翻轉式原位固化技術在市政道路管道修復中的應用

席方超

（鄭州商學院，河南 鄭州 451200）

城市排水系統的核心是道路管道排水，部分城市基礎設施建設速度較慢，導致市政道路管道排水壓力過大，嚴重時會出現管道斷裂、下沉和裂縫等問題，影響排放和調度日常水資源[1]。目前主要根據日常的排水項目及目標進行修復工作，在周期內完成修復處理[2]，修復市政道路管道的方法多為單向，雖然能達到預期的修復處理效果，但是復雜度高，缺乏針對性與穩定性，難以定位需要修復的每個位置，進而影響后續的施工修復結果。此外，單一的修復形式效率較低，修復環節過于復雜，也是導致實踐修復效果不佳的重要原因之一[3]。因此本文提出利用翻轉式原位固化技術對市政道路管道進行修復。翻轉式原位固化技術是將土壤翻轉到空氣中，利用原位固化劑固化當前的有害物質，最終達到修復土壤的目的。將這項技術與市政道路管道修復工作進行融合，一定程度上能擴大實際的施工范圍，逐步構建更靈活、多變的修復處理結構，從多個方向對管道修復位置進行標定，提取異常數據以及信息，保證質量控制穩定，為后續相關技術發展與優化奠定基礎。

1 工程概況

為保證最終測試結果的真實性與可靠性，選用比對的方式對翻轉式原位固化技術在市政道路管道修復中的實際應用效果進行分析與驗證[4]。為改善城市水環境、保護河流、居民飲用水以及市政道路的排水，對某城市政道路排水管網的管道進行覆蓋性修復改造[5]。需要對市政道路附近的老城區165m 排水管道進行CCTV 檢測，利用專業的裝置對管道的內部進行輔助性掃描，分析初始問題，從而明確市政道路管道問題。根據行業標準《城鎮排水管道檢測與評估技術規程》（CJJ 181—2012），設置對應的修復引導目標，將本路段劃分為5 個區域，每個區域需要修復的問題及情況不同，修復形式更靈活。根據上述測定，對管道基礎的病害情況進行分析，見表1。

表1 管道基礎的病害情況分析表

管道基礎的病害分為破裂、腐蝕、滲漏、堵塞和沉積這5 類，根據表1，分析管道基礎的病害情況。相關人員對上述的管道害病進行了基礎性處理?；A性處理主要包括對管道進行清洗，去除管道內部的雜物、沉積物和污垢；修復破損的管道，確保管道結構完整；對管道進行防腐蝕處理，保證管道的日常排水應用，但是這種方式難以保持長久，為保證管道排水的穩定性，還需要對管道的病害位置進行修復。

2 設計市政道路翻轉式原位固化管道修復方法

2.1 管道封堵預處理

通常，城市市政道路的管道排水壓力較大，傳統單一的檢測方式難以在可控時間內測定和采集數據，因此，需要采用管道封堵的方法，對需要修復的管道進行預處理。利用管道CCTV 檢測技術對管道內部進行輔助掃描，通過控制程序及指令對病害的位置進行標定處理，并采集數據信息，待后續使用。對管道進行降水、排放通風氣體，臨時封堵管道的外圍排水口，防止未經處理的污水流入施工區域，結構如圖1所示。

圖1 管道封堵預處理結構圖

根據圖1，對管道封堵預處理結構進行設計與實踐分析，在臨時封堵的情況下，需要采用專用管道封堵氣囊對管道內部進行預處理。為防止在測試過程中流入污水，造成二次污染，需要設置一個臨時的排水管道，便于排水搭接。利用高壓水射流，對市政道路排水管道進行清理，營造基礎測試施工環境，結合翻轉式原位固化技術，對管道進行修復處理。

2.2 翻轉式原位固化內襯處理及CCTV 內部掃描檢測

基于上述的設定處理，結合內測掃描情況，對道路管道內的破損、材料脫落、接口錯位和腐蝕瘤局部等問題進行標記，并進行以下基礎性的修復預處理：1）清理工作區域。清理需要修復或檢測的特定區域的周邊位置，包括附著在管道表面的雜物、沉積物和污泥等物質。2）準備修復材料。根據實際情況，準備合適的修復材料，如環氧樹脂、膠黏劑和水泥漿等。根據不同問題的性質和嚴重程度，選擇適當的修復材料。3）表面處理。去除問題區域表面的腐蝕、清理損壞材料和平整接口等，確保修復的材料能牢固黏附。

對不同問題進行相應的基礎性修復措施。例如，可能需要填補或修復破損的區域，正確連接接口錯位，對腐蝕瘤可能需要進行除銹和修復處理。但是要注意錯位、滲漏和凹陷等問題，填補不能過厚，會影響后續的修復工作。對翻轉式原位進行固化內襯處理[6-7]，對管徑＜10%的缺陷，利用聚合物水泥砂漿填補的方式對管道的內襯進行磨平處理，同時計算管道可控壁厚，如公式（1）所示。

式中：G為管道可控壁厚；h為修復范圍；η為打磨厚度；s為封堵距離；m和n分別為初始修復區域和實測修復區域。結合計算得出管道可控壁厚，根據這個標準，填平錯位問題；盡量采用打磨的方式去除銹蝕、結垢和斷裂等有外露尖銳物體的病害缺陷，確保管壁內部光滑；結合翻轉原位固化技術，對滲漏、缺口等病害點位進行不斷加固和灌漿，堵漏嚴堵，減少施工時的漏水現象。

