一、情况介绍
苏州市西环路西园路口污水输水干管Φ1200管道是采用顶管法施工的，当时管道在流砂层施工，顶进至西园路口时受到其它地下管道的影响，顶管机下沉造成管道接口偏转超过了接口允许的范围，“F”型橡胶止水圈失效，使管道建成后即出现局部渗漏。管道在经过一段时间的运行后，在西环路和西园路交叉口W7井周围路面出现了大面积的沉降，沉降面积150m2，管道最大沉降处达1.2m，见下图。
西园路口W7号井沉降后现状图
管道沉降后施工单位立即采取了临时抢救措施，管道渗漏点采用化学注浆法堵漏，管道周围的土体采取了压密注浆加固措施，局部管道接口加装了钢内套环，暂时稳住了管道的继续沉降。但管道的沉降可说是破坏性的，整个管道的流态发生了很大的变化；一定范围内的管道接口情况不明，此段管道处于流砂层，可能造成另一个渗漏隐患点；经过初步注浆修复后管道的过流断面最小处从1200mm，减至870mm。为了从根本上解决上述问题，由建设方、排水处和设计单位共同研究制定了管道整体修复方案。
二、主要修复方式和工艺选择
管道修复方式和工艺的选择需考虑以下因素：管道的结构现状；需满足管道通水能力的要求；施工条件现状与费用因素；修复工艺的可操作性。
1．修复方案的确定：
（1）从沉降的现状，对管道造成的破坏程度来说，最直接的方法是局部重建。由于现场没有重建的管位，道路交通的不允许，所以考虑利用原管道进行修复。
（2）由于管道局部沉降厉害，管道的水流条件发生了很大的改变，严重影响到管道的使用和养护，采用钢套管的修补方案更加剧了这种不利因素。
（3）修复时扩大7号井，将最低点放至井内。这是一个管道最不利点，今后需要人工清理养护。将最低点放至井内，便于养护，才能保证管道畅通。
（4）须采用管道内衬修复技术，增加管道整体强度，防止出现新的流砂点，同时改善水流条件。修复范围为W6至W8 两个井段186米长。
2．工艺选择：
目前可用于大口径管道结构性修复的方法有，翻转法、内套管法、改良式内套管法等。各施工方法的优缺点比较如下：
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工法
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优点
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缺点
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翻转法
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1、 施工速度快，工期短；
2、 可全天候施工；
3、 无接头、表面光滑、流动性好；
4、 可适应非圆形断面和弯曲的管段；
5、 不需要灌浆，过流断面损失小；
6、 适用于各类管道的修复。
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1、 需要特殊的施工设备，投资较大；
2、 对工人的技术要求高；
3、 工程规模小时，成本较高；
4、 每个工程要求定制不同的编织管。
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内套管法
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1、 施工简单，对工人的技术要求低；
2、 施工速度快；
3、 不需要专门的设备，投资少、施工成本低；
4、 可适用大曲率半径的弯管。
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1、 过流断面损失较大，但管径较大时影响较小；
2、 环形间隙要求灌浆；
3、 分支管的连接需开挖进行；
4、 一般适用于圆形断面的管道。
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改良式套管法
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1、 不需要灌浆，施工速度快；
2、 过流断面损失小；
3、 可适应大曲率半径的弯管；
4、 可长距离修复。
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1、 分支管需要开挖施工；
2、 旧管道的结构性破坏会导致施工困难；
