短管置换修复技术

1、工艺说明

　　短管置换施工工艺也称裂管工艺，是以待更换的旧管道为导向，采用专用工具或设备在胀破旧管道的同时，原管位将新管道拉入或顶入的非开挖管道更换技术。这种方法对水泥管道可同口径亦可增径，但对波纹管只可缩径，过程包括初始裂化，然后破碎原有管道，并将碎片挤压到周围土层，形成一条新的隧道并同时安装新的替换用管道。短管置换施工工艺是目前管道更新改造中较为切实可行的非开挖施工工艺。

　　在各大城市应用较多，技术比较成熟，安全得到保证。

2、短管置换施工法优点

　　(1)施工过程不需要大面积占路;

　　(2)施工无噪音、不扰民适合城区内施工;

　　(3)不需要开挖沟槽、不产生土方量;

　　(4)旧管道不需拆除外弃;

　　(5)胀管更换完成后原有的排水坡度、标高均不发生改变，仅管径稍有缩小，部分管材可等径或扩径置换;

　　(6)施工完成后管道周围不产生空隙，不需要注浆填充;

　　(7)新管道(高密度聚乙烯PE管)材质性能好,硬度高，耐腐蚀、抗老化性能好，内壁光滑不易堵塞;

　　(8)施工质量有施工及验收规范标准;

　　(9)利用现有检查井作为工作井，节省投资，减少资源浪费。

3、主要工艺流程说明

　　(1)邻近管线调查

　　管线调查是确保其他管线不被破坏，保障工程顺利进行的重要前期准备工作。拟派经验丰富的技术人员进行现场管线调查，将需要改造管道临近的所有井盖逐一打开查看并做好记录。必要时可采用专业的管线仪探测临近管线的位置、走向与深度并做好记录。分析调查的结果是否对本次胀管施工的工艺发生影响，如有则需再次进行调查及理论论证，并提前采取相关措施防护(以保证不破坏其他管线为前提)。

　　(2)管道气体检测

　　下井作业前为防止有毒气体，比如硫化氢、甲烷、一氧化碳等对人身造成伤害，必须进行气体检测，首先，打开管道上下游井盖进行通风，然后用气体检测仪器对井内的气体进行检测，确保无有毒气体后方可进行下井封堵。

　　(3)管道气囊封堵

　　施工作业前需对管道进行降水，采用气囊封堵的方式。封堵前将工程圆形管道封堵器充气装置的配件进行组合，做漏气检查。用打气泵向气囊充气，气压不可以超过0.15mpa，检查气囊是否漏气。

　　打开井盖，将气囊从管道口慢慢向所需位置放置，然后向管道封堵气囊中充气，充至适宜的压力为好(一般情况下是0.25mpa)。请注意，管道封堵气囊要避免放在立管管件接头处，原因：①该处内壁有接缝，影响堵水严密性。②以免管道封堵器向一侧膨胀，气压打不上去，如果此时继续向里充气，管道封堵器会被打破。③对于市政排水管，要求清砂干净，内壁平整，不允许有毛刺，否则会影响堵水密封性，甚至刺破气囊。

　　各种规格的管道封堵气囊必须在相应的管道内使用，不能以小代大，也不可以以大代小。为了防止气囊与胶管脱开，在气囊和胶管接口处应用铁丝扎紧或用其他方式绑紧。在用打气泵给气囊充气要完成时，把打气泵的气量要关小一点，不可继续大量充气，以防气囊爆破，引起事故。

　　在工程作业时，要时刻关注气囊的压力值，如果气囊压力值在很慢的下降，大可不必停止作业，继续用打气泵给气囊补气直至标准气压，等充气完成后再检查气囊或者是配件哪里漏气。

　　(4)污水导流

　　污水导流是管道清洗、清淤及管道置换的准备工作，因管道清淤及置换等施工工艺的实施需在管道内无明水排放的前提下进行，因此施工之前必须在上游井段进行封堵做污水导流，以达到后续工作的顺利进行。

