DN800钢套环对管壁进行支撑加固处理,同时,每隔1m就对管道外壁土体进行TACSS注浆加固及止水处理。疏通、注浆、钢套环支撑加固三个步骤有序进行。由于检查井井口及管道尺寸的限制,将DN800的钢套环分成两个部分的组合方式,每个钢套环宽度为50cm,分别送入管道内,在管道内安装成形。

(5)整体固化内衬修复

由于管道被破坏,完整性及结构强度受到影响,所以在完成整个上述步骤后,对管道进行整体现场固化内衬修复处理。

现场固化法,又称翻转内衬法。其主要技术原理为:根据待修复管道情况按设计制造软管(该软管是一种具有防渗透耐腐蚀保护膜的纤维增强复合软管),然后将之灌进热固化性树脂(即环氧基聚合物及合成树脂)后制成内衬软管。施工时利用翻转法将该内衬软管送入需修复管内之后,利用水压和空气压使该软管膨胀并紧贴在旧管道内,通过温水循环加热(管道内部的水加热至50℃左右),在规定的设计时间内,使软管固化成型,在旧管道内即形成一层高强度的内衬新管。

根据管径大小采用相应的堵水器,在待修复W88~W89管段检查井内各放置1个阻水器,敷设好临时管道,安装水泵在下游管道内抽水,保证待修复管段内无积水,采用管道清洗器进行管道清洗,同时清理管内壁污垢,使内侧管壁无杂物无毛刺,对于难于清除的污垢障碍或尖锐毛刺,采用"拉皮牛"的方法进行清洗。

在修复管道的一端上方安装翻转架,固定翻转筒与翻转弯头,其翻转弯头应与管道在同一平面上。内衬前准备翻转水源、上水设备、管道末端接收筒安装等工作,然后现场浸渍翻转软管,浸渍后的软管一端在翻转弯头上固定好后,与管道对接固定,上水控制一定的水位进行翻转内衬作业。翻转的过程,固定在翻转控制绳上的加热软管进入管道中。

确认软管翻转到末端后,利用进入管道中的加热软管、燃油锅炉、缓冲槽、耐热泵等设施连接加热流程,对管道中的水进行加热,水温达到50℃以上后,停止加热,固化20小时后,并确认管段首末端已经固化,此时,放水并撤离翻转架与其它设施。

软管加热固化完毕以后,把管的端部用特殊机械切开,采用粘合剂密封衬层与原管形成的空隙,最后进行TV内窥检测和闭水水试验,现场固化内衬修复完成。

(6)内衬修复效果

为了保证坍塌处管道的结构强度,本次修复在流程上取消了拆除钢套环的施工作业。钢套环在安装过程中存在凸起,影响了整体修复后的管道过水断面,但由于修复后管道粗糙系数降低至0.009,可在流速上部分弥补流量在过水断面的损失。

软管热膨胀系数与原管材接近,约为12×10-6M/℃,管道整体结构性能良好。修复后管道口径约760mm,钢套环处(严重坍塌处)管道口径约710mm。

三、主要安全技术措施

由于管道埋深较大,情况复杂,须做好以下安全技术措施。

(1)做好路面安全维护,施工期间任何无关人员不得进入施工场地。

(2)由于施工人员需进入管道内作业,所以管道上游设置两道砖墙封堵,在下游设置1道砖墙封堵,确保施工安全;

(3)下井作业人员在下井前,必须做好有毒有害气体检测工作,由现场专职安全员对窨井内的气体进行检测,确认安全后,按照现场实际情况如实填写下井作业安全票。在整个施工作业期间必须时刻采用鼓风机机械通风的方式对管道内进行通风换气,人员须随身佩戴检测仪,悬拖式安全绳,确保井下人员安全;

(4)井下采用防爆型照明设备,其供电电压不得大于12V、

(5)TACSS注浆每隔1m注浆一次,确保钻孔注浆处无明显来水及土体结构稳定后,方能进行下一步清淤疏通施工,防止出现由于清淤作业造成的涌水事故。

(6)钢套环每隔50cm安装一次,确保管道结构安全。

(7)管道内施工人员不得超过2名,管口必须有专人看管,防止意外发生。


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