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文档简介
100第10章给水排水管网修复工程◆§10.1现状给水管道检测与评估◆§10.2
施工导流◆§10.3
现状管线保护及迁改◆§10.4
开挖与非开挖修复方式的选择◆§10.5
非开挖修复预处理◆§10.6非开挖修复◆§10.7
排水管道混错接点改造◆§10.8排水管道箱涵冲洗与维护目
录10.1给水管道检测与评估10.1.1检测与评估的目的
核心目的:通过科学手段全面掌握管道运行状态,确保供水安全、稳定和高效保障供水水质;延长管道使用寿命,降低长期运维成本;减少水资源漏损,优化管网压力管理,提高供水效率。
包括前期准备、现场检测、数据分析、评估分级、报告编制及维护决策等多个关键环节。10.1.2检测与评估流程1.准备工作基础资料收集选择检测技术制定检测计划2.现场检测
内部检测外部检测
水质与压力检测
3.数据分析与缺陷分类结构性、功能性缺陷通常按严重程度分为轻微缺陷、中等缺陷、严重缺陷、重大缺陷四级。4.
评估分级与维护决策
通常分为低、中、高三个等级。5.报告编制与数据归档10.1.3给水管道检测方法开挖主要应用于新建管道验收、重大缺陷确诊等关键场景通过开挖直接暴露管道,采用目视检查、超声波测厚、电火花检测等方法,对管道外防腐层完整性、管体腐蚀状况、接口密封性等直接检测和量化评估存在施工成本高、影响交通等不足广泛应用于日常管网体检,采用CCTV、声波、红外等技术实现快速、无损的管道状态评估两种方法形成互补关系,非开挖技术负责全面筛查,发现问题后再针对性采用开挖检测进行精准确认非开挖1.CCTV管道内窥检测通过影像方式客观反映管道结构完整性及功能状态,是市政给水管道健康评估的核心手段。爬行器电视检测仪器管道内窥检测2.声呐检测
声呐检测技术是一种利用声波原理对管道内部状况进行检测的非接触式方法。该技术通过向水中发射声波并接收反射信号,能够有效检测满水状态下的管道状况,特别适用于无法排空的在役管道检测。声呐检测适用于给水管道破裂、变形、砂浆脱落、异物侵入、气囊、沉积物、胶结物、贻贝、结垢附着物的检测。声呐检测仪器声呐探头的推进方向宜与水流方向一致,并应与管道轴线一致,滚动传感器标志应朝正上方。根据管径的不同,应选择不同的脉冲宽度。脉冲宽度选择标准如下表所示。管径范围(mm)脉冲宽度(µs)300~5004500~100081000~1500121500~2000162000~300020
脉冲宽度选择标准给水管道声呐检测可分为带压检测和停水检测。
超声波检测是一种利用高频声波在管壁中的传播特性,通过测量声波反射或穿透时间差来量化评估管道壁厚、腐蚀程度及内部缺陷的无损检测技术,主要适用于金属管道的健康状况诊断,精度可达±0.1mm。超声波检测仪器
适用于给水管道壁厚的检测。
给水管道超声波检测可分为带压检测和停水检测。3.超声波检测电磁检测是一种基于电磁感应原理的无损检测技术,通过分析金属管道周围电磁场的变化,精确评估管壁腐蚀、厚度减薄及防腐层破损等缺陷,适用于钢管、铸铁管等导电管材的快速检测,典型精度达±0.5mm,可定位隐蔽缺陷且无需破坏管道结构。电磁检测仪器电磁检测还适用于按现行国家标准《预应力钢筒混凝土管》生产的预应力钢筒混凝土管道的断丝检测。可分为带压检测和管道排空检测。4.电磁检测
噪声管内检测是一种通过高灵敏度声学传感器捕捉管道内部水流噪声信号,分析异常声波特征(如特定频率幅值变化)来精确定位微小泄漏点或管壁破损的无损检测技术。
噪声管内检测适用于管道泄漏及气囊的检测。可分为自由行进式检测和动力伞检测。自由行进式检测设备由数据采集系统、投球装置、收球装置、追踪装置和GPS接收器等部件组成。动力伞检测设备由摄像头、水听器、定位系统、主控制器、插入装置、送缆器、线缆车等部件组成。5.噪声管内检测6.其他检测方法目视检测流量法检测气体检测噪声检测相关分析法检测压力法检测听音检测10.1.4排水管涵评估
以管段为基本单元,单段最大长度不宜超过60m。当对多个管段或区域管道进行检测时,应列出各评估等级管段数量占全部管段数量的比例。当连续管网长度超过50km及以上时,应做管道状态总体评估。检测缺陷类型、代码及等级管道缺陷分为结构性缺陷与功能性缺陷,缺陷等级分类如表所示。缺陷等级分类表等级缺陷性质ⅠⅡⅢⅣ结构性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷功能性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷2.结构性状况评估(1)结构性缺陷状况评估分值应按式8-1计算:
(10-1)式中:F——管段结构性缺陷参数;Smax——管段损坏状况参数,管段结构性缺陷中损坏最严重处的分值;S——管段损坏状况参数,按缺陷点数计算的平均值。(2)管段损坏状况应符合下列规定:管段损坏状况参数应按式8-2计算:
(10-2)式中:Pi——第i个缺陷的缺陷分值;Ei——第i个缺陷的缺陷长度影响系数;Yi——第i个缺陷的压力影响系数;n——管段结构性缺陷的数量。当管段存在结构性缺陷时,结构性缺陷密度应按式8-3计算:
(10-3)式中:SM——管道受影响缺陷密度;S——管段损坏状况参数,按缺陷点数计算的平均值;L——被评估管道总长度(m);Li——第i个缺陷的纵向距离长度(m)。(3)管道结构性缺陷等级评估表应符合下表的规定。管道结构性缺陷等级评估表缺陷等级评分数值
FⅠF≤1Ⅱ1<F≤4Ⅲ4<F≤7ⅣF>73.功能性状况评估(1)管道功能性缺陷状况评估分值应按式8-4计算:
(10-4)式中:G——管段功能性缺陷参数;Ymax——管段运行状况参数,管段功能性缺陷中最严重处的分值;Y——管段运行状况参数,按缺陷点数计算的加权平均值。(2)管段运行状况应符合下列规定:管段运行状况参数应按式8-5计算:
(10-5)式中:Pj——第j个缺陷的缺陷分值;Ej——第j个缺陷的缺陷长度系数;n——管段功能性缺陷的数量。当管段存在功能性缺陷时,功能性缺陷密度应式8-6计算:
(10-6)式中:YM——管段功能性缺陷密度;l——管段长度(m);Lj——功能性缺陷纵向净距长度(m)。(3)管道功能性缺陷等级评估表应符合下表的规定。管道功能性缺陷等级评估表缺陷等级评分数值
GⅠG≤1Ⅱ1<G≤410.2施工导流现状排水管道清淤和修复施工过程中,基于堵水、堵气和防止有害气体进入作业管道的要求,需要进行管道封堵,考虑转运及施工周期因素,现场采用气囊封堵的方式。为保证气囊封堵时气压安全及上游水正常排除,清淤及管道修复过程需进行管道临时导流作业。管道封堵修复及临时排水示意图10.3现状管线保护及迁改前期准备迁改原则