　　做导流之前应由专业人员进入检查井将上游井管口利用胶皮气囊打好管堵，必要时封抹水泥砂浆堵缝，其封堵后的渗漏水量应符合该工艺的作业要求。

　　根据现场管线内流体的流量及流体内的杂质的含量，确定导流泵与管材的类型、规格。在上游井内设置管堵与导流泵及足够的排水管路，导流管长度为施工长度+20米后的2倍。接好电源，启动污水泵，观察抽水情况直至抽水稳定、正常。

　　污水导流至下游管道或临近的其他独立排水系统管道内，导流作业每天三班制进行，并派专人进行看管、维护。

　　(3)管道、检查井清淤、冲洗

　　由于现况污水管线使用时间较长，管道内淤积了大量的泥沙及杂物，随着置换管道的进行，大量的泥沙、杂物将严重阻碍回拖管道的进度及质量。因此为保证管道置换的顺利进行需要对管道内进行高压疏通冲洗，将管道内的淤泥杂质稀释后，顺高压水射流方向流向管道下游。淤积在检查井内的垃圾、泥沙等由施工人员下井(做好安全准备措施后进入)掏挖，将垃圾、泥沙掏挖运至垃圾运输车外运消纳。

　　管道清洗、清淤的同时对检查井井壁高压冲洗，达到井壁清洁、除味的效果。管道疏通、清淤，井壁冲洗的辅助作用：充分的搅动了管道的淤泥、垃圾，有害气体大量释放，是有害气体检测结果更加准确、可靠 ‚井壁的冲洗，达到了除污、除味的效果，以方便的施工人员的下井。

　　(4)胀管法管道置换施工

　　本次施工的胀管法也称静压碎管置换管道施工方法，简单描述为利用静音液压机牵引拉杆及碎管头(胀帽)将原有旧管道胀碎挤入管体周围土层，同时将新管道(高密度聚乙烯PE管)逐段通过油压千斤顶同步将管道送入新成孔道内，已达到完成更换新管道的目的。

　　(5)井底剔凿、拆除,暗挖

　　非开挖液压管道置换是利用两端的检查井作为工作空间，因此为了满足液压置换管道的施工工艺要求，需将两端的检查井井底进行破碎、剔凿、暗挖及加固，使井底达到的工艺要求，即要求满足：①设备安装井井底向下剔除20-30cm(视井底情况使其满足架设液压机后与原管道底处于同一标高为宜)，井底管口(出管管口)周围的井壁剔凿出D400的预留洞，目的能够使胀帽顺利拉出而不破坏井体;管口周围尽量剔凿出一个0.6m*0.8m的立面便于液压机后背制作。

　　(6)后背制作、设备就位、牵引杆顶进

　　液压机(置换机)的活动后背由长0.8米、截面为200×200mm的4-6根枕木立放而成，调整枕木使立面近似处于同一平面，紧贴枕木支护木板及钢板(受力面)，注意垂直度。将置换机采用倒链缓慢放入井内，注意方向，用液压机顺沿现有水泥管道底由机械安装工作井内顶进牵引杆直至下管井内。拉杆机顶进牵引杆的放置方向与碎管时可以不一致，但牵引杆及拉杆的丝扣连接必须上紧到位，否则严禁开机回拉，避免出现脱扣、滑扣现象而造成工期影响。

　　(7)回拖新管碎旧管

　　启动置换机，通过调节流量控制碎管的速度，使碎管头向前推进破碎波纹管，同时将与碎管头连接好的PE管向前拉进。根据井内的空间大小，加工好的管节约400mm-600mm/节，适宜井内安装操作。每次回拉PE管尾部至管口破碎处停止回拉，开始下一节管道的连接。PE管的续接工作，采用插口连接的方法，目前插口管道连接工艺已很成熟，接口部位是提前加工的好的插口槽，强力接口挤紧后，不会发生渗漏问题。插口管道连接完成后，重新启动拉杆机，重复前述工作直至碎管头进入机械安装井。

