随着市政管线负荷量的不断增大，早期建设的排水管道变形、开裂等现象时有发生，已无法满足城市雨污水排放的需求。按传统的明挖施工方法，不仅需对大量的土方进行开挖，管道的更换施工成本较高，如遇管道开挖处处于居民住宅、铁路或市政道路下，拆迁或交通阻碍等影响代价将更大。
国内对聚氨酯喷涂法的研究大多处于防腐与防水阶段，大多忽略了聚氨酯材料自身的结构性。聚氨酯材料具有一定的抗张和抗弯强度，属于半结构性材料，可以与管道共同承受来自常规的工作压力和外部荷载。何威等人在聚氨酯喷涂法在排水管道修复中的应力分析与应用中明确阐述了聚氨酯在管道喷涂前后的应力变化情况，刘柯夫等人也提出快速固化聚氨酯喷涂内衬技术在修复给水管道的应用，郭健也开发出一种非开挖管道修复用聚氨酯固化体系。
本文在此基础之上，提出聚氨酯喷涂施工操作工艺及要点，利用聚氨酯提高管道的耐压、耐腐蚀性能的同时，也考虑排水管道修复时聚氨酯材料的结构性，以延长管道的使用寿命，同时免了传统明挖施工所带来的成本较高、破坏道路、影响交通、周期长等诸多问题，有着更好的经济和社会效益。
依托工程为宝能科技城(宝华一期)A-06-02地块施工总承包工程，位于贵州省贵阳市双龙航空港经济区，龙路以东、龙洞堡大道以南、西南环线以北处，本项目建筑主要为商业及办公楼，总用地面积约6万m2，总建筑面积约25万m2。
施工过程中，项目临近的部分市政排水管道，因施工引起的道路路段发生不均匀沉降，致使该路段区域(563m)管道局部出现不同程度的破裂现象，管道管径为1800mm。为保证项目施工进度及成本，经本项目技术管理人员沟通，采用聚氨酯喷涂技术对该段管道进行修复。
采用ANSYS有限元软件对埋地管道结构进行有限元分析，以便更加精确的得出聚氨酯喷涂前后的受力情况。
根据弹性层状理论体系和车辆荷载的作用方式，整体计算模型可采用如图1所示。
收集道路周边管线的类型及分布等资料部署施工，同时，根据工程量大小，配备相应的管理人员及施工工人，对特殊工序要求工人持证上岗。
作业人员明确管道所在位置及所须喷涂的聚氨酯厚度，准备喷涂机、冲击钻、喷枪、扳子等相关机具，并检查机具符合要求，同时，计算水溶性聚氨脂(A组分)、油性聚氨酯(B组分)、水不漏、水泥等材料用量，充分准备施工材料，保证现场顺利实施。
运行时间较为长久的地下管道，通常存在淤泥沉积和污水滞留，且管道通风不畅，地下管道中一般会产生硫化氢、甲烷等有害气体。另外，城市道路地下管线错综复杂，城市燃气管道等气体泄露可能会扩散到排水管道中。若施工人员贸然进入管道会对人身安全构成危害，因此必须对管道通风处理。
工程开工前，首先开启作业井及其上下游的井盖进行自然通风，通风时间约为2h;自然通风后再利用鼓风机进行机械通风。通风完成后，使用气体探测仪探测管道内的有害气体含量，检测合格后施工人员才能进行后续修复工作。
堵水是管道聚氨酯喷涂非开挖修复重要的预处理措施，应避开雨天进行施工，避免出现大面管道堵水情况。排水管道在长期的运行中，会存在大量的污泥、垃圾等沉积物，修复时需要对污泥、垃圾等进行清除。可采用人工清理和机械清淤相结合的方式。当沉积物较少时，主要采用大流量水冲洗，辅以人工清理;当沉积物较多时，采用人工进入管道进行清淤的方法。
采用化学灌浆止水后粘贴防腐材料对管道内漏水点依次进行修补;管道内表面破损部位剔凿清洗干净，钉挂钢丝网并使用快干水泥进行人工修复平整，保证修复处不得出现脱落现象。
根据计算聚氨酯喷涂厚度确定的聚氨酯喷涂量，将聚氨酯A、B两种组分水性聚氨酯与油性聚氨酯分开放入加热器中加热到50℃，预热时间约4小时。材料预热结束后，将聚氨酯A、B两种组分按2.5:1(体积比)的比例均匀混合。
首先试喷涂5～10s，排出聚氨酯组分瓶和喷枪内的空气和杂质。每次正式喷涂前，都需要在施工现场先喷涂一块标准样块，现场喷涂试验结束后，待喷涂成型的材料冷却，由建设单位、监理单位等单位检查验收其喷涂的厚度、色泽和光滑度是否满足要求。
若不满足要求，表明材料的预热时间或喷涂设备所设置的参数不满足设计要求，应进行检查核对，并再次进行喷涂试验直至符合要求。若满足要求，将样块留样备案并对工人进行交底，将喷涂机转移至管道中进行对照喷涂。
喷涂工人采用喷枪对管道内表面进行喷涂，采取快速扫喷方式，间隔时间根据环境温度不同，以表干时间为准，喷涂施工应分层多次完成：第一层为打底喷涂，厚度不宜过厚，每1mm厚腻子喷涂3遍为宜，走枪速度设置为40～60cm/s，然后进行后续分层喷涂，喷涂的最佳压力应设置0.7～0.75MPa，喷涂距离应保持在15～20cm，喷枪应垂直于待喷基底。聚氨酯涂层10s即可形成胶体，30～60min后可恢复使用，4～6h后完全固化。