迁改方案现状管线规格、管材、管位、标高、管线预留接口、权属单位等情况充分结合现状管网小管让大管、压力管道让重力管道、易弯曲管道让不易弯曲管道、临时性迁改管线让永久性管道先干管、后支管,先大管、后小管,先深后浅不能绕迁的,采用悬吊保护方案覆土较小采用钢筋混凝土盖板(图8-64)、注浆加固、混凝土包封等管道悬吊保护方案图8-64
钢筋混凝土盖板保护方案10.4开挖修复与非开挖修复的选择
非开挖修复通常适用于局部缺陷或轻度结构性问题的管道,如单点腐蚀、接口渗漏或内壁结垢等。当管道位于交通繁忙区域、地下管线复杂或环境敏感地带时,非开挖修复因其施工快速、对交通和环境影响小、成本较低(约为开挖修复的30%-50%)而成为首选。
开挖修复则适用于严重结构性损坏的管道,如管体坍塌、大面积断裂或地基沉降导致的管道错位。此外,当管道为小管径(DN<200)非金属管,或需要同步改造附属设施(如阀门井重建)时,开挖修复更为彻底。尽管其成本较高)、施工周期较长且对交通影响较大,但修复效果更为持久,并能彻底解决复杂问题。10.4.1非开挖修复技术概述
可分为整体修复和局部修复两大类。
原位固化滑移内村原位修复内村修复点状修复非开挖修复1.局部修复技术局部修复技术补丁法机器人法注浆法灌胶修补套管法2.整体修复技术整体修复穿插法原位固化法折叠变形法缩径法缠绕法喷涂法玻璃钢内衬碎管衬修复给水管道修复技术管外注浆加固管道清洗技术穿插法不锈钢内衬法FRP内衬法橡胶胀环法原位固化内衬法缩径内衬法折叠内衬法10.4.3常用给水管道修复技术(1)工艺特点因管道泄漏冲刷等原因造成管道外部周围土壤流失形成的空洞应采用注浆方式填充管外周空洞。注浆目的是为了填充管外周空洞,防止管道沉降、地面陷,提高管道基础承载力和止漏。(2)工艺原理注浆方法有管内向外注浆和地面向下注浆。管内向外注浆是通过管道裂缝管道接口部位或使用钻孔设备在管道本体上钻孔处从管道内向管道泄漏部位或管外空洞等需注浆部位注浆,注浆点沿管道裂缝、接口圆周或在管壁上沿一定方向和间距分布,人员可以进入的大口径管道通常采用该方法注浆;从地面钻孔浆是使用钻孔设备在空洞上方地面钻孔至空洞,使用注浆向管外空洞注入浆液,所注浆液一定时间后固化成为固体充满空洞。常用注浆浆液有水泥浆、水泥砂浆、化学浆等。1.管外注浆加固注浆止漏示意图
注浆示意图2.管道清洗技术(1)工艺特点管道清洗,是维持和提高管网水质的最有效手段之一。几乎所有的管网设施在其定期维护日程表中,都会安排某种形式的清洗。管道清洗的作用主要有:去除沉积物,甚至是粘结的或生成的水垢:恢复管道水力性能;恢复自来水的质量标准;。图8-25为管道清洗前后图。a、管道清洗前b、管道清洗后图8-25管道清洗前后图(2)工艺原理水/空气/水冲洗法:利用管道原有分支或采用消火栓将气体注入运行中的管道,在管道内产生气水混流,从而显著提高流速达到清除管道内部非粘着性沉积物。水/空气/水冲洗法:在不伤害管道的情况下,刮削管道内表面,一般可清理易刮削的结垢物。下图为柔软刮削器清洗工具与现场作业图。a、清管球b、向管内放入清管球c、结垢物
排出图8-26柔软刮削器清洗工具与现场作业图机械刮削器清洗法:机械刮削器能够处理管道内所有的结垢。下图为机械刮削器及清洗原理图。机械刮削器及清洗原理图(3)工艺流程1)水-气-水冲洗法依次注入空气,同时保持持续的水流→乳状液形成后,把在管道中水流速度缓慢位置处聚积的沉积物取出→在相关管道的末端,收集含有颗粒物质的乳状液→清理管道,并进行消毒剂的预防性注入。2)柔软刮削器清洗法在管网的两点之间,放入一串软质的清管球,清管球的直径和硬度从前到后依次递增→清管球由受调节的水流推动前行→残留物的过滤→清理管道,并进行消毒剂的预防性注入。3)机械刮削管器清洗法采用CCTV管道内窥镜或穿线器将钢缆穿过被清洗管道→将校准后的清管器与钢缆牢固连接后置入管道→采用牵引设备将刮削器穿过管道的同时对管道内壁进行刮削→回收清洗产生的污水和污物。3.穿插法
穿插内衬法,又称滑入内衬法、“大套小”、“管中管”法,是管道非开挖内衬修复技术之一。采用牵拉或顶推的方式将新管直接置入原管道,并对新的内衬管和原管道之间的间隙进行处理的管道修复方法。
按照内衬管穿插入原管道之前是否连续,穿插内衬法分为连续穿插法和不连续穿插法两种工艺;按照内衬管置入方式,穿插内衬法分为牵拉穿插法、顶推穿插法和牵拉与顶推结合穿插法。(1)工艺特点1)属于整体性内衬修复,可彻底解决管道腐蚀和泄漏问题2)对原管道预处理要求低,一次性内衬修复1000m以上,施工速度快3)内衬管穿插衬入后,需要在原管道内壁与内衬管外壁间隙注浆:因内衬管外有原管道和间隙注浆层保护,内衬修复后管道不易遭到破坏。4)属于非开挖内衬修复技术,可通过完全不开挖或少量开挖即可完成管道修复更新,对道路交通和居民生活、单位经营生产及周围环境影响小,绿色环保,大量节约资源和能源,经济和社会效益好。5)因内衬管内径比原管道内径减小较多,穿插修复后管道过流面积损失大。(2)工艺原理穿插内衬法分为连续穿插法和不连续穿插法两种工艺:1)连续穿插法内衬管是连续的,通常采用牵引方式将内衬管穿插入原管道内,其在进入原管道过程中受到的是拉力。PE热熔对接焊机PE法兰焊接2)不连续穿插法又称为短管内衬法,内衬管是不连续的穿入原管道内,管道被逐根放入工作坑内,逐根连接、逐根向前穿插推进,当内衬管到达另一端工作坑后成整根内衬管。不连续穿插法可采用顶推方式也可采用牵拉方式进行不连续穿插施工;在内衬管进入原管道过程中受到的是压力。3)内衬管外壁与原管道内壁之间的间隙通常采用注浆填充方式处理,注浆是在该段管道穿插完成后进行的。间隙注浆方法分为管内向外注浆和间隙内插管注浆两种方式。(3)穿插内衬法施工工艺流程
a、连续穿插内衬法b、不连续穿插内衬法穿插内衬法施工工艺流程图4.折叠内衬法折叠内衬法,又称U型内衬法、心形内衬法,分为现场折叠内衬法和工厂折叠内衬法,现场折叠内衬法是常用的管道非开挖内衬修复技术之一。图1为折叠变形后PE管横截面;图2为折叠变形机图1折叠变形后PE管横截面
