岩土工程师:用套管置换和修复管道的新方法

　　文章导读：在世界上的许多国家，尤其是那些具有最悠久的文明史、最古老的城市及最陈旧的地下基础设施的国家，其地下管道在为城市服务多年后正在开始破裂并失去功效。假如是饮用水管道发生破裂(遗憾的是太多的国家已发生)，由于管子的破裂和渗漏，高达40%的饮用水就可能白白地流掉。而如果是污水管损坏，有害物的外泄则有损公众的健康。当初铺设供水和卫生管道的人们也许并没有预料到城市人口的增长，而且他们也不可能采用当今的材料和技术。这个道理实在太简单了，因此我们也不会为今天发生的问题去责备老的管道系统和设计师们，但是公正要求我们把荣誉授予那些公共卫生的开拓者。这些管道已尽职尽责，但却不能永远使用。

　　一旦管道发生破裂，首先要做的决定是对裂管进行维修还是进行置换。从某种角度看，置换旧管与不断地做临时修补所花的费用相同。管子的使用年限和拟修管子的费用通常是市政当局做出决定的两个重要因素。而维修的费用又取决于几方面的因素，包括一条管道有几处需要维修、管子的埋设深度及管子的直径。假如管道需维修之处有地下水，这当然就会增加维修费用。对于任何一个市政当局来说，最重要的是有人了解并记录下整个上、下水系统的状况，这样有关维修和置换的决议便可根据已经掌握和熟知的全部实情做出。如果维修和置换计划是依据管线当前现状的准确信息做出的，就可节省大量的时间、力气和资金。判断管道的状况有许多简单而完善的方法，闭路电视(CCTV)不会被排除只因为把它用于解决下水道问题听起来太奇特了。闭路电视可以探伤和报告某些最小和最大的管子，而不会对地面的交通或商业带来干扰。

　　破裂和有裂缝的旧管道在铺设置换的新管之前不能拆除;地下有老的给排水管线通过的街道不能被挖开。而用就地固化技术(CIPP)置换管道可使人们的生活继续，几乎不会给人们带来干扰。为了管道的止漏和防腐，在世界范围内己铺设了数百万米的就地固化材料。把现场固化的材料模压在旧管上，新固化的无缝管既防渗入也防渗出。这样管子结构的完整性得以恢复，无接缝这样的潜在泄漏处或象树根这样攻击者的侵入点。新的就地固化管很可能还会提高管内的流量，因为其内壁比老的混凝土管或陶土管更光滑。目前的就地固化管采用的是火焰胶合，因此接合处牢固，并且比首次使用的接缝(绑合的)更具实效。采用就地固化技术修复管道其显著的优点是无需进行大规模的开挖，而这种开挖常常给上下水管道系统之上的道路交通带来干扰，危及建筑物和人们的生活。该技术省时省力，据报道它比以前的方法节省费用30—50%。但是我们必须强调，铺设这种材料的工人必须经过有关设备和技术方面专门的培训。该材料的生产厂商总是坚持说，只有按照准确的操作规程并且留意现场的细节才能产生最好的、最经久耐用的效果。

　　在CIPP技术方面领先世界的Insituform公司列举了适合采用CIPP技术修复管道的典型范例。在美国新奥尔良附近8 公里长的下水道渗漏引发了溢流和对该市的其它问题。Insituform公司将在不开挖下水道经过的住宅区的情况下恢复下水道结构的完整性。在另一座城市该公司将要修复一条大约两公里长的废水管道。这项修复废水处理厂大约两公里大直径管道的工程于去年荣获了亚利桑那州咨询工程师协会授予的优秀工程奖。该方法安装极为简单，Insituform修复过程需要一根管子。利用水压力将管子沿旧管道推进(下压)，然后热水循环并固化新管。管端被切开，通向房屋或其它建筑物的分支管就被打开了。

　　Perma—Main套管管道再建系统包括一种无纺、针状组织、饱和热固性树脂的聚脂毡，插入到旧管道中并且固化，新形成的管道的设计寿命为50年。工人通常从一个入孔到下个入孔将Perma—Main套管插入到旧管内。该技术避免了挖掘，而且铺设速度快。套管被插入就位后就开始膨胀，并紧贴在旧管(正在修复的管道)的内侧。然后通过加热激活热固性树脂，使套管在旧管内固化形成一根新管。如果旧管内有凹凸不平的缺陷，Perma—Main套管内的树脂就会强挤进这些接缝和裂纹中。置换的新管光滑的内表面还有助于水的流动，而其化学特性使地下水无法进入管道。

　　修复管道另一种类似的方法是“滑动衬套”法，该方法是在旧管道中机动插入聚氯乙烯(PVC)衬套。先用高压喷射水清理旧管道，清除管道中的有机物残渣，然后从地井(其尺寸约为6×10m)将新衬套插入。各段衬套之间采用一种不透水密封接头连接，而新管与旧管道之间的环状缝隙用薄涂料填充。当要求采用这样的方法进行管道维修时，常常也需要对入孔进行维修，入孔的维修可采用无溶剂的环氧树脂。所有的管道修复或置换施工最关键的是确保新材料免受腐蚀，采用如今可以买到的环氧树脂、土工合成材料和树脂，新材料的防腐无疑是可以做到的。

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