1 工程概况

　　在城市截污管网中，相当一部分排水管道建设时间不确切，权属单位不明确，与市政总体排水管道规划存在高程上和功能性上的偏差。同时，早期修建的排水管道由于地表荷载变化，地下水土流失、管道腐蚀以及管道材质劣化，已经进入到老化期，发生了很多结构性缺陷(如破裂、变形、渗漏、起伏等)，不仅严重影响管道运行，甚至在道路下的排水管道破坏又涉及相关道路以及道路安全^[1,2]。因此，急需对这一类管道进行修复，消除城市安全隐患，保证城市“静脉”运行正常。

　　本工程片区内共计163条道路，且周边建筑物密集。需普查的截污管道约为120km，其中部分管道建设时间较早，材质为HDPE波纹管和钢筋混凝土管，管径在200～1 500mm，其中直径800mm以下管道埋深在3m之内，800mm以上管道埋深在3～5m。

　　2 技术路线

　　针对工程范围内管网分布范围广、周边建筑物密集、运行情况复杂等问题，建立全流程管理的技术体系来解决。

　　1)在管道淤积程度、运行状态不明确的情况下，首先开展管道清淤工作，为后续CCTV检测提供必备的工作环境。同时也能够使管道运行更加通畅，提升后期修复施工环境。

　　2)通过CCTV技术对清淤后管道进行检测，必要时配合人工检测。对相关的影像资料进行判读，对管道现状进行分析、评估，有效地查明管道内部情况，对管道运行质量及功能进行评价。

　　3)根据CCTV检测报告，结合现场实际情况，对施工条件、工期安排及经济性等方面予以综合考虑，制定详细的修复施工方案。在做好前期施工准备后，对现场管道予以修复，解决管道的功能性及结构性缺陷。

　　4)工程实施完成后，通过CCTV技术对修复后管道予以复测验收。检查修复质量，确保管道修复合格。

　　3 CCTV检测与分析

　　3.1 管道清淤

　　为确保后续CCTV检测的质量，检测管道内水位及淤积程度不能大于管道直径20%，且厚度<200mm;同时也为提高施工效率，减轻后续修复施工期间的再次清淤工作。CCTV检测前统一对所有管道进行清淤并控制管道内水位。

　　管道清淤可采用高压水射流清洗法、PIG清洗法等技术。当管道直径>800mm，采用以上两种方式均达不到既定效果时，也可采取人工进入管内进行高压水射流清洗。人工进入管道清淤安全管理必须严格实施，进入前用鼓风机进行换气通风，测量井室内氧气的含量，达标后施工人员佩戴安全带、防毒面具及氧气罐等必备设备方能进入。

　　同时施工前应做好现场井位的排查，根据现场实际情况安排是否需要堵水，合理选用气囊堵水及砌筑砖封挡水墙堵水。堵水完成后检查是否漏气并根据运行水量安装导流孔。对检查井内剩余的砖石、部分垃圾等残留物进行人工清理。

　　3.2 CCTV检测

　　以相邻两座检查井之间的管段为单位进行CCTV检测，同时对检查井也进行检查及缺陷判断。检测工作程序包括:收集资料→现场勘察→工作设计→现场检测→资料处理→编制报告。

　　根据CJJ/T 210—2014《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》的要求，应查清原有管道接头错位、管壁压碎、坍塌等缺陷和异常情况，并详细记录其位置和缺陷等级。实际工作中，可根据检测管道渗漏情况合理配置抽水设备，确保检测期间的水位控制在相应要求范围内。对于有障碍物及内壁结垢、淤积或严重腐蚀剥落等影响电视图像效果时，应对管道内部进行再次清淤。