图2折叠变形机(1)工艺特点1)折叠内衬法属于整体性内衬修复,利用热塑性有机高分子材料作为内衬层,内衬管表面光滑、流动摩擦阻力小,不生锈、不宜结垢,耐酸碱盐腐蚀性强,不污染水质,内衬层密封性好,可彻底解决管道腐蚀和泄漏问题,使用寿命长达50年。2)内衬管壁厚较薄,内衬修复后管道过流面积减少较少,对管道输送流量几乎无影响。3)穿插内衬法对原管道预处理要求较低,U型折叠变形后,PE管直径减小量达30%,拉入阻力小,内衬管磨损小,一次性内衬修复1000m以上,施工速度快,可减少工作坑的开挖数量和管道断管与连接数量,减少修复后管道运行隐患。4)穿插内衬法属于非开挖内衬修复技术,可通过完全不开挖或少量开挖即可完成管道修复更新,对道路交通和居民生活、单位经营生产及周围环境影响小,绿色环保,大量节约资源和能源,经济和社会效益好。5)可用于管内有水的管道的修复。6)内衬修复管段上不存在三通、阀门等影响内衬管穿插内衬的管件和障碍物,小曲率半径弯头、三通、阀门等特殊节点需要断管分段修复,原管道宜为直管段。7)现场折叠变形难度较大,临时捆绑要求高,内衬管拉入过程存在临时捆绑材料断开而无法继续牵拉的风险:8)现场折叠通常需要占用较大施工场地用于内衬管堆放、焊接、折叠变形、拉入等。(2)适用范围1)适用于DN200mm~DN2000mm多种管径圆形管道内衬修复,最适宜对DN400mm~DN1200mm中等口径管道内衬修复。2)适用于各种材质的原管道内衬修复,适用于埋地、地面新旧管道内衬修复。3)修复管道输送介质温度范围为-20-90℃,输送压力范围为-0.1MPa~30MPa。4)可用于管内有水管道的修复。5)不适合曲率半径小的大角度弯头内衬,内衬修复管段上最大允许弯头角度为11.25°,或弯管最小曲率半径大于内衬管最小允许弯曲曲率半径。6)不适合输送强氧化性介质管道修复。(3)工艺原理现场折叠内衬法:利用热塑性有机高分子材料聚乙烯(PE)材料为原料制作而成的管材弹性变形后能自行恢复原有形状,且其性能不受影响的特点,使用专用折叠变形设备将PE管折叠变形并临时捆绑后,使用牵引设备通过钢丝绳将其拉入原管道内,封堵内衬管两端管口并向内衬管内部通入压缩空气或水加压后变形后的内衬管膨胀变大将临时捆绑材料崩断,最后恢复至原来直径并紧贴在原管道内壁上形成复合结构管道。
PE管折叠变形施工
折叠管拉入施工(4)折叠内衬法施工工艺流程工厂折叠内衬法:所用内衬管是工厂内挤出的PE管温度降至玻璃态温度之前进行折叠,冷却后产生塑性变形的PE管,PE管盘卷在卷轴上,其拉入方式与现场折叠法相同:拉入后的复原过程需要加热加压。工厂折叠法通常用于小口径管道内衬,其优点为现场不需焊接和折叠变形作业,占用施工场地小,施工速度快。折叠内衬法施工工艺流程图5.缩径内衬法
缩径内衬法,又称O型内衬法、等径拉伸内衬法,分为辊轧缩径法和拉拔缩径法,辊轧缩径法是常用的管道非开挖内衬修复技术之一。缩径机PE管缩径施工(1)工艺特点1)缩径内衬法属于整体性内衬修复,利用热塑性有机高分子材料作为内衬层,内衬管表面光滑、流动摩擦阻力小,不生锈、不宜结垢,耐酸碱盐腐蚀性强,不污染水质,内衬层密封性好,可彻底解决管道腐蚀和泄漏问题,使用寿命长达50年。2)内衬管壁厚较薄,内衬修复后管道过流面积减少较少,对管道输送流量几乎无影响。3)缩径内衬法对原管道预处理要求较低,工序少,一次性内衬修复1000m以上,施工速度快,可减少工作坑的开挖数量和管道断管与连接数量,减少修复后管道运行隐患。4)内衬管外径通常比原管道内径大,内衬管与原管道过盈配合,贴合紧密;内衬管O型缩径,不改变内衬管形状,内衬管缩径后机械性能不变,承外压和真空负压能力较高。5)穿插内衬法属于非开挖内衬修复技术,可通过完全不开挖或少量开挖即可完成管道修复更新,对道路交通和居民生活、单位经营生产及周围环境影响小,绿色环保,大量节约资源和能源,经济和社会效益好。6)可用于管内有水的管道的修复。7)内衬修复管段上不存在三通、阀门等影响内衬管穿插内衬的管件和障碍物,小曲率半径弯头、三通、阀门等特殊节点需要断管分段修复,原管道宜为直管段。8)现场缩径变形通常需要占用较大施工场地用于内衬管堆放、焊接、折叠变形、拉入等。(2)适用范围1)适用于DN50mm~DN800mm多种管径圆形管道内衬修复,最适宜对DN100mm~DN400mm中小口径管道内衬修复。2)适用于各种材质的原管道内衬修复,适用于埋地、地面新旧管道内衬修复。3)修复管道输送介质温度范围为-20-90℃,输送压力范围为-0.1MPa~30MPa。4)可用于管内有水的管道的修复。5)不适合曲率半径小的大角度弯头内衬,内衬修复管段上最大允许弯头角度为11.25°,或弯管最小曲率半径大于内衬管最小允许弯曲曲率半径。6)不适合输送强氧化性介质管道修复。(3)工艺原理缩径内衬法是利用热塑性有机高分子材料聚乙烯(PE)材料为原料制作而成的管材弹性变形后能自行恢复原有形状,且其性能不受影响的特点,使用专用缩径设备缩小PE管直径后,使用牵引设备通过钢丝绳将缩径后的PE管拉入原管道内,通过静置使其自然复原或将衬入原管道内的PE管两端封堵后加压复原等方式使PE管直径复原后并密贴合在原管道内壁上形成复合结构管道。(4)缩径内衬法施工工艺流程缩径内衬法施工工艺流程图6.原位固化内衬法原位固化法,也称CIPP内衬法,是一种地下管道非开挖修复工艺。CIPP技术适用于重力流、供水、燃气等方面的修复。按照固化方式的不同,可分为热固性原位固化法和紫外光原位固化法。按照软管衬入工艺的不同,可分为翻转法原位固化内衬法和拉入式原位固化内衬法,其中翻转法原位固化内衬法又分为水翻工艺和气翻工艺。热固化软管现场制作如图所示。热固化软管现场制作(1)工艺特点1)原位固化内衬法,固化后形成的内衬层属复合性材料,内衬管内表面光滑、摩阻系数小,不生锈、不易结垢,耐腐蚀性强,环刚度大,水密性好,可解决管道腐蚀和泄漏问题,设计使用寿命50年。2)修复后管道断面积变化较小,不影响流量。3)原位固化内衬法对原管道预处理要求较低,施工速度快、时间短。4)原位固化内衬法可通过不开挖或少量开挖即可完成管道修复更新,对交通、居民出行及周围环境影响小,绿色环保,经济性和社会效益好。5)原位固化内衬工作坑开挖尺寸小,施工占地面积小,可以利用现有阀门井、检查井、检修人孔等实现修复。6)原位固化内衬法一次性修复长度通常不超过200m。(2)适用范围1)热固性原位固化内衬法适用于DN150mm~DN2700mm口径管道的修复;紫外线光固化原位固化内衬法适用于DN150-DN1800mm口径管道的修复。2)适用于各种材质和各种形状的原管道修复。3)适用于管线中不大于45°弯头的管道修复。4)修复后管道输送介质温度不大于80℃,压力范围为-0.1MPa~1.6MPa。5)管线内部有少量水的管道修复。(3)工艺原理原位固化内衬法是将预浸树脂的软管,通过翻转或者牵拉的方法置入原管道内部,并通过气压或水压使软管与原管紧密贴合,固化后形成内衬管的非开挖管道修复方法,简称CIPP内衬法。原位固化内衬法施工工艺
a、热固化b、紫外固化原位固化内衬法施工工艺流程图(4)原位固化内衬法施工工艺流程7.不锈钢内衬法不锈钢内衬法是给水管道常用的非开挖内衬修复技术之一。(1)工艺原理不锈钢内衬法是将单张剪裁好的不锈钢板卷制并临时捆扎成管坯后放入管道内,用撑管设备把管坯撑圆并紧密贴合在原管道内壁上,采用弧焊焊接纵缝和相邻管坯的环缝,管道端口采用厚不锈钢过渡板将薄壁不锈钢内衬管与原管道连接为一体形成复合管道。不锈钢管坯卷制
不锈钢下板、运板、撑板