鉴于本文采用材料为新型材料，目前国内无明确检查标准，检验标准可参考借鉴《树脂浇铸体拉伸性能试验方法》GB/T 2568-1995、《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》GB/T 1768-2006、《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999、《树脂浇注铸体弯曲性能试验方法》GB/T 2570-1995及本工程材料所参考的美国实验与材料协会(ASTM) D7234及D4542。
班组自检→班组互检→班组交接检查→项目部工长检查→项目部专职质检员检查→监理工程师检查。
班组提前两小时申报，同时要说明申报部位和班组检查情况，然后向专业工长报验，合格后向技术质量部专职质检员申报，专职质检员检查合格后申报监理单位，过程中严格执行质量验收一票否决制，不合格部位坚决返工，直至验收合格。
管道喷涂完毕后要进行验收，验收项目主要包括外观、喷涂厚度、粘结强度和喷涂材料的力学性能检查。
喷涂后采用观察法对喷涂管道质量进行评定，检查标准为喷涂材料和管道之间无任何间隙，喷涂材料无脱落和坍塌，材料表面均匀、连续、光滑，无肉眼可以观察到的气泡、水泡，整个喷涂表面未出现任何形式的裂缝。
喷涂厚度的检查方式可分为两种。一种是从喷涂工程上取样检查，利用超声波检测仪检查所取样品的厚度;另外一种是采用预先设置计量钉来校验喷涂的厚度。
聚氨酯喷涂厚度偏差要求为[-0.1, +0.1]范围内。
喷涂材料和原结构体的的粘结可以通过工程上采集样品来检查，鉴于目前国内无相关标准，检验标准可参考借鉴美国实验与材料协会(ASTM) D7234及D4542。
在工程验收方认为须进行力学性能检查，喷涂材料的物理特性可取样由建设单位委托的第三方单位检查，物理特性的取样样本在实际喷涂过程管道中取得。
排水管道的修复施工具有较高的隐蔽性，其过程控制往往比一般地上结构的修复更为复杂，更容易造成质量隐患。如若处理不当，就会产生各种质量事故，可能使得项目工期、成本、质量、安全方面等造成重大损失。
本文所讲述的聚氨酯喷涂在排水管道非开挖修复中的施工方法，可保证排水管道修复质量，避免了传统明挖产生的交通堵塞、扬尘、噪音等现象，为市民的生产生活营造了良好的环境，获得参建单位及政府监察部门的一致好评，可为项目创造良好的社会效益。
本工程中，管道修复长度为563m，管道顶距路面1m。明挖更换管道及聚氨酯喷涂修复进行经济对比如下：
管道材料费：563×850(元/m)=578550元;
考虑两侧放坡1:0.5，管道开挖土方量为：(2.4+5.2) ×2.8×563=11980.64m3;
本项目运距1Km以内土方开挖全费用单价为13元/m3，则需花费：11980.64×13=155748.32元;
保守估计明挖施工花费为：578550+155748.32=734298.32元。
根据本项目要求，聚氨酯喷涂3mm的单价为980元/m，其中含人、机、料、税及安全文明施工等。则所须花费：563×980(元m)=551740元。
相较与明挖法施工，则采用聚氨酯喷涂施工直接产生经济效益：
同时，聚氨酯喷涂管道修复施工，每人每天可喷涂30m，两个人同时作业，10天内即完成本项目的修复施工，且质量有保证。且聚氨酯喷涂施工，避免了破坏路面、阻碍交通、住宅拆迁、施工周期长等问题，间接经济效益明显。
本文所讲述的排水管道喷涂技术结构性修复施工方法，不仅利用了聚氨酯材料的抗张和抗弯，充分发挥了聚氨酯材料的结构性能，同时，也充分利用看聚氨酯材料的防腐与防水性能，发挥了材料环保、便携、高效等特点，具有良好的经济效益及社会效益。
摘要：本文基于聚氨酯材料防水及防腐性能, 详细讲述聚氨酯喷涂法对破损的排水管道修复的施工方法, 充分利用聚氨酯材料的结构性能, 以达到对破损的排水管道进行非开挖修复的目的。
关键词：排水管道,聚氨酯喷涂,结构性修复
[1] 何威, 左树行, 李德强, 安旭.聚氨酯喷涂法在排水管道修复中的应力分析与应用[J/OL].应用力学学报:1-7[2019-01-19].
[2] 刘柯夫, 方炜毅, 沈翔.快速固化聚氨酯喷涂内衬技术在修复给水管道的应用[J].上海水务, 2013, 29 (04) :14-16+7.
[3] 郭健.一种非开挖管道修复用聚氨酯固化-体系的开发研究[J]化工新型材料, 2016, 44 (07) :269-270.
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