　　3.3 检测结果

　　通过前期调研及摸排最终对该片区内120km的管网进行了检测。根据管道CCTV检测与评估报告，该片区内管道结构性缺陷共计8 287处，功能性缺陷共计3 317处。

　　1)结构性缺陷

　　其中1级缺陷2 038处、2级缺陷3 240处、3级缺陷1 985处、4级缺陷1 024处;所占比例分别为25%,39%,24%,12%,1级、2级缺陷较多。

　　同时，通过对不同结构性缺陷类型的数量及占比分析，可得知破裂、脱节、渗漏、腐蚀较多，具体如表1所示。其中破裂2 160处、变形568处、错口533处、脱节2 088处、渗漏958处、腐蚀850处、胶圈脱落285处、支管暗接294处、管线侵入222处。

　　  

　　表1 不同结构性缺陷类型的数量及占比 

　　 

　　 

　　

　　表1 不同结构性缺陷类型的数量及占比

　　2)功能性缺陷

　　其中1级缺陷1 097处、2级缺陷1 747处、3级缺陷472处;所占比例分别为33%,53%,14%,1级、2级缺陷较多。

　　同时，通过对不同功能性缺陷类型的数量及占比分析，可得知树根、障碍物、沉积和结垢较多，具体如表2所示。其中沉积797处、结垢459处、障碍物842处、树根1 159处、洼水15处、坝头18处、浮渣27处。

　　  

　　表2 不同功能性缺陷类型的数量及占比 

　　 

　　 

　　

　　表2 不同功能性缺陷类型的数量及占比

　　3.4 结果分析

　　3.4.1 结构性缺陷

　　结构性缺陷量大且以破裂、脱节、渗漏、腐蚀等为主，如图1所示。主要原因归结如下。

　　1)该片区内截污管道主要是HDPE波纹管和钢筋混凝土管，施工年代久远、部分施工质量差。部分钢筋混凝土管穿越街道、密集建筑区，采用的顶管施工，承插接口质量差，管道基础不稳。

　　

　　图1 结构性缺陷CCTV检测  

　　 

　　2)顺德地区地质条件不佳，运行多年后会受地面荷载等原因发生不均匀沉降，造成破裂、脱节、渗漏等情况，且随着时间推移而加剧。

　　3)自然或人为破坏，树根及异物刺破管道造成破裂等情况。

　　4)顺德地区小型工业较多，前期存在偷排现象，工业废水对管道腐蚀严重。

　　3.4.2 功能性缺陷

　　功能性缺陷主要为树根、障碍物、沉积和结垢等，如图2所示。主要原因可归结如下。

　　1)顺德地处南方，气候条件适合植物生长，且该地区树木繁多，容易造成树根侵入。

　　2)缺乏管养及人为倾倒垃圾，造成管道内障碍物较多。

　　3)雨污混流、工业废水流入等原因，且日常管养不到位，导致管道沉积及结垢。

　　

　　图2 功能性缺陷CCTV检测  

　　 

　　4 管网修复设计

　　管网的修复设计需要结合其结构性缺陷和功能性缺陷统筹考虑，对同时存在多种缺陷的管道，先进行功能性缺陷的修复，再解决结构性缺陷。由于片区内存在缺陷的管网过多，根据缺陷的严重程度、工期及经济性的考虑，特制定功能性缺陷予以全部消除，结构性缺陷只修复3级和4级的原则。

　　对于存在3处及以上结构性缺陷的管道实施整体修复，3处以下的管道实施局部点状修复。并依据非开挖修复工艺的适用范围及使用条件，选用翻转式原位固化法和垫衬法进行管道整体修复;选用不锈钢发泡卷筒法、不锈钢双胀环法、局部树脂固化法进行管道局部点状修复。

　　本工程采用翻转式原位固化法修复12km，垫衬法修复7km;不锈钢发泡卷筒法修复423处，不锈钢双胀环法修复287处，局部树脂固化法修复906处。

　　4.1 翻转式原位固化法

　　翻转式原位固化法是一种较为传统的管道整体修复方法。该方法采用将树脂材料封装于直径与待修管道内径相同纤维软管中，在水或空气的压力下翻卷，进入并贴紧待修复管道，经热水加温固化后形成具有足够强度的内衬管，其主要特点为翻转衬管、热水固化。本项目根据原有管道的情况及业主要求，采用半结构性衬管。修复后效果如图3所示。

　　