不锈钢板焊接(1)工艺特点1)属于整体性内衬修复,利用不锈钢材料作为内衬层,内衬管表面光滑、流动摩擦阻力小,不生锈、不宜结垢,内腐蚀性较强,不污染水质,内衬层密封性好,可解决管道腐蚀和泄漏问题,使用寿命长达50年。2)内衬管壁厚薄,内衬修复后管道过流面积减少轻微,对管道输送流量几乎无影响。3)对原管道预处理要求较低,工序少,一次性内衬修复1000m以上,施工速度快。4)对管道改造要求低,三通、弯头、变径等特殊节点不需专门断管处理。5)穿插内衬法属于非开挖内衬修复技术6)不锈钢内衬修复施工主要在管道内作业,受外界天气影响小。7)属于紧密贴合内衬修复,内衬层与原管道紧密贴合,夹层不需注浆。(2)适用范围1)适用于DN800mm以上管径圆形管道内衬修复。2)适用于各种材质的原管道内衬修复,适用于埋地、地面新旧管道内衬修复。3)适用于含弯头、变径、三通管道的内衬修复。4)修复管道输送介质温度范围广,输送压力范围为-0.1MPa~30MPa。5)不适合内部有水管道的修复。6)不适合输送强酸强碱和氯离子含量较高介质管道的修复。(3)不锈钢内衬法施工工艺流程不锈钢内衬法施工工艺流程图8.玻璃钢(FRP)内衬法(1)工艺特点1)FRP内衬法是一种对输水管道非开挖,用手工粘贴FRP材料加固管道兼内衬的方法。能够有效提升管道的运输能力及承压能力。2)特制复合纤维布施工时柔韧,可随意裁剪、弯曲粘贴在各种形状的结构表面,固化后变为硬板状材;用于管道的三通、弯头、变径处,无任何难度。3)专用树脂可在潮湿环境中固化,与原管道内表面具有很强的渗透结合能力,使内衬FRP材料与原管道成为一体,共同工作,变形协调,尤其在真空负压环境下不会脱落。4)用环氧砂浆修复原有管道缺陷及补垫坡度,再在全管内壁粘结特制复合纤维材料。对原有管道预处理要求高,必须打磨露出原有管道结构层。5)单层特制FRP复合材料厚度只有1.3mm,修复后的管道过流面积轻微减少,对管道输送流量几乎没有影响。6)全管内壁粘结FRP固化后耐腐蚀性强,表面光滑系数达0.009,无毒无害,不会生锈,不宜结垢。7)FRP内衬法几乎不需要开挖工作坑,利用现有的阀门井、检查井、检修井就可以实现,施工占地面积小。考虑到管道内运输、通风及照明等,工作坑之间距离宜在1000米以内。8)在供水管道正常环境下,工作寿命50年以上。(2)适用范围1)管材材料为钢、混凝土、玻璃钢、塑料、铸铁管、PCCP管、玻璃管等供水管道,长距离输水管道等。2)适用于管径不小于800mm的输水管道,管径越大越方便粘贴;也适用于矩形、方形、马蹄形等各种管涵。3管壁强度不足而导致的裂缝、渗水的管涵,4)对管道内壁防腐层剥落等病害的修补。5)管道处在渗漏预兆期或临界状态时的预防性修复。(3)工艺原理FRP内衬法是一种输水管道非开挖,现场固化内衬修复、加固管道技术。由特制复合纤维布和专用树脂在管道外现场浸渍,送入待修复加固的管道中,按设计要求粘贴在管道内壁,在自然条件固化下形成高强度内衬板状复合材料。固化后的特制复合纤维板具有较高的抗拉强度,其应力-应变关系为线性。根据计算需要,可以粘贴一层至多层,以提供抵抗拉力,或形成约束力,能在潮湿环境,甚至水中固化的专用树脂具有较强的渗透粘结能力,可以与原管壁形成一个新的复合结构整体,共同承受管道内的水压力、管道外的土压力及可能的管道变形,从而增加了管道的承载能力,同时也作为内衬防腐防渗。FRP内衬粘贴施工(4)FRP内衬施工工艺流程FRP内衬施工工艺流程9.橡胶胀环法(1)工艺特点1)非开挖施工,减少对交通的影响。2)管道横截面并不减少(水头损失可以忽略不计)。3)施工迅速:对于200-500米长度管线中间无工作井的情况下,每周可以安装约25个接头。4)与管道开挖全部更换相比成本大幅度降低。5)解决管道由于地基不均匀沉降带来的接头渗漏问题,并且可以接受一定程度的持续形变。(2)适用范围1)管材为球墨铸铁管、钢筋混凝土管以及其他合成材料的承插口连接管道。2)管径大于800mm以上及特大型供水管道局部损坏修理。3)管道结构性缺陷呈现为变形、错位、脱节,且接口错位应小于等于3cm,管道基础结构基本稳定、管道线形没明显变化、管道壁体坚实不酥化。4)对管道内壁局部沙眼、露石、剥落等病害的修补。5)管道接口处在渗漏预兆期或临界状态时预防性修理。6)不适用对塑料材质管道、窨井损坏修理;7)不适用于管道基础断裂、管道破裂、管道脱节呈倒栽式状、管道接口严重错位、管道线形严重变形等结构性缺陷损坏的修理。(3)工艺原理双胀圈分两层,一层为紧贴管壁的耐腐蚀特种橡胶,另外一层为两道不锈钢胀环。在管道接口或局部损坏部位安装环状橡胶止水密封带,橡胶带就位后用2~3道不锈钢胀环固定,安装时先将螺栓、楔形块、卡口等构件使套环连成整体,再紧贴母管内壁,利用专用液压设备,对不锈钢胀环施压,使安装压力符合管线运行要求,在接缝处建立长久密封的软连接,使管道的承压能力大幅提高,能够保证管线的正常运行。(4)工艺流程1)待修复部位的原有管道预处理合格后,应对待修复区域的管道内壁用干燥的毛刷刷干,并应涂刷与密封橡胶材料匹配的无毒润滑膏。安装前接头初步处理如图所示。2)橡胶密封带应安装在指定修复位置。密封带就位后,应将不锈钢胀环安装在密封带两端的凹槽中。安装接头与安装紧固环如图所示。
安装前接头初步处理
安装接头与安装紧固环3)不锈钢胀环就位后,应采用扩环器对不锈钢胀环加压到预定压力。加压速度不宜过快,且不得对不锈钢胀环造成损坏。4)扩环器加压到预定压力后,应至少维持2min。5)维持压力阶段结束时,应将不锈钢楔垫片安装于扩张后的不锈钢胀环端部所暴露的间隙中。楔垫片的尺寸与固定带端部同隙应过盈配合。楔垫片装配时应先使边缘就位,并应在不锈钢胀环的挤压下锁紧,楔子半径应与管径相匹配。应在楔垫片就位后,方可泄压。10.5非开挖修复预处理为了保证施工及人员安全,施工人员下井前需要对管线进行强制通风,在管涵两端井口分别架设送风机和吸风机,保持管涵内部送风通畅。施工人员下井前必须进行气体检测,气体检测人员必须经过专项技术培训,并采用专用空气检测仪。10.6非开挖修复10.6.1检测与评估目的检测、评估的目的主要是为了确定现状给排水管涵的结构性缺陷及功能性缺陷,为实际施工中改造范围的确定提供依据。结构性缺陷(图8-50)指管涵结构本体遭受损伤,影响强度、刚度和使用寿命的缺陷。包括破裂、变形、腐蚀、错口、起伏、脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物穿入、渗漏等。功能性缺陷(图8-51)是指导致管涵过水断面发生变化,影响畅通性能的缺陷。包括沉积、结垢、障碍物、残墙、坝根、树根、浮渣等。10.6.2检测与评估流程管道检测评估应按下列基本程序进行:(1)现场踏勘(2)检测前的准备(3)现场检测(4)现场检测程序应符合规定(5)内业资料整理、缺陷判读、管道评估(6)编写检测报告1.传统检测方法10.6.3排水管涵检测方法直接目测反光镜目测潜水检测量泥杆检测量泥斗检测通沟牛检测传统检测方法量泥斗示意图