　　(8)管头处理、设备拆除

　　当新管管道回拉至机械安装井时，保证新做的PE管进入检查井内1-3公分。达到拆除条件后采用倒链将液压机缓慢提升至井外，然后依次拆除碎管头、连接杆，及后背支撑设施。

　　(9)检查井恢复

　　按原井的结构形式，恢复剔凿过的检查井井底及井壁，砌筑流水槽，粉刷抹灰。底层灰一道10mm，面层灰一道8mm。

　　(10)工程施工结束后，及时上报甲方或监理方(如有)进行施工质量检查、验收。

4、施工的质量控制

　　(1)对管材进行严格挑选，确保不易变形、腐蚀、良好耐久性的PE管，这种材质管常用于给水管、燃气管。

　　(2)对于管道接口的防水处理：在管道的一端内部用数控机床加工内套环，且带台面，在管道的另一端的外侧加工成刻槽，内外台面、刻槽相互配合，留有遇水膨胀止水条，确保管道接头不渗漏。

　　(3)关于新管与井之间的防渗漏问题：

　　新敷设管道比井壁长出50mm，采取以下措施：

　　A、管底部溜槽用细石混凝土重新浇筑密实，溜槽高度为管径的1/2，这样充分填实管道与井之间的空隙

　　B、1/2管径上部用抗裂砂浆分层抹实，形成突出原有井壁的台面，防止渗水。

5、技术要求及参数

　　(1)管材一般应选取PE 80或其以上级别的全新的HDPE管道，且应符合GB/T13663-2000中的规定。

　　(2)在同一个更新管段内，应采用相同的HDPE管材，不得使用不同型号或不同生产厂家的管材。

　　(3)新管材应经过仔细检查，不应存在可见的裂缝、孔洞、划伤夹杂物、气泡、变形或其它缺陷。

　　(4)裂管设备规格及适用管径宜按照表进行选择。

6、开挖新建管道与胀管经济比较

　　(1)开挖更换新管方案

　　开挖法即使用挖掘器械开挖沟渠，在管道安装、修复或置换完成后再回填沟槽。

　　适用于人口密度不高、施工场地宽阔、对交通的影响相对不重要的场地。然而在人口

　　稠密的城市建成区，开挖施工对社会及环境造成多方面的不利影响：

　　1)施工占据多幅路面甚至阻断道路，施工工期长，对附近的交通造成极大的影响。

　　2)影响临街的商业活动。

　　3)影响市容环境与附近居民生活。

　　4)其他负面影响，包括开挖施工工人的安全风险相对较大;重铺路面成本较高。

　　(2)非开挖修复方案

　　修复工程的工期短，施工安全。在社会和环境成本方面，非开挖方法具有明显的优越性。事实证明，在繁华市区或管道的埋深较大时，非开挖方法是开挖法的极好替代方法。其特点如下：

　　1) 应用范围广。对原管道材质包容性高，

　　1) 应用范围广。可用于排水管道、给水管道、工业管道;输油、输气、输水管

　　道;还可以用于管道和干管道接头的修复以及人工井修复。

　　2) 非开挖施工不会阻断交通，不破坏绿地、植被，不影响商店、医院、学校以及居民的正常生活和工作秩序。

　　3) 施工简便，工期短。相对于开挖换管、路面恢复，非开挖短管置换成本更低。

7、管道验收

　　保证原材料质量，现场进行见证取样复检，施工过程中做好施工记录，监理、项目管理公司及时跟踪监测，每段施工完毕拍摄CCTV视频影像资料，每条路完工后监理组织参建各方进行综合检查验收。

8、施工总结

　　经多年施工成功案例论证，结合不同施工环境、不同土质、不同原管材不断完善整改，该工艺已十分成熟，得到相关权属单位、建设单位高度认可，其施工便利，零开挖或小范围微开挖，工程造价经济且施工周期短，得以全国大范围推广。