经检测发现沿海某城市商业区主干道DN500波纹管排水管道,发生严重“V”字形变形,管道局部破裂,周围泥沙进入管道内部使污水无法有效通过,导致上游污水从检查井外溢。待修复管道处交通繁忙,开挖修复影响大,因此拟采用非开挖修复工艺对其进行修复。现有非开挖修复工艺需依靠原有管道形状形成内衬,而本工程管道变形、塌陷严重,已经基本失去原有形状,因此采用非开挖修复工艺前必须对变形塌陷部位进行预处理。

　　 本工程管道缺陷具有口径小、变形严重的特点。目前市场上的各种管道修复工艺只有裂管法的工艺特点可以适用于该类缺陷的修复,但裂管法在应用过程中需要破坏原有检查井并开挖工作坑,挤压扩孔时所需拉力较大,工作坑需要具有较大的承载反力,且容易造成地面隆起,目前在国内的应用并不是很多。因此如何妥善解决该类型缺陷管道的非开挖修复是当前行业中迫切需要解决的问题。廖宝勇等^[1] 人通过研究实现了大口径HDEP排水管道变形塌陷缺陷的非开挖修复方法,但其要求人员进入管道变形塌陷缺陷部位进行注浆、切割、支撑和内衬加固,不适用于本工程中的小口径管道。针对此类问题,本工程结合水平定向钻进、短管内衬、紫外光固化内衬技术对该类缺陷管道进行修复。

　　 调查现有排水管道周围地下管道埋设情况,选择合适位置摆放水平定向钻机,确保导向孔钻进过程中避开地下管线。施工前,在上下游泵站的配合下,采用气囊堵水,水泵调水至下游管道,确保待修复管道内部无水。

　　 对于地下水位较高、漏水严重的管道,应先通过地面注浆工艺进行堵水,具体措施可参照《上海市城镇排水管道非开挖修复技术实施指南》^[2] ,本工程中管道内部漏水不是很严重,因此没有采用注浆堵水措施。

　　 首先采用水平定向钻机钻导向孔穿过管道变形塌陷部位。如图1所示,管道变形塌陷部位位于1号检查井与2号检查井之间,将水平定向钻机摆放于远离2号检查井的位置,且距离应满足钻杆在1号检查井与2号检查井间处于水平状态,钻杆自3号检查井进入管道,通过钻杆头部的扁平钻头钻穿管道变形塌陷部位至1号检查井。

　　 根据原有管道管材材质,在1号检查井处将扁平钻头更换成塌陷处理钻头。该钻头是在水平定向钻用扩孔钻头基础上进行改进,在其后半部分增加防止土体塌陷的保护罩。在其保护下扩孔钻头通过分动器与后续钢管连接,如图2所示。

　　 通过水平定向钻机回拉钻杆,每回拉1个钢管长度的进程,在1号检查井处连接一段钢短管。每个钢短管两端分别焊接4个螺丝,钢短管间通过4个厚0.6mm的钢片进行连接。通过变形塌陷部位时,塌陷处理钻头将塌陷部位破坏并向外挤压恢复原管道形状,后续钢短管及时支撑,当回拉至2号检查井处时取出塌陷处理钻头,然后回拉钻杆至地面并对导向孔进行填充处理。本工程采用25t水平定向钻机进行导向孔钻进及回拉,在施工中最大回拉力为15t。连续的钢短管在原有管道内部形成初次内衬,增加原有管道结构强度。

　　 采用紫外光固化内衬修复工艺对预处理后的管道进行内衬修复形成二次内衬。紫外光固化工艺形成的二次内衬具有良好的防渗性能及表面过流能力,同时增加了管道整体结构强度,紫外光固化内衬修复后效果如图3所示。

　　 本工程结合水平顶向钻进、短管内衬和紫外光固化技术,对存在变形塌陷缺陷的小口径管道进行了非开挖修复,恢复了原有管道的过水能力,同时使管道结构强度得到加强。在工程验收时进行了闭水试验及内衬材料力学性能检测,验收合格。工程施工中完全采用不开挖的方式进行,工期短,对交通和社会影响小,综合造价相对于开挖更换管道方式具有明显的优势,得到了管理单位的认可,因此该修复法在当地DN800以下同类缺陷管道修复工程中进行了推广应用。

　　 应注意的是,该方法应用前必须查清施工影响范围内各种地下管道的埋设情况,并对其进行评估,是否有进行导向钻孔的位置。此外,对于地下管线复杂,没有导向钻进施工条件的管道,该方法不适用。