通沟牛示意图a)竹片牛b)木桶牛c)铁球2.现代检测方法声呐检测CCTV检测潜望镜检测CCTV检测流程图及具体检测仪器电子潜望镜检测主要用来检查管道是否存在严重淤积、堵塞或变形、坍塌、渗漏、树根侵入等较大结构性问题。但由于设备本身的局限,无法像CCTV检测设备可以进入管道内检测,只能在窖井内管口位置进行摄像。同样存在镜头在水中拍摄失真或不准确的问题,因此进行检测前,要求管道清洗干净,水位尽量降低(不超过管径的1/2)以保证检测的效果。QV检测仪器及检测示意图
声呐检测流程图
声呐检测仪器及结果3.其他检测方法激光检测电法测漏检测闭气试验检测检测方法检测目的与指标适用性直接目测功能性检查,检查井井壁及管口表观概况(1)检查井与管口小范围内的及大口径管道内部功能性、结构性情况。(2)人员进入排水管道内部检查时,管径不得小于0.8m,水深不得大于0.5m,充满度不得大于50%。反光镜目测功能性检查,检查井井壁及管口表观概况管内无水,仅能检查管道顺直和垃圾堆集情况。潜水检测功能性、结构性检查,结构性损坏中的各项指标(1)≥1200mm直径无法断水管道,管内流速不得大于0.5m/s。(2)检查井的功能性、结构性情况调查。量泥杆检测功能性检查,积泥深度用于检查井底或离管口500mm以内管道内软性积泥量测。量泥斗检测功能性检查,积泥深度用于检查井底或离管口500mm以内管道内软性积泥量测。通沟牛检测功能性检查,最大内径(1)多用于管道疏通养护,(2)对管道内部情况多为推测。声呐检测功能性、结构性检查,积泥深度(1)管道内水深应大于300mm,不需断水。(2)声呐轮廓图不应作为结构性缺陷的最终评判依据。扫描电镜检测功能性、结构性检查,裂缝宽度(1)管道结构裂缝检测、强度分析。(2)管内水位不宜大于管径的1/2,管段长度不宜大于50m。(3)适用于管径150~1500mm管道。闭路电视检测功能性、结构性检查、质量控制,结构损坏中的各项指标(1)250mm及以上管道的功能性、结构性状况判断。(2)管道内水位不大于管道直径的1/3。激光检测功能性检查激光检测系统对管道的材质没有要求金属与非金属均可检测,且可对管道变形进行量化分析。电法测漏检测结构性检查电法测漏仪检测要求管内被检测的部分必须充满水,被检测管道材质应为非金属或者包有绝缘材料的金属管道。闭气试验检测功能性、结构性检查、质量控制,渗漏程度管塞与管道接触面需清洁处理并保持干燥,对管道气密性要求较高。
检测方法适用表4.检测方法选择10.6.4排水管涵评估管涵缺陷分级缺陷等级ⅠⅡⅢⅣ结构性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷功能性缺陷程度轻微缺陷中等缺陷严重缺陷重大缺陷缺陷名称缺陷代码定义缺陷等级缺陷描述分值破裂PL管道的外部压力超过自身的承受力致使管子发生破裂。其形式有纵向、环向和复合3种Ⅰ裂痕——当下列一个或多个情况存在时:(1)在管壁上可见细裂痕;(2)在管壁上由细裂缝处冒出少量沉积物;(3)轻度剥落0.5Ⅱ裂口——破裂处已形成明显间隙,但管道的形状未受影响且破裂无脱落2Ⅲ破碎——管壁破裂或脱落处所剩碎片的环向覆盖范围不大于弧长60°5Ⅳ坍塌——当下列一个或多个情况存在时:1)管道材料裂痕、裂口或破碎处边缘环向覆盖范围大于弧长60°;2)管壁材料发生脱落的环向范围大于弧长60°10变形BX管道受外力挤压造成形状变异Ⅰ变形不大于管道直径的5%1Ⅱ变形为管道直径的5%-15%2Ⅲ变形为管道直径的15%-25%5Ⅳ变形大于管道直径的25%10腐蚀FS管道内壁受侵蚀而流失或剥落,出现麻面或露出钢筋Ⅰ轻度腐蚀—表面轻微剥落,管壁出现凹凸面0.5Ⅱ中度腐蚀—表面剥落显露骨料或钢筋2Ⅲ重度腐蚀——粗骨料或钢筋完全显露5错口CK同一接口的两个管口产生横向偏差,未处于管道的正确位置Ⅰ轻度错口——相接的两个管口偏差不大于管壁厚度的1/20.5Ⅱ中度错口——相接的两个管口偏差为管壁厚度的1/2~1之间2Ⅲ重度错口——相接的两个管口偏差为管壁厚度的1~2倍之间5Ⅳ严重错口——相接的两个管口偏差为管壁厚度的2倍以上10起伏QF接口位置偏移,管道竖向位置发生变化,在低洼处形成洼水Ⅰ起伏高/管径≤20%0.5Ⅱ20%<起伏高/管径≤35%2Ⅲ35%<起伏高/管径≤50%5Ⅳ起伏高/管径>50%10脱节TJ两根管道的端部未充分接合或接口脱离Ⅰ轻度脱节—管道端部有少量泥土挤入1Ⅱ中度脱节—脱节距离不大于20mm3Ⅲ重度脱节—脱节距离为20mm~50mm5Ⅳ严重脱节—脱节距离为50mm以上10接口材料脱落TL橡胶圈、沥青、水泥等类似的接口材料进入管道Ⅰ接口材料在管道内水平方向中心线上部可见1Ⅱ接口材料在管道内水平方向中心线下部可见3支管暗接AJ支管未通过检查井直接侧向接入主管Ⅰ支管进入主管内的长度不大于主管直径的10%0.5Ⅱ支管进入主管内的长度在主管直径的10%~20%之间2Ⅲ支管进入主管内的长度大于主管直径的20%5异物穿入CR非管道系统附属设施的物体穿透管壁进入管内Ⅰ异物在管道内且占用过水断面面积不大于10%0.5Ⅱ异物在管道内且占用过水断面面积为10%~30%2Ⅲ异物在管道内且占用过水断面面积大于30%5渗漏SL管外的水流入管道Ⅰ滴漏—水持续从缺陷点滴出,沿管壁流动0.5Ⅱ线漏—水持续从缺陷点流出,并脱离管壁流动2Ⅲ涌漏——水从缺陷点涌出,涌漏水面的面积不大于管道断面的1/35Ⅳ喷漏——水从缺陷点大量涌出或喷出,涌漏水面的面积大于管道断面的1/310
管涵结构性缺陷等级划分管涵功能性缺陷等级划分缺陷名称缺陷代码定义缺陷等级缺陷描述分值沉积CJ杂质在管道底部沉淀淤积Ⅰ沉积物厚度为管径的20%~30%0.5Ⅱ沉积物厚度为管径的30%~40%2Ⅲ沉积物厚度为管径的40%~50%5Ⅳ沉积物厚度大于管径的50%10结垢JG管道内壁上的附着物Ⅰ硬质结垢造成的过水断面损失不大于15%;软质结垢造成的过水断面损失在15%~25%之间0.5Ⅱ硬质结垢造成的过水断面损失在15%~5%之间;软质结垢造成的过水断面损失在25%~50%之间2Ⅲ硬质结垢造成的过水断面损失在25%~50%之间;软质结垢造成的过水断面损失在50%~80%之间5Ⅳ硬质结垢造成的过水断面损失大于50%;软质结垢造成的过水断面损失大于80%10障碍物ZW管道内影响过流的阻挡物Ⅰ过水断面损失不大于15%0.1Ⅱ过水断面损失在15%~25%之间2Ⅲ过水断面损失在25%~50%之间5Ⅳ过水断面损失大于50%10残墙坝根CQ管道闭水试验时砌筑的临时砖墙封堵,试验后未拆除或拆除不彻底的遗留物Ⅰ过水断面损失不大于15%1Ⅱ过水断面损失在15%~25%之间3Ⅲ过水断面损失在25%~50%之间5Ⅳ过水断面损失大于50%10树根SG单根树根或是树根群自然生长进管道Ⅰ过水断面损失不大于15%0.5Ⅱ过水断面损失在15%~25%之间2Ⅲ过水断面损失在25%~50%之间5Ⅳ过水断面损失大于50%10浮渣FZ管道内水面上的漂浮物(该缺陷需计入检测记录表,不参与计算)Ⅰ零星的漂浮物,漂浮物占水面面积不大于30%-Ⅱ较多的漂浮物,漂浮物占水面面积为30%~60%-Ⅲ大量的漂浮物,漂浮物占水面面积大于60%-1.结构性状况评估(1)管段损坏状况参数的计算管段损坏状况参数是缺陷分值的计算结果,S是管段各缺陷分值的算术平均值,Smax是管段各缺陷分值中的最高分值。(10-8)Smax=max{Pi}(10-9)n=n1+n2(10-10)式中n——管段的结构性缺陷数量;