　　图3 翻转式原位固化法修复后效果  

　　 

　　4.2 垫衬法

　　垫衬法对缺陷管道可起到防渗加固作用。该方法将根据修复管径大小预制的速格垫，用机械设备牵引等方式引入管道形成内衬垫，然后通过注水等方式使衬垫撑起与管壁贴合。确保贴合质量后向速格垫与管道之间空隙填充高徽浆SG100待其固化，使速格垫与管道内壁锚固在一起，形成内衬结构，起到防渗围护加固作用。可修复缺陷包括脱节，渗漏，破损，错口等。速格垫应根据现场实际情况提前预制焊接成型，选择合适的尺寸及长度。修复后效果如图4所示。

　　4.3 不锈钢发泡卷筒法

　　不锈钢发泡卷筒法只适用于圆形截面管道，在实施之前需要对渗漏点或破损点实施止水堵漏。该方法将不锈钢发泡卷筒套在专用修补器外面，在最外面的海绵层均匀涂抹发泡胶，利用CCTV设备配合，牵引至需要修复处。对专用修补器加压使其膨胀带动卷筒胀开并与管壁贴合，直至定位卡将卷筒锁住。逐步减压收回修补器，待发泡胶固化后即可实现修复功能。修复后效果如图5所示。

　　

　　图4 垫衬法修复后效果  

　　 

　　

　　图5 不锈钢发泡卷筒修复后效果 

　　 

　　4.4 不锈钢双胀环法

　　不锈钢双胀环法适用于管径较大且缺陷较为集中的局部点状修复。该方法对于较大渗漏点或破损点，应首先通过快速堵水砂浆等堵漏材料对周边土体进行注浆，减少土体流失、加强管周土体稳定、增加管基土体承载力。橡胶带和不锈钢片运入管道，环状橡胶带固定在修复管道上，使不锈钢带压住橡胶带，通过液压千斤顶对不锈钢带进行紧固达到防渗堵漏的作用。橡胶带应耐腐蚀，且紧贴管道面做成齿状以便加强贴合。修复后效果如图6所示。

　　

　　图6 不锈钢双胀环法修复后效果  

　　 

　　4.5 局部树脂固化法

　　该方法将玻璃纤维材料与专用树脂结合，使其浸透。利用CCTV设备配合，使用专用的管道气囊修补器将其送入管道损坏处，修补器加压膨胀使玻璃纤维材料与管壁相贴。同时专用树脂在常温下固化，使固化后的树脂和玻璃纤维布整体作用封堵管道的破损处，固化后收回修补器。玻璃纤维材料应事先按不同管径裁剪，树脂应刮抹均匀。修复后效果如图7所示。

　　

　　图7 局部树脂固化法修复后效果  

　　 

　　4.6 功能性缺陷修复

　　根据CCTV检测结果分析可知功能性缺陷中1级和2级缺陷较多。针对不同类型的缺陷，采取不同的处理方式。

　　当管内存在较大障碍物、沉积物时，宜采用喷身铣头进行切割清除;当障碍物为大型混凝土等物时，可采用带链条的喷身铣头。一般沉积物、结垢可用高压水枪冲洗，必要时配合钢丝绳拉出管道。小型树根和障碍物，小管径可采用专用切割机械切割并清出管外。

　　当管径>800mm且存在障碍物时，在确保安全的前提下，可采用人工配合机械的清理方式。当管径<600mm，且缺陷严重无法采用机械清理时，可局部采用开挖清除。

　　5 结语

　　城市老旧截污管网的普查与修复是一个繁重的工作，涉及空间广、情况复杂、数量多、经费有限等难题，必须在详细调查后系统性规划。同时也需要充分结合现场实际情况选择性修复。本工程在上述指导思想下利用CCTV检测技术开展顺德某片区截污管网的普查，并选用非开挖修复技术修复管道，取得了良好的效果，为顺德后期其他片区的管网普查及修复工作起到借鉴意义。同时对发现的各种缺陷及产生原因进行分析，对后期该地区新增管网的建设质量控制及管网养护起到启示作用。