3、 只适用于修复直线的圆形管道。
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根据西环路污水管道的修复要求，翻转法是西环路污水管道修复比较好的选择：最大限度的保证过流断面、表面光滑改善水流条件、不开挖保证地面交通不受影响。
翻转法（现场固化法：Cured-in-Place Pipe；CIPP）是在现有的旧管内壁上衬一层热固性物质，通过加热使其固化，形成的新内管紧贴旧管，管道的过流断面损失较小，由于管壁光滑没有接头其流动性能将大大改善。使用这项技术修复的管道寿命可达30-50年。
翻转法的工作原理是：使用带隔水膜的浸透热固性树脂的纤维增强软管作为新管道的成型材料，将旧管道作为新管道的翻转通道和成型模板，采用水压或气压作用于软管并使其向内翻转，结果浸透树脂部分位于隔水膜和母管内壁表面之间，使隔水膜成为新管的内壁，然后采用热水或蒸汽使衬管内的热固性树脂固化，形成一层坚硬的管中管结构，实现地下管道非开挖原位修复更新，旧管道成为新管道的外保护层，新旧管道固结成一体，共同承受水压力和外部荷载。
采用翻转法修复西环路污水管道是苏州地区首次采用的新工艺，DN1200这样大口径的管道修复在国内也不多，所以本项目是一项具有探索意义的工作，对今后苏州市以及国内相关工程实施可以起到示范作用，为以后工程的应用和推广积累了经验。
三、内衬壁厚的设计
由于CIPP管道修复技术引进时间不长，目前国内还没有统一的标准，实际设计施工中仍参考ASTMF1216-98标准(美国材料试验协会的标准)。
内衬设计原则很大程度上取决于旧管道的技术状况和具有的强度。本次修复的管道是局部损坏的重力管道，由于土壤和多余的负载可由原有的管道承载，管道内衬仅用于支撑地下水的静压力，因此采用以下公式进行计算：
P=2KEL/（1-v2）×1/（SDR-1）3×C/N
式中：
P=地下水压力，MPa
K=土壤和与新管道相邻的已存管道的增强因子，一般取7
EL=CIPP管道的长期弹性模量，MPa
v=箔松比，（平均为0.3）
SDR=CIPP管道的标准尺寸比=内衬直径/内衬壁厚
C=椭圆变形因子
N=安全系数
本工程设计使用年限为20年，验算后得到的管道内衬厚度为12mm。
四、修复施工情况
由于本次管道修复口径大、井段之间线路长，因此施工单位采用以自然井段为施工段落，内衬管道分为底层和套层两次翻转的施工方案。管道内衬的现场施工顺序：管道清洗、管道检查、树脂浸渍、翻转、加热固化、冷却、检测。
2005年8月修复工作正式开始，在初期由于施工单位对大口径管道的修复施工经验不足，造成了几次翻转失败和质量不符合标准，经过分析主要原因是内衬的缝合质量和方式存在问题、翻转头扎口和牵引绳存在问题、水压控制不好，造成在翻转过程中出现了破裂现象。根据这些情况施工方采取了有针对性的技术改进措施，顺利地完成了内衬的翻转。
总结整个翻转施工情况，应该说在这样大口径、内衬管壁较厚的情况下采取分层翻转的方式有其可取之处，（一）降低了翻转的施工难度；（二）可以降低一次翻转不成功的风险（第一层翻转不均匀的情况下，通过第二次翻转来弥补第一次翻转时壁厚不够之处）；（三）通过控制第二次内衬材料的缝合尺寸，减少内壁的皱褶，使管壁更光滑。但二次翻转也有其最大的缺点就是整体性差，降低了内衬的刚度和使用寿命，同时施工周期长，增加了施工成本。
五、修复工程综合效益评估
管线修复工程项目的成本包含直接成本、间接成本和社会成本。直接成本是与管线施工直接有关的成本。间接成本是指由于施工影响地面的商业活动和损坏财产而给予的经济补偿。社会成本是指由于工程施工而对地面的交通、环境、生活和商业活动造成的干扰和破坏。为了避免社会成本的浪费，节约国家资源，管道修复工程应具体考察社会成本的大小，以真正提高工程的综合效益。
本次管道修复的位置是新建的西环高架下的一个主要路口，周边有几处著名的旅游景点，交通量比较大，道路路面以下管道众多，管道损坏已经造成了中压煤气管的断裂，因此在这样的条件下考察工程的成本主要应该是看社会成本，虽然这次修复工程的时间也长达两个月，但由于施工临时占用的道路面积只有几十平方米，没有对该地区的交通产生什么影响，地下重要管线保护得较好。管道修复至今运行情况良好，因此采用翻转内衬法修复西环路污水管道是成功的，是值得推广的工艺。汤小燕 （苏州市排水管理处
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