n1——纵向净距大于1.5m的缺陷数量;
n2——纵向净距大于1.0m且不大于1.5m的缺陷数量;
Pi1——纵向净距大于1.5m的缺陷分值;按表10-3取值;
Pi2——纵向净距大于1.0m且不大于1.5m的缺陷分值,按表10-3取值;
α——结构性缺陷影响系数,与缺陷间距有关。当缺陷的纵向净距大于1.0m且不大于1.5m时,α=1.1。(2)管段结构性缺陷参数的计算管段结构性缺陷参数F的确定,是比较管段损坏状况参数取大值而得。依据排水管道缺陷的开关效应原理,即一处受阻,全线不通。因此,管段的损坏状况等级取决于该管段中最严重的缺陷。当Smax≥S时,F=Smax当Smax<S时,F=S式中F——管段结构性缺陷参数;
Smax——管段损坏状况参数,管段结构性缺陷中损坏最严重处的分值;
S——管段损坏状况参数,按缺陷点数计算的平均分值。(3)结构性缺陷密度的计算当管段存在结构性缺陷时,结构性缺陷密度应按式8-4计算:
式中SM——管段结构性缺陷密度;
L——管段长度(m);
Li1——纵向净距大于1.5m的结构性缺陷长度(m);
Li2——纵向净距大于1.0m且不大于1.5m的结构性缺陷长度(m)。(4)管段结构性缺陷评估管段结构性缺陷等级的确定应符合下表1的规定。管段结构性缺陷类型评估可按表2确定。表1管段结构性缺陷等级评定对照表等级缺陷参数F损坏状况描述等级缺陷参数FⅠF≤1无或有轻微缺陷,结构状况基本不受影响,但具潜在变坏的可能ⅠF≤1Ⅱ1<F≤3管段缺陷明显超过一级,具有变坏的趋势Ⅱ1<F≤3Ⅲ3<F≤6管段缺陷严重,结构状况受到影响Ⅲ3<F≤6表2管段结构性缺陷类型评估参考表缺陷密度SM
<0.10.1~0.5>0.5管段结构性缺陷类型
局部缺陷部分或整体缺陷整体缺陷(5)管段修复指数的计算RI=0.7×F+0.1×K+0.05×E+0.15×T(8-12)式中RI——管段修复指数;
K——地区重要性参数,可按表8-20的规定确定;
E——管道重要性参数,可按表8-21的规定确定;
T——土质影响参数,可按表8-22的规定确定。表8-20-地区重要性参数K地区类别K值中心商业、附近具有甲类民用建筑工程的区域10交通干道、附近具有乙类民用建筑工程的区域6其他行车道路、附近具有丙类民用建筑工程的区域3所有其他区域或F﹤4时0表10-21管道重要性参数E管径DE值D>1500mm101000mm<D≤1500mm6600mm≤D≤1000mm3D<600mm或F<40表10-22土质影响参数T土质一般土层或F=0粉砂层湿陷性黄土膨胀土淤泥类土红粘土Ⅳ级Ⅲ级Ⅰ,Ⅱ级强中弱淤泥淤泥质土T值010108610861088表10-23管段修复等级划分等级修复指数RI修复建议及说明ⅠRI≤1结构条件基本完好,不修复Ⅱ1<RI≤4结构在短期内不会发生破坏现象,但应做修复计划Ⅲ4<RI≤7结构在短期内可能会发生破坏,应尽快修复ⅣRI>7结构已经发生或即将发生破坏,应立即修复2.功能性状况评估表10-24管段功能性缺陷等级评定对照表等级缺陷参数G损坏状况描述ⅠG≤1无或有轻微影响,管道运行基本不受影响Ⅱ1<G≤3管道过流有一定的受阻,运行受影响不大Ⅲ3<G≤6管道过流受阻比较严重,运行受到明显影响ⅣG>6管道过流受阻很严重,即将或已经导致运行瘫痪表10-25管段功能性缺陷类型评估参考表缺陷密度YM<0.10.1~0.5>0.5管段功能性缺陷类型局部缺陷部分或整体缺陷整体缺陷10.6.5开挖与非开挖修复方式的选择序号缺陷类别修复措施Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级1功能性缺陷沉积(CJ)结垢(JG)、障碍物(ZW)、残墙坝根非开挖修复2结构性缺陷变形(BX)雨水不修复;污水非开挖修复优先采用开挖修复3腐蚀(FS)雨水不修复;污水非开挖修复非开挖修复4起伏〔QF)雨水不修复;污水非开挖修复优先采用开挖修复5支管暗接(A)开挖或非开挖修复(优先采用开挖修复,下阶段根据探测资料明确穿入管线的类型细化设计,若是同属性管涵,则清除影响主管涵断面的部分,再对接入端四周进行化学注浆土体固化;若是不同属性管涵,则需相关权属部门进行管线迁改戌雨污混错接改造)6异物穿入(CR)开挖或非开挖修复〔优先采用开挖修复,下阶段根据探测资料明确穿入的类型细化设计,若是同属性管涵,则根据区域系统确定管涵能否断开接入主管汤;若是不同属性管涵,则需相关权属部门进行管线迁改;若是其他可清除异物,则直接清除再局部修复)7错口(CK)非开挖修复优先采用开挖修复8破裂(PL)非开挖修复优先采用开挖修复9渗漏(SL)非开挖修复10脱节〔TJ)非开挖修复11接口材料脱落(TL)非开挖修复10.6.6非开挖修复工艺主要技术紫外光原位固化法水泥基材料喷筑法热塑成型法管涵垫衬法螺旋缠绕法不锈钢快速锁法点状原位固化法化学注浆土体固化1.紫外光原位固化法
将一定厚度的浸渍好光固化树脂的玻璃纤维软管拉入待修的旧管涵中,然后将其充气扩张紧贴原有管涵并使用紫外线加热固化定型,形成一层坚固的”管中管”结构(玻璃钢管),从而使已发生破损的或失去使用功能的地下管涵在原位得到修复。软管拉入捆绑扎头软管充气扩张固化定型卸掉扎头、端口处理施工流程工艺特点设备占地面积小保护环境,节省资源施工时间短内衬管耐久实用2.热塑成型法
在待修管涵的内部,以原管涵为模子,依次采用内衬管预热、内衬管拖入、内衬管蒸汽加热固化、冷却、端口处理等工艺新建一条管涵,从而达到修复的目的。施工流程:衬管拖入→端口插入塞堵→衬管热塑成型→端口处理3.管涵垫衬法
采用垫衬法进行防渗加固处理时,先对管涵内部进行清理,将速格垫预制的内衬垫用机械设备牵引入管涵,然后注水将衬垫撑起。采用高微浆SG100将速格垫与管涵之间空隙填充。高微浆SG100料固化后,速格垫与管涵内壁锚固在一起,形成内衬结构,起到防渗维护作用。施工流程:施工准备→管涵清理→速格垫铺设安装→速格垫固定密封→速格垫内注水支撑→灌浆施工→质量检查。4.螺旋缠绕法
