| 摘 要 PVC-U双平壁缠绕管具有刚度大、壁厚小、内外壁平滑的特点,很适合对破损的排水管道进行管中管式的修复,新旧管之间灌注水泥浆可使二者结合为一体共同受力。这样的修复方法比开挖修复具有工期短造价低,不破坏其它设施等特点,值得推广。
关键词 非开挖 管中管 PVC-U双平壁缠绕管 注浆
城市污水或雨水管道经多年使用后,由于种种原因会有不同程度的损坏,当混凝土管道强度不能满足要求或因管道破损不能正常排水时,则需要修复或新做。以往大多采用开挖式修复。这样的修复工艺工期长、造价高,而且可能破坏了管道以上及相邻的其它设施,比如绿化、道路、路灯及通信电力设施。有时受到条件制约,不可能进行开挖修复。管中管修复工艺不失为一种较好的选择。在沧州市北大街西侧d800mm混凝土排水管道修复施工中,我们采用了此种修复工艺,即内穿d720mmPVC-U双平壁缠绕管的管中管施工技术,很好地解决了管材的选用、敷设及稳管注浆等一系列技术问题,避免了因管道修复对其它设施的破坏与干扰,既保护了城市环境,又取得了明显的经济效益和社会效益。
1 工程概况
沧州市北大街道路西侧排水管道为d800mm钢筋混凝土合流管道,是沧州大化排放工业污水的主管道,长约680m。沿线有检查井30座,雨水收水口58个,道路形式为三幅路,排水主管道主要位于绿化带下,少部分位于慢车道下。
常年受大化排放污水(碱)的侵蚀,管道底部混凝土及钢筋腐蚀破损严重,大部分段落排水管道只剩上半部分。大化东门北侧由于管道坍塌慢车道上出现了3-4平方米深坑,其它部位也存在不同程度的坍塌,出现了排水不畅、绿化树木死亡,直接影响了城市形象和道路系统的安全,必须对该管道进行彻底修复。
2 管材的选用及接口方法
管中管非开挖修复技术,管材的选用是关键。管材必须满足耐酸碱、抗腐蚀,管壁薄、内径大、排水能力与排水流量相匹配,有足够的强度和耐磨性、柔韧性,管接口必须是平口连接,有一定的抗拉强度,且价格适中以降低工程造价,PVC-U双平壁缠绕管能够满足这些要求。
PVC-U双平壁缠绕管是一种用特定结构的型材缠绕管材,其管径大小可根据需求确定。该产品基材的几何形状为方孔、双壁封闭式结构,大大提高了产品的环刚度,特别是将迷宫式封闭理论应用在基材的结合部位,并施以良好的粘合剂粘结,从而使缠绕管具有良好的抗渗性,承受内压力可达0.4MPa。缠绕结构又使该管材轴线方向形成仿脊椎体结构,当管材因温度变化及地基沉降引起管道伸缩、变形时,能够起到自身补偿作用。
管材的接口306采用树脂玻璃布包敷法,对口后管道两端用钢丝刷打毛,将树脂均匀涂在管道的表面,用在树脂中浸泡听30cm宽的玻璃布拉紧缠绕15层,固化时间掌握在20-30分钟。
管材直径的确定:PVC-U双平壁缠绕管内壁光滑,其摩阻系数n值在0.007至0.01之间,按惯例取n=0.009。混凝土管道内壁粗糙,其值取n=0.014,管中管实施后坡度相同,相应的排水量计算公式为:
根据计算选用Φ720 PVC-U缠绕管,壁厚为20mm,内径为Φ680mm,大于原管道的排泄流量,符合要求。
3 施工工艺
3.1 施工顺序:打开检查井通风-清淤-截流-导流-开挖工作坑-穿管-稳管-封口-注浆-工作坑处理-拆除截流堰-通水。
3.2 施工技术保证措施:
3.2.1 第一阶段:通风、清淤、确定穿管方案
对管道实行强制通风,把有毒有害的气体排出,人工进行彻底清淤。管道的淤积深度约为30cm,淤泥量约为150立方米。将管道中的淤泥及腐蚀掉的混凝土清理干净,查看管道的沉降、错位、平直情况,确定穿管方案。
