市政给排水管网非开挖检测修复技术分析

市政给排水管网非开挖检测修复技术分析

谭文杰

中国建材检验认证集团湖南有限公司   湖南 长沙   410000

摘要：随着工业化发展，市政工程的污水排放总量越来越高，给内部的给排水管网带来了巨大的压力，急需进行检测修复。传统的市政给排水管网检测修复技术较落后，无法满足目前的需求，因此本文设计了新的市政给排水管网非开挖检测修复技术，并进行实例分析。结果表明，新检测修复技术的综合指标较高，检测修复效果较好，具有较好的应用价值，可以作为市政生态环境建设和水环境保护的应用技术之一。

关键词：市政工程；给排水管网；非开挖检测；修复技术

1剖析市政给排水管网问题

目前，城市化进程较快，城市管网数量也越来越多，相关人员在给排水管网规划布置时，没有深入了解城市现状，导致市政给排水管网布置极不合理。同时，部分建设部门为了节省资金，降低了给排水管网建设标准，存在规划不科学、不合理的问题，造成给排水管网修复困难。

随着城市环境的变化，原有的市政给排水管网修复技术已经无法满足目前的需求，很多城市仍沿用传统的检测修复技术进行修复，检测修复效果不理想。

市政给排水管网老化，管道压力较大，导致陆续出现质量问题，增加了给排水管网修复的压力和难度。

2优化设计非开挖市政给排水管网检测修复技术

2.1腐蚀因素

2.1.1排出管道中的硫循环功能

大量的硫离子会导致排水管内产生硫化氢气体，从而造成排水管内部腐蚀，硫循环示意图如图1所示。

图1排水管内的硫循环

结合图1的循环示意图，可以分析硫的主要来源，并在排水管道内设置相应的生物处理膜，降低排水管内部的腐蚀作用。

2.1.2混凝土压力及酸盐类离子的释放

在排水管工作过程中，受重力流的影响，很容易导致混凝土压力，释放酸性盐，导致排水管腐蚀，还可能产生酸性气体释放作用，导致流态改变。针对这种腐蚀因素，本文设计的技术分析了排水管断面不同位置的腐蚀规律，并结合基础性腐蚀条件完成综合处理，为后续的排水管网综合修复打下基础。

2.2市政给水排水系统的受力分析

混凝土是市政给排水管网最常用的材料，但受混凝土的力学特性影响，给排水管网会出现极限强度问题，因此，需要结合给排水管网的受力特性，分析该结构的基础承载力。首先结合混凝土基体黏聚力可知，在外力作用下，混凝土会出现尖端应力集中效应，导致排水管应力改变，造成排水管破裂，因此，本文设计的给排水管网检测修复技术结合虚拟裂缝模型进行了承载力结构分析，设置了给排水管网的裂缝自由面，裂缝扩展作用影响，可能会出现承载力计算困难问题，此时需要结合裂缝的敏感性，构建应力分布网格，有效地分析承载力与裂缝之间的敏感性关系，得出有效的分析参数。

经过计算发现，给排水管网结构改变过程符合线性变化关系，本文设计的技术采集了管道破裂过程中可能产生的损伤变量，结合应变力软化进行弹性刚度处理，确定给排水管网的位置，提高给排水管网检测的精确性。此时产生的力学损伤参数受变量影响，可能会产生连续性误差，此时可以构建ABAQUS损伤属性模型，结合流动法则构建改进DP屈服面，此时会形成各种不同的软化曲线，可以利用不同的软化曲线设计损伤演化函数，进一步进行市政给排水管网结构承载力评估，确保评估的有效性。

2.3市政给水排水系统非开挖综合修复

结合给排水管网结构承载力和相关的腐蚀因素实施综合修复。首先根据给排水管网腐蚀因素可以划分给排水管网的损伤类型，包括由外部因素引起的表面裂缝，导致管道受力状态超出了承载力范围，从而发生管道破损；其次是由于施工缺陷或雨水外溢造成的顶板局部破损，这两种排水管网破损都可以使用局部结构修复即可。