通过放置在检查井内的专用缠绕机,将一条在工厂预制成型的带状聚氯乙烯(PVC)型材通过专用的缠绕机,在原有的管涵内螺旋旋转缠绕成一条固定口径的连续无缝结构性防水新管,并在新管与旧管之间的空隙灌入水泥砂浆。工艺特点:1)强度高,口径大;2)对原管壁的清理要求低;3)可带水作业;4)一次性施工距离长;5)施工迅速;6)施工可以中断,机动灵活;7)施工占地小、安全性好;8)寿命长,专用PVC-U型材,防腐、耐磨,使用寿命达到50年以上;9)过水能力好。5.水泥基材料喷筑法
主要采用离心浇筑方式在管涵内壁形成一个坚固的高性能复合砂浆内衬管;该工艺被广泛应用于铸铁排水管、混凝土排水管、泵站、检查井、污水处理厂等结构的防腐保护,以及各种现役污水管网结构的防腐修复。管涵清理管涵预处理旋喷器就位内衬浇筑6.不锈钢快速锁法小型管涵局部修复专用”快速锁-S”是由冲压加工成型的高品质不锈钢套环、专用锁紧机构和EPDM橡胶圈三部分组成;管涵修复施工时,在管涵机器人的辅助下,将携带”快速锁-S”的专用修补气囊定位到待修复部位,然后充气使气囊膨胀并将快速锁撑开紧贴管涵修复部位,气囊泄气脱开,完成修复过程。大直径管涵局部修复“快速锁-X”由数控加工的高品质不锈钢环片、专用锁紧螺栓和EPDM橡胶圈三部分组成;管涵修复施工时,工人进入待修复管涵部位,将EPDM橡胶圈套在环片外面,采用专用安装工具将环片安装到待修复部位并将橡胶圈与管壁完全压紧,实现对管涵的防渗和增强作用。7.点状原位固化法8.化学注浆土体固化
该法常被作为一种辅助修复方法使用,一般不能独立使用,通常与其他修复方法联合使用。土体注浆技术是较早应用的一种排水管涵堵漏的辅助修复技术,通过对排水管涵周围土体和接口部位、检查井底板和四周井壁注浆,形成隔水帷幕,防止渗漏。固化管涵和检查井周围土体,填充因水土流失造成的空洞,增加地基承载力和变形模量,封堵地下水进入管涵及检查井。(1)适用范围1)修复管涵为雨污排水管涵,管材不限;2)800mm及以上管涵宜用管内向外钻孔注浆法;小于800mm管涵宜用地面向下钻孔注浆法;3)适用于管涵结构性缺陷呈现为错位、脱节、渗漏,且接口错位不大于3cm管涵,要求管涵基础结构基本稳定、管涵线形没明显变化、管涵壁体坚实不酥化;4)适用于管涵接口处在渗漏预兆期或临界状态时预防性修理;5)适用于检查井井壁和拱圈的开裂渗水;6)不适用于管涵基础断裂、管涵破裂、管涵脱节呈倒栽式状、管涵接口严重错位、管涵线形严重变形等结构性损坏的修理;7)不适用于严重沉降、与管涵接口严重错位损坏的检查井。10.6.7非开挖修复工艺选择项目紫外光原位固化法螺旋缠绕法热塑成型法水泥基材料喷筑法管涵垫衬法适用管径200-1500200-2600200-1200300-4000300-2000适用管材所有所有所有铁管、砼管所有修复目的永久永久永久永久永久适用缺陷类型破裂可以可以可以可以可以变形可以可以可以可以可以错口可以可以可以可以可以脱节可以可以可以可以可以渗漏可以可以可以可以可以腐蚀可以可以可以可以可以接口材料脱落可以可以可以可以可以过流能力增加率10~15%-5~5%10~15%0~10%-5~5%交通影响较小一般较小较小大设备只需一台uv固化车即可,占地面积小需要一台缠绕机,和专业材料堆放以及3台缠绕车,占地面积一般只需要一台专业作业车,占地面积小只需要一台专业作业车,占地面积小灌浆机,配料机,焊机,空压机等,速格垫需要现场坪接,占地较大对操作人员的要求操作人员只需经过一定的培训就可以完成整个修复过程,UV设备具有高度自动化、可视化对工人的技术要求较高,操作人员需要经过专门的技术培训操作人员只需经过一定的培训就可以完成整个修复过程对工作人员要求低,在管涵内自动喷涂修复对工人的技术要求较高,操作人员需要经过专门的技术培训施工时间(每段管涵)利用紫外线光进行加热固化,固化时间只需3~5h即可完成,固化完成后管涵可立即投入使用新旧管涵之间需注浆处理,需等待浆体固化,才能正常使用,一般大于12h,没有达到即修即用的程度利用热气进行加热固化,固化时间只需5h即可完成,固化完成后管涵可立即投入使用施工时间约6-8h,满足在市区的工程施工时间安排,对交通影响时间短,修复完12时后可过水施工流程繁琐,施工周期大于24h,需要固化后才能拆除气囊膜,固化时问至少24h材料玻璃纤维内衬软管,采用不饱和聚酯树脂,它的耐热性较高,可达到120℃,且具有较高的拉伸、弯曲、伸缩等强度,弹性模量可达到12000MPa,抗拉强度设计达到95MPa,同时设计轴向无延伸率,完全适合拉入发,以避免造成过度拉伸或破裂。工厂定制非塑性聚氨乙烯(UPVC),与用于生产普通雨污水管涵的聚氧乙烯材料基本相似,但是局限性只是用于大管径,本身没有强度,要注浆填补原管和新成型管的空隙,实用性不强,缠绕完要注浆,注浆固化时间较长改性PVC管材,强度高,弹性模量可到达1600Mpa,抗拉强度40MpaH70砼盾是一种灰浆材料,具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性好等特点;将材料与一定量的水充分拌和后,可形成一种适宜喷涂、浇筑、泵送或仅靠重力即可流入直径不小于6mm孔洞的膏状材料;该灰浆在不依赖特殊养护的条件下可迅速硬化,速格垫和灌浆料组成,但是局限性只是用于大管径,本身没有强度,要注浆填补原管和新成型管的空隙,实用性不强,缠绕完要注浆,注浆固化时间较长过水能力玻璃纤维树脂壁厚只需3~12mm,大大减少了过流面的损失,且材料内壁光滑,可改善过水能力新旧管涵需注浆,过流面损失较大,降低过水能力厚只需4~l2mm,大大减少了过流面的损失,且材料内壁光滑,可改善过水能力与原管涵结合,过水断面减少但粗糙系数减小,可改善过水能力新旧管涵需注浆,过流面损失较大,降低过水能力安全性施工固化过程全自动;可视,可实时观察管涵内的材料固化情况;可控,固化速度,固化温度全过程可控,安全可靠施工过程注意是缠绕前进,施工安全相对可控施工全过程可控,可反复加热成型喷涂浇筑过程全自动;可视,可实时观察管涵内的材料硬化情况;安全可靠速格垫坪接,夹层注浆,需专业操作人员,施工难度大。质量难以控制。材料玻璃纤维内衬软管,采用不饱和聚酯树脂,它的耐热性较高,可达到120℃,且具有较高的拉伸、弯曲、伸缩等强度,弹性模量可达到12000MPa,抗拉强度设计达到95MPa,同时设计轴向无延伸率,完全适合拉入发,以避免造成过度拉伸或破裂。工厂定制非塑性聚氨乙烯(UPVC),与用于生产普通雨污水管涵的聚氧乙烯材料基本相似,但是局限性只是用于大管径,本身没有强度,要注浆填补原管和新成型管的空隙,实用性不强,缠绕完要注浆,注浆固化时间较长改性PVC管材,强度高,弹性模量可到达1600Mpa,抗拉强度40Mpa.H70砼盾是一种灰浆材料,具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性好等特点;将材料与一定量的水充分拌和后,可形成一种适宜喷涂、浇筑、泵送或仅靠重力即可流入直径不小于6mm孔洞的膏状材料;该灰浆在不依赖特殊养护的条件下可迅速硬化。