3.2.2 第二阶段:截流、导流、开挖工作坑
本段有两处过路管道(位于7#、36#位置),把7#过路处检查井南端截住后,通过过路管将水引向道路东侧。如截流段有客水进入时,则用潜水泵导流,使本段内无水进入。施工时在2#、5#、7#、8#、10#、12#、16#、19#、22#、26#、29#处开挖工作坑(井号自南向北顺次排列)。拆除检查井及前后各一节排水管,工作坑长5cm,宽1.5m。
3.2.3 第三阶段:穿管、封口、注浆
使用PVC-U双平壁缠绕管(外径Φ720mm),每节管长5m,将管放入工作坑后,将PVC-U缠绕管推入旧混凝土管中。穿管时用Φ15mm的钢丝绳拴住管道尾部的垫木,在出口检查井用滑轮导向后,用拖拉机牵引至相应位置,管道前端套上薄铁皮制作的端帽,以防止缠绕管在混凝土管中卡住。穿管过程中,若遇到排水管的局部错位时,采取人工纠偏的方法,将管道就位。由于工作坑分别向两侧穿管,将管穿至和检查井内壁平齐,最后一节量好长度,在工作坑外截好再放入工作坑。
封口时将管端新旧管之间的缝隙填塞M10的水泥砂浆,在塞填前抬起管端,尽可能使下部空隙最大。采用人工填塞,塞填深度约为50cm,要求塞填牢固且严密不漏气,并抹压密实。封口时在管道两端分别预留一个排气孔和一个注浆管,(注浆管为Φ50mm塑料管,排气孔为Φ20mm塑料管)排气孔设在最高处。
封口砂浆凝固后,对新旧管间缝隙进行注浆,使PVC-U管与旧混凝土管成为一体。按照试验:粉煤灰与水泥的配比为30:70,稠度14S-18S,要求28天强度不小于10MPa,水泥将采用商品灰浆。水泥浆中加入缓凝减水剂,以延缓凝结,满足注浆施工需要。水泥浆从搅拌车放出后放入储浆容器。容器容积约0.2m立方米,下设支墩,水泥浆注浆的水泥浆压头约1.5m。储浆容器用塑料管和注浆管相连,使水泥浆靠重力流入管缝隙,当注浆饱满后即封堵排气孔和注浆孔。
3.2.4 第四阶段:工作坑处理、拆除截流堰、通水
工作坑处采用PVC-U双平壁恢复。恢复检查井,两侧用素土夯填。最后拆除截流堰、通水。
4 注浆试验及技术分析:
施工现场试验数据如下:
由以上数据可以看出,按照计算用量和实际用量相对照,基本达到管中管缝隙水泥浆饱满。注浆凝固后从管内检查,基本无空鼓。
5 施工体会
5.1 在储浆容器内放置一个过滤器,过滤水泥浆中偶尔出现的碎石。因为尽管拌和站洗盘和搅拌车刷罐,水泥浆中也不能完全保证没有碎石。
5.2 在检查井中管顶以下位置完全抹面,防止在注浆过程中水泥浆从其它位置流出。
5.3 开始试验时在管端的一端留排气孔另端留注浆管,注浆效果不佳。后改为在两端分别留排气孔和塑料注浆管,注浆效果要比单侧注浆好的多。
5.4 井两端管道直顺的情况下,开挖工作坑时,取出3节混凝土管要比拆除检查井好,既省工省料又易使注浆饱满。
5.5 对于每节5m长的PVC-U管施工,开挖的工作坑最好要有6m的工作面,方便施工。
6 结论
采用管中管工艺修复损坏的混凝土管道是可行的,保护了城市绿化、道路、路灯、通讯等系统的完整;同时PVC-U双平壁缠绕管的选用,具备了耐酸碱抗腐蚀、重量轻施工方便、密封性能好不渗漏等优点,虽然管内径减小,因摩阻系数小,流量仍能满足设计要求。
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