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马保松:非开挖管道修复技术助污水治理提质增效

作者:发布时间:2019-09-04 13:06

导读:城市道路的开挖引起了交通拥堵和地下基础设施的破坏。近年来,管网非开挖修复技术逐渐流行起来,它有效解决了“马路拉链”问题,被很多人比喻成管网微创手术。

8月16日,中国地质大学(武汉)工程学院教授博士生导师,中美联合非开挖工程研究中心主任马保松在“2019上海水业热点论坛”上阐述了非开挖管道修复技术如何助力污水治理提质增效。

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马保松

中美联合非开挖工程研究中心专注于非开挖技术的研发和推广运用,编制了一些相关的非开挖管道建设和修复行业标准。比如,国家标准《非开挖修复用塑料管道 总则》、国家工程建设行业标准CJJ/T 210-2014《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》、国家工程建设行业标准CJJ/T 244-2016《城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程》等。

“黑臭在水里,根源在岸上,关键在排口,核心在管网。”北京市委副书记、北京市市长陈吉宁曾提到,在城市建成区解决黑臭水体的核心是解决管网问题。管网的问题不解决,靠其他方式,就是急功近利,我们不认这个帐。黑臭水体治理,先看管网问题的解决,要把它放在第一位。

“地下管网是城市的生命线,就像一根根蜘蛛网一样,密密麻麻地分布于地下空间。”据统计,2017年,我国的市政排水管网已达到100.3万公里。

地下水大量涌入,管网渗漏,泥沙涌入,检查井严重渗漏。内渗外渗问题、管材不合格是管网存在的严重问题,这导致没有必要处理的水进入管道,需要处理的污水反而没有收集进入污水处理厂。相比国外,中国的管网修复工作量大得多,难度也大,挑战性也大。

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管道非开挖修复技术

现场,马保松介绍了以下五种管道非开挖修复技术。

第一,原位固化法。原位固化法是指采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内,固化后形成管道内衬的修复方法。按照软管进入原有管道的方式不同,可将CIPP分为翻转式和拉入式两种工艺。软管的固化工艺目前包括热水固化法、蒸汽固化法和紫外线固化法。

“这种技术在目前市场上占比份额比较大,原位固化法1971年起源于英国的一个工程师发明的技术。经过几代的发展,现在最先进的技术应该就是紫外光固化的技术,据说在欧洲占到70%到80%的市场。”马保松介绍,这种技术有很多优点,施工队伍从晚上11点进场,到早上6点钟之前,可以做完五十米的管网工程,其他的技术在这么短的时间内是完不成的。这是紫外光技术能够发展,得到大家认可的一个重要原因。

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其中,原有的破损排水管道,在完全非开挖的情况下, 通过新修一条内衬管的工艺, 可以将使用寿命再延长至少50年。这个方法具体到工程验收,要控制四个关键点:内衬尺寸、内衬壁厚、力学指标和管壁密实性。

第二,离心喷筑修复技术。它可以称为3D打印的管道修复技术,这是从美国引进的技术,可以做结构性的离心喷筑,不光可以喷筑管道,也可以控制喷头的前进速度,需要根据实际情况设计壁厚。工艺靠旋转喷头设计离心率,旋转喷头转速可以达到五千到一万转的转速,均匀密实地喷筑在管壁上,本身材料强度比较高,可以达到一百兆帕,后续管道的保护、结构强度都能够满足要求。

离心喷筑修复技术可以进行大断面箱涵修复、老旧隧道修复和混凝土构筑物加固。因喷筑材料强度比较高,所以使用离心喷筑修复技术,可以把管壁做得很薄,可最大限度地保留原有管道的过流断面。

马保松认为离心喷筑修复技术还非常适合用来修检查井。他通过视频为大家展示,原有砖砌的检查井存在大量漏水的情况,用这个办法修完之后,根本不需要处理,可以把表面喷筑得非常平整。既可以流水,又可以对强度和结构进行加固,甚至可以作为一个新的检查井。

第三,热塑成型新技术。该技术可用于供水、排水和燃气管道修复。将PVC管材经过加热以后,制成软管,串入管道中,可以和原有管道完全紧贴在一起,中间一点间隙没有,可以最大限度保留原有管道的断面。

第四,非开挖修复技术。一般大部分的修复都是在原有管道里面新做一个内衬,非开挖修复技术是把原有管道破碎,或者挤压抽出来,原位更换。随着城市的发展,有一些小区管道容量不够,使用这种方式,就可以解决这个问题。

第五,管道局部修复技术。马保松谈到,很多管道存在局部损害、渗漏水的情况,早期加拿大有一些技术,包括不锈钢发泡桶、双胀圈,双胀圈经过三五年以后,材料老化,密封就失效了。最新的技术应该是不锈钢快速锁,它可以快速地成为一个整体,把局部的接口封死,进行密封,是一个非常好的技术。

工程案例

现场,马保松分享了DN800以下、DN800-DN1400、DN1400以上等不同管径范围的管道塌陷治疗方案。

针对管径DN800以下的管道塌陷治疗方案,第一种方案是内胀圈恢复+热塑成型(FIPP)管道内衬修复技术,该技术针对的是受外力挤压造成变形,不完全塌陷的管道,该缺陷一般发生在塑料管材上。热塑成型管材韧性高,更适合用于变形管道的内衬修复。

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第二种方案是胀裂管法管道原位更新技术,该技术针对受外力挤压造成变形大于管径50%或完全塌陷的管道。

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