速格垫和灌浆料组成,但是局限性只是用于大管径,本身没有强度,要注浆填补原管和新成型管的空隙,实用性不强,缠绕完要注浆,注浆固化时间较长项目点状原位固化法不锈钢快速锁法水泥基材料喷筑法适用管径300-1000300-2000300-4000适用管材所有所有铁管、砼管修复目的永久永久永久优先适用缺陷类型变形,腐蚀,错口,破裂,接口材料脱落渗漏,脱节,破裂,接口材料脱落破裂,变形,错口,脱节,渗漏,腐蚀,接口材料脱落交通影响较小较小较小设备需要一台小型修复车需要一台小型修复车需要一台小型修复车人员要求操作人员只需经过一定的培训就可以完成整个修复过程,设备具有高度自动化、可视化操作人员要熟悉安装过程,对工人的技术要求较高,操作人员需要经过专门的技术培训对工作人员要求低,在管涵内自动喷涂修复作业时间施工时间短,从树脂混合到完成局部内衬修复仅需3~4小时施工时间短,约1小时就可以完成修复施工时间短,约1小时就可以完成修复,修复完12时后可过水固化时
问树脂材料为环氧树脂基础上的多种混合材料,可在水中常温固化,固化时间1小时工厂预制
材料玻璃纤维、针状毛毡、树脂等一层为紧贴管壁的耐腐蚀特种橡胶,另外一层为不锈钢胀环H70玲盾是一种灰浆材料,具有超高强度、涂抹性好、耐磨及耐腐蚀性好等特点;将材料与一定量的水充分拌和后,可形成一种适宜喷涂、浇筑、泵送或仅靠重力即可流入直径不小于6mm孔洞的膏状材料;该灰浆在不依赖特殊养护的条件下可迅速硬化。过水能力对原管过水能力影响小对原管过水能力影响小对原管过水能力影响小安全性施工固化过程全自动;可视,可实时观察管涵内的材料固化情况;可控,固化速度,固化温度全过程可控,安全可靠特种作业专业人员施工;施工简单,安全可靠喷涂浇筑过程全自动;可视,可实时观察管涵内的材料硬化情况;安全可靠1.非开挖修复管涵质量验收标准2.力学性能检验现场截取样品进行测试
三点弯曲力学性能检测3.闭水试验10.6.8非开挖修复验收标准8.6排水管道混错接点改造8.6.1混错接等级、类型判定混接点混接程度分级标准表混接程度分级评价接入管管径(mm)重度混接(3;级)≥600中度混接(2;级)≥300且<600轻度混接(1;级)<300混接点混接类型判断标准表序号混接类型代码混接调查情况说明1CYM市政雨水管道接入市政污水管道2CWY市政污水管道接入市政雨水管道3CHY市政合流管道接入市政雨水管道4NYW小区(单位)雨水管道接入市政污水管道5NWY小区(单位)污水管道接入市政雨水管道6NHY小区(单位)合流管道接入市政雨水管道7DWY单一排水户(沿街商铺)污水接入市政雨水管道8DYW单一排水户(沿街商铺)雨水接入市政污水管道1.污水混错接入雨水管道改造10.7混错接改造方案适用范围技术路线改造措施市政污水管道接入市政雨水管道、小区(单位)污水管道接入市政雨水管道、单一排水户(沿街商铺)污水接入市政雨水管道拆除或封堵错接管,新建污水管接入市政污水管道(1)拆除或封堵错接的至市政雨水管网现状污水管。(2)新建错接处市政现状污水检查井至下游市政污水管网之间的污水管。污水错接雨水改造示意2.雨水混错接入污水管道改造适用范围技术路线改造措施市政雨水管道接入市政污水管道、小区(单位)雨水管道接入市政污水管道、单一排水户(沿街商铺)雨水接入市政污水管道拆除或封堵错接管,新建雨水管接入市政雨水管道(1)拆除或封堵错接的至市政污水管网现状雨水管。(2)新建错接处市政现状雨水检查井至下游市政雨水管网之间的雨水管。3.合流污水混错接雨水管道改造设计适用范围技术路线改造措施市政合流管道接入市政雨水管道、小区(单位)合流管道接入市政雨水管道。雨污分流改造。(1)复核现状合流管道情况,综合考虑技术经济、管道建设条件、拟接入下游分流管的距离标高建设条件等因素,新建污水管(或雨水管)完成分流改造。(2)将沿线新建雨污水管附近地块的雨污水改接至该新建管道,并封堵或拆除原接入合流管。(3)污水管(或雨水管)建成后,将现状合流排水管改造雨水管(或污水管),就近接入下游分流制管网。10.8排水管涵冲洗与维护10.8.1管涵淤堵的原因施工中清理不净,接口处有砂浆挤入下水道,造成下水道的沉淀和淤积,发生堵塞。建筑垃圾和生活垃圾等进入下水道,卡死管涵而造成堵塞。雨水中大量泥沙随雨水排入雨水管涵,泥沙既有道路路面的,也有绿地中泥土漫流进入的。绿化中一些植物的须根伸入管涵,以及菌类植物在管涵中的生长,久之形成堵塞。10.8.2管涵淤泥清理要求排水系统允许最大积泥深度表设施类别最大积泥深度排水管道管径或渠净高度的1/5检查井有沉泥槽管底以下50mm无沉泥槽管径的1/5雨水口有沉泥槽管底以下50mm无沉泥槽管底以上50mm排水口管底或渠底以上50mm10.8.3管涵清淤工艺射水疏通人工铲挖水力疏通推杆疏通、转杆疏通绞车疏通排水管渠清淤疏通表8-34排水管渠疏通方法及适用范围疏通方法小型管中型管大型管特大型管倒虹管压力管盖饭沟射水疏通√√√-√-√绞车疏通√√√-√-√推杆疏通√------转杆疏通√------水力疏通√√√√√√√人工铲挖、清掏√√√√--√10.8.4管涵清淤工艺流程10.8.5管涵清淤质量标准排水管道及附属设施疏通清掏维护质量标准检查项目检查方法质量要求残余污泥绞车检查第一遍绞车检查,铁牛内厚泥不应超过铁牛直径的1/2;管道长度按40m计,超过或不足40m允许积泥按比例增减。电视检测疏通后积泥深度不应超过管径或渠净高的1/8声呐检测疏通后积泥深度不应超过管径或渠净高的1/8检查井及附属构筑物、排水口目视、花杆和泥量泥斗检查井壁清洁无结垢;井底不应有硬块,不得有积泥工作现场目视检查工作现场污泥、硬块不落地;作业面冲洗干净
10.8.6淤泥处理自然干化法脱水固结一体化淤泥固化真空预压法常用淤泥处理方案比较表序号方案优点缺点1自然干化经济,施工简便占地面积最大,处理周期最长,对环境具有较大影响2脱水固结一体化效率较高,污染小占地面积较小,处理费用较高,电耗最大,处理周期较短3淤泥固化处理效率较高,环保占地面积最小,处理费用最高,处理周期较短4真空预压法经济,技术成熟占地面积较大,处理周期较长
10.7.7管涵污泥最终处置污泥处置方式处理方式优点缺点卫生填埋1、利用填埋厂设施;2、减小了环境污染;1、填埋处理费用较高;2、污泥中资源化成分未有效利用;土地利用1、实现污泥资源化;2、投资运行费较低;1、堆肥占地面积大;2、产品作农肥和园林肥料受季节限制、产品慎进食物链;3、堆肥所需的膨松调理剂来源受限;建材利用1、实现污泥资源化;2、投资运行费用较低;1、对地下
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