由于排水管年限较高、耐久性降低导致的顶板保护层腐蚀，一般腐蚀程度较低，仅保护层部位被腐蚀了，因此可以根据具体的腐蚀程度，进行基面处理，或喷涂防腐涂料，完成排水管道修复。由于钢筋腐蚀作用导致的顶板钢筋腐蚀造成的排水管破裂较严重，一般会出现不同程度的塌陷情况，此时管道内部的荷载已经超标，管道运行十分危险，这种类型的损伤需要对管道顶板进行结构补强，保证其恢复正常的受力状态，避免出现管道受力不稳定导致的管道破裂。由管道侧壁钢筋腐蚀导致的管道内壁脱落也较严重，需要恢复原本的受力结构条件，保证管道受力稳定性。由于管道变形产生的管道接头损伤，一般无法使用原始的修复方法进行修复，则需要使用整体外贴修补法结合非开挖方式进行局部修复，最大程度上降低修复成本损耗，提高排水管网的修复有效性。

3案例概况

3.1浅析工程概况与管道故障

为了验证本文设计的市政给排水管网非开挖检测修复技术效果，本文选取了X市政给排水管网工程，进行实例分析。该工程构建于1995年，处于城市的中心区域，城市管道总长约为1500km，管径有几种不同的规格，包括D300、D2400等，日污水处理能力超过了190万t，排水管与若干污水处理厂相连，根据降雨统计资料可知，该工程内部管径＜500mm的约860km，剩余的管径均在500

-1500mm之间，经过长期使用，该工程内部已经形成了多处管道缺陷，检测结果如表1所示。由表1可知，该工程内部的管道缺陷类型共有五种，管道缺陷等级代表缺陷轻重，部分管道破裂情况如图2所示。

表1管道缺陷检测结果                     图2管道破裂概况

3.2管线故障检验结果

由图2可知，经过长期污水压力，该管道已经形成了多处等级不同的严重破损。根据破损基本情况设计了具体的实例分析方案，在管径为300mm、长度为24m段、8m处存在三级渗漏、二级变形，此时的修复指数约为6.23，可以使用2处局部树脂固化处理，在管径为300mm、长度为30m段、24m处存在二级破裂，14m处存在三级破裂，此时优化指数为1.05，可以使用一处局部树脂固化修复，在管径为400mm、长度为40m段、16.5m处存在三级渗漏，16m处存在三级破裂，此时的修复指标为5.1，需要使用内衬整体修复法进行修复，在管径为300mm、长度为14m管道中、2.5m处存在二级脱节，5.5m出存在三级破裂，8.4m处存在大管套小管，此时的修复指数较高，约为7.45，应该使用内衬整体修复结合翻排修复。

3.3新修复技术的使用效应

在上述试验准备基础上，分别使用本文设计的市政给排水管网检测修复技术和传统的市政给排水管网检测修复技术对该区域内不同编号的管道进行修复，如表2所示。

表2两种方法的综合修复指标对比

由表2可知，设计检测修复技术修复后的综合修复指标与标准指标1.0更接近，证明检测修复效果较好，具有有效性，有一定的应用价值。

结语

综上述，随着工业化发展，城市的污水排放量越来越大，给城市给排水管网造成了较大压力，为给排水管网修复带来了一定的挑战。目前我国各城市的市政工程给排水管网都面临着严重的管网检测修复问题，因此急需设计新的市政给排水管网检测修复技术。传统的市政给排水管网检测技术主要通过采集部分管内的压力信息，制定相关的修复方案完成修复，往往需要进行大规模的开挖处理，不仅增加了处理的成本，对市政环境建设也十分不利。非开挖方式可以用最小的开挖量实现市政给排水管网检测修复，降低了维修成本，有利于后续发展。

参考文献：

[1]柏波.非开挖修复技术在城镇排水管网修复中的应用研究[J].中国建筑金属结构,2020,(11):114-115.