HDPE管穿插技術修復排水管線的局限性

寧克遠 (北京海華通管道修復有限公司)

一、我國排水管道的一般特征和修復的目標

　　1、排水管道與修復有關的一般特點
　　（1）早期的排水管道結構強度一般較差
　　（2）管線上有窨井，間隔一般在80米以內
　　（3）窨井口徑一般700毫米
　　（4）管道埋設較壓力管道深得多（-15米）
　　（5）管內表面處理達到干燥程度是較困難的
　　（6）口徑較大，支管較多
　　2、排水管道修復的目標
　　（1）恢復管道的結構強度
　　（2）提高管道的抗滲漏性能
　　（3）提供管道的防腐蝕性能
　　一條管道修復技術的選取，必須結合待修復管道的實際情況來進行分析，對于排水管道來說，在清楚其一般特征和業主的修復的目標的基礎上，首先要確保技術可行，然后考慮經濟效益，綜合確定技術方案。

二、HDPE管穿插修復技術的主要工法

　　1．Sliplining---滑入襯裝法。1995年以前，這種工法在許多舊管道修復中有應用。它是將比舊管道口徑小得多的PE管拉入到原有的舊管道中，所以這種工法會造成輸送能力的大幅降低。1996年我曾有一篇文章專門論述其施工方法，現隨著市政發展，急需大幅度提高管輸能力，所以這種技術已經沒有市場了。
　　2．Swagelining---是采用拉伸、滾輪碾壓等方式將PE管截面積縮小后拉入舊管道，然后再經膨脹復原與舊管貼合在一起。這是目前國際上塑料管穿插技術中爭議最小的工藝。它所采用的是與ASTM標準相適應的PE管，比較常規的PE管安裝只增加了縮徑工序，所以這時就須注意：1）美國專利宣稱超高壓聚乙烯管在破裂前其徑向膨脹系數為 12-15％，出于安全考慮，常取其一半值來確保襯里緊密脹貼時不被脹裂，因此，襯管徑向膨脹，最好不要超過它原來直徑的6％，這樣才能保證內襯工藝的安全性。2）一般，PE管縮徑10％后在足夠長的時間內可自行恢復7％。
　　3．U－liner---將PE管壓制成U型后拉入舊管，最后再經膨脹復原與舊管貼合在一起。壓U型工藝最早起源于英國Insituform公司采用PVC管修復下水道，因為PVC管道材質的柔性。待PE管采用壓U型工藝時，因為它的剛性必須將塑料管的壁厚減下來才能實現。我公司Re-III塑料管穿插技術屬于此類工藝。

三、HDPE管內襯修復排水管線的局限性

　　在排水管道修復中采用HDPE管穿插法最需要關注的問題有兩個：一是材料環剛度性能，二是管道埋設較深，如何利用窨井口進行免開挖施工。
　　 埋地非壓力管已普遍將環剛度作為質量控制的指標，歐洲標準CEN對埋地HDPE排污管環剛度的要求為：
　　 管系列（S）　　　　　　　 環剛度/KPa
　　 16　　　　　　　　　　　　　　 ≥2
　　 12.5　　　　　　　　　　　　　 ≥4
　　 8　　　　　　　　　　　　　　 ≥16
　　 即使舊有排水管道的問題在接口密封,管身質量很好,作為內襯層的HDPE管只需承擔靜水壓力時,也需要達到一定的環剛度值，勢必要開挖一定長度的引溝進行安裝作業，除可以卷在軸架上的小口徑管道外，都無法利用窨井進行免開挖作業。同時，作業坑尺寸對于PE管穿插修復舊管道來說也是質量控制的重要參數，作業坑的長度應根據管道埋深作相應的調整，歐美企業常用的計算公式為：
　　 L＝d×ф
式中：L--操作坑長度
　　 d--埋地深度
　　 ф--塑料管口徑（英寸）
　　 我們參照ISO/TC138的有關規定，PE管的最小曲率半徑為25D，針對排水管道的埋深特點，下表所示作業坑尺寸還應做適當的增加。

表1　　 　　 　 作業坑尺寸

　　當聚乙烯管材進行一定的連續變形時，會發生應力松馳，即會產生微小的分子鏈斷裂造成內傷，各種穿插工藝中加溫、變徑、軋制Ｕ型等工法的使用，對應力松馳起加速作用。所以，作業坑的長度不能簡單地看做施工難易的尺度，它是影響插入后PE管性能的重要影響因素。
　　 上表中數字令人驚訝，而開挖作業坑的結果是什么呢？阻斷交通、環境破壞和沖擊市民生活，侵擾了已經處于穩定平衡的地層結構，特別是因為作業坑開挖很深，對周邊建筑物的損傷更大，所以綜合評價的結果，用HDPE管穿插法修復排水管道基本是不可行的。