采用管道CCTV 技術，對此時管道內部進行掃描檢測。檢測修復管道上游的檢查井，使用鋼管作為輔助性的支架承接翻轉平臺。在掃描檢測的過程中，為防止因翻轉水壓過大，導致的軟管拉伸、延長甚至破裂等問題，需要搭建一個高度為5.5m 的承接作業平面，在修復管道末端安裝調節擋板，以此提高整體的工作效率及修復質量。市政道路管道的修復標準并不固定，而是隨著修復施工的需求及標準變化，作出實時調整，提升管道修復的效果，更好地保證施工進度。因此，在管道修復過程中，需要密切關注相關標準和規范的變化，并根據實際情況進行相應的調整和改進，保證修復工作的質量，這個方法對保證施工的可持續性非常重要，也有助于延長管道的使用年限。

2.3 樹脂重復充氣填充及端頭固定

樹脂充氣填充是一種較為常見的管道修復手段，在建筑及施工工程中應用效果較好。臨時封堵管道及CCTV 內部掃描檢測后，需要在管道中增設一個軟管。結合翻轉式原位固化技術，牽引軟管，在安裝的過程中可以將其從沿墊膜引入，速度設置為＜4.5m/min[8]，保證軟管外部完整和可使用。牽引軟管的最大拉力需要保持平衡，縱向拉伸率≤1.5%，完成引入后，使用鋼絲對外圍進行位置加固處理。不同管道設定的軟管有較大差異，因為管道材質不同，所以特性和耐力也不同。直徑較大的管道需要更長或更結實的軟管來承受更大的拉力。而較長的管道需要縱向拉伸率較低的軟管來避免過度伸展和變形。不同的工作環境可能也會對軟管有特殊要求，因此，設置牽引最大拉力及調整輔助參數，見表2。

表2 牽引最大拉力設置及輔助參數調整表

根據表2，結合實際需求，安裝牽引軟管，將軟管的一端固定在道路管道的出口，另一端固定在入口處，采用逆向方式將樹脂填充到管道內，確保填充的缺陷部分與管道內壁表面持平。在管道內襯位置設定端頭，用扎頭布綁扎牢固，安裝充氣裝置，通過調壓閥等壓力設備進行充氣控制，充氣裝置與端頭搭接，形成循環性的協調結構，設定端頭的伸出長度，見表3。

表3 端頭伸出長度設置表

根據表3，設置端頭伸出長度，進行二次樹脂填充。結合翻轉式原位固化技術，檢查井深和兩端可以覆蓋的長度，裁切軟管，填充時保持抽真空狀態。將熱固性樹脂與一定比例的固化劑導入軟管中，填充后，測定此時的孔隙率，孔隙率是填充材料中孔隙空間的百分比，其計算過程如公式（2）所示。

式中：M為管道填充的孔隙率；κ為管道預留空間；R為填充空間；W為伸出距離。

結合上述設定，計算管道填充的孔隙率。當修復管道時，根據具體的需求和規范設定填充材料的空隙標準。這些標準涉及填充材料的密實度、排水性能和穩定性等方面。將孔隙率與預設的填充空隙標準進行比對，如果實際孔隙率低于標準，就表明填充材料過于緊密，影響了排水性能；如果孔隙率高于標準，就可能造成松散不穩定填充，導致管道不能正常運行。如果填充材料的孔隙率不在合理范圍內，就需要調整填充材料的質量、用量或填充方式，使其滿足預設的填充空隙標準。

2.4 加熱固化完成管道修復

對道路管道的內部進行填充后，基本上完成了管道定向修復處理，通過翻轉式原位固化技術，采用加熱固化的方式強化修復效果，驗收完成后結束施工。將樹脂輸送到管道的內部后，靜置一段時間后，待表面定型，通過輸送管道對熱水進行預流動，使用水泵和鍋爐同時接入，對管道內壁進行加固固化處理。

需要注意的是，這個方式需要在靜置后5h 內完成，否則樹脂過硬或者定型后，不僅難以修復和調整，還會引起管道的脆性，提高斷裂的概率。

設置鍋爐的恒定功率為1.5MW，熱水循環導流，經過6h 熱水循環加熱后，管道的內壁處于較為穩定的狀態，缺陷位置也基本成型，不會受到外部因素的影響，當水溫降至85℃時，保持當前的溫度1h，將水排出管道，最終完成管道的修復應用。

3 實例結果分析

根據上述實踐，對選定的市政道路管道進行處理，逐一維護修正選定的5 個區段，結果見表4。

表4 實例分析結果比對表（單位：MPa）

根據表4，分析實例測試結果：選定的5 個市政道路段的彎曲模量均＞3200MPa，說明在翻轉式原位固化技術的輔助與支持下，本文設計的管道修復方法更靈活、多變且自身具有較強的針對性與可靠性，當面對不同的管道缺陷時，可以進一步強化最終的修復效果，擴大修復范圍，使管道排水系統更穩定。

4 結語

以上是對翻轉式原位固化技術在市政道路管道修復中的應用分析，與初始的原位固化技術相比，本文設計的市政道路管道修復結構更靈活、多變，具有較強的針對性與穩定性，在對應的市政道路施工修復工作中，通過翻轉式原位固化技術，標定道路中需要修復的具體位置，分析對應的問題誘因，制定多層級、多目標的管道處理方案，很大程度提高了整體的修復效率及質量，縮短修復處理耗時，在過程中加強成本及修復誤差控制，確保管道修復后達到預期的驗收標準，強化管道對內壁鼓脹、裂紋和褶皺等問題的防護效果，營造更安全的排水環境。