基础工程防渗与非开挖修复技术的发展20160525
国内管道非开挖修复技术的现状与发展
国内管道非开挖修复技术的现状与发展摘要：本文主要综述了U型HDPE管内衬修复法、原位固化法、内衬不锈钢法、涂敷内衬法等非开挖修复技术在国内管道修复工程中的发展现状，以及简要分析了非开挖修复技术在管道修复中的发展前景。
关键词：管道，非开挖修复，现状，前景1.前言随着我国城市化、工业化不断发展，早期建设的供水、排水、燃气、石油化工管线等在投入运行15~30年后，常因管道裂缝、破损、管接头错位或管内腐蚀等原因造成不同程度的泄漏，轻则导致道路塌陷，交通瘫痪，重则导致污染事故，给居民生活和工业生产带来极大安全隐患。
全面开挖更换新管，工程量巨大，显然不能短时间内全面解决问题，尤其是开挖带来的城市道路破坏，环境的污染，交通的堵塞，巨大的投资，都是社会各方面很难接受的，特别是近年来随着社会经济的发展，地下各类管线密布，地下资源很紧张，许多城市开挖埋新管已无管位。
采取传统修复技术对旧管道进行修复，在漏点多、地下管线复杂等特殊条件下，施工难度较大，很难完全恢复原管道生产效能，无法从根本上解决“跑冒滴漏”等问题。
于是，在上世纪90年代，国内先后引入和开发了一系列非开挖修复技术，为旧管道修复提供了有效途径，并迅速将之推广应用。
非开挖修复技术是利用微开挖或不开挖技术对地下管线进行修复的工程技术，具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优势，特别适用于穿越河流、铁路、公路、建筑物以及闹市区、环境保护区、古迹保护区、农作物和植被保护区等条件下的管道修复[1]。
目前，国内使用的管道非开挖修复技术主要有，U型HDPE管内衬修复法、原位固化法、内衬不锈钢法、涂敷内衬法等。
2.管道非开挖修复技术在国内的现状与发展2.1U型HDPE管内衬修复法U型HDPE管内衬修复法是将HDPE管折叠成U型，缩径后穿入原管道中，然后再用热蒸汽或空气使其恢复圆形，内衬管和原管道紧贴形成复合结构管。
由于内衬HDPE管是无极性高分子有机塑料管，它具有内壁光滑、不易结垢、无毒、不滋生细菌等优点，起到了堵漏、防腐、降阻、提压的作用。
非开挖技术在土木工程中的应用与发展
非开挖技术在土木工程中的应用与发展非开挖技术，在土木工程中的应用与发展随着社会的不断发展和经济的快速增长，土木工程面临的挑战变得越来越多。
土木工程的建设需要对地下管线进行改造和维护，以确保城市的正常运行。
然而，传统的开挖方法不仅损坏了地下设施，还浪费了大量的人力和物力资源。
为了解决这一问题，非开挖技术应运而生，成为了土木工程领域的一项重要技术。
非开挖技术，顾名思义，是指在不破坏地表的情况下对地下设施进行维修和改造的技术。
与传统的开挖方法相比，非开挖技术具有许多优势。
首先，非开挖技术可以减少对地下设施的破坏，避免了可能带来的次生灾害风险，保护了地下设施的完整性和安全性。
其次，非开挖技术可以有效地节约人力和物力资源，减少了施工时间和成本。
再次，非开挖技术对环境的影响较小，可以减少噪音、尘埃和污染物排放，降低了对周围居民的影响。
总之，非开挖技术在土木工程中的应用有着重要的意义。
非开挖技术在土木工程中的应用非常广泛。
其中最常见和重要的应用领域之一就是地下管线的维修和改造。
地下管线是城市正常运行的重要组成部分，涉及到供水、排水、电力、通信等方方面面。
然而，由于地下管线大多埋藏较深，传统的开挖方法会给周围环境和居民带来很大的不便。
而非开挖技术可以通过水平定向钻孔、土壤注浆等方式，对地下管线进行维修和改造，不但减少了对周围环境的影响，还保护了地下管线的安全。
除了地下管线的维修和改造，非开挖技术还可以应用于地铁隧道的施工和维护。
随着城市人口的增加和交通需求的增加，地铁工程在城市建设中占据了越来越重要的地位。
然而，地铁隧道的施工和维护需要大量的人力和物力资源，同时也会给城市居民带来很大的不便。
利用非开挖技术，可以通过盾构机、冻结土壁等方式，实现地铁隧道的施工和维护，减少了对周围环境和居民的影响，提高了施工的效率和质量。
此外，非开挖技术还可以应用于地下空间的开发和利用。
地下空间在城市建设中具有重要的作用，可以扩大城市的空间利用效率，并满足城市发展的需求。
地下管道等基础设施渗漏防治与非开挖修复技术的发展
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二、水灾害防治材料的发展
2、非水反应高聚物材料
环保： 对环境无污染 耐久： 地下工程无紫外线条件下抗老化性能优良 早强： 反应时间数分钟→数秒 适应性强：强度和密度可调；现场有水或无水
基础工程设施防护修复：防渗、堵涌、 填充脱空、顶升沉降
地下空间开发：基坑支护、地下空间结构
堤防、土坝、尾矿坝数量众多，渗漏隐患普遍存在 决堤、溃坝事故多发，造成重大损失和社会影响
1998年洪水长江沿线发生险情 2016年7月1日，武汉市 2008年山西襄汾尾矿坝溃决， 6000余处，其中渗漏、管涌险 新洲区举水河西圩院发 281人遇难 情4000余处，九江干堤溃决 生溃口，口门70多米
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水泥类材料： 常用的材料，抢险抢修时效性差 水反应高聚物：遇水反应、膨胀，常用于堵漏
难以封堵涌水或射流
针对水反应材料应急抢险方面存在的不足 提出基于非水反应材料的防渗加固支护技术理念 ——材料不需要水参与反应
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二、水灾害防治材料的发展
2、非水反应高聚物材料
重点研究发泡非水反应高聚物 发现普通非水反应高聚物：在有水环境下耐久性差
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一、建设工程医院的必要性
我国基础工程设施建设发展迅速，规模巨大 安全运行面临严峻挑战
堤坝大坝：江河湖海堤防27.68万公里，水库9.77万座 隧道地铁：公路隧道1075.67万米，地铁3884公里 道面工程：高速公路13.6万公里,高铁2.5万公里
机场229个 桥 梁：公路桥梁80.53万座 地下管道：供水、排水、供热、燃气四类管线长度超过200
(强度及韧性明显降低，体积收缩)
通过多学科团队联合攻关，改性预聚体亲水组份 研制不受水影响的新型防渗修复材料Βιβλιοθήκη AB发泡高聚物
目前国内各种非开挖修复技术对比分析
目前国内各种非开挖修复技术对比分析1 前言西气东输使天然气大面积置换人工煤气，极大的促进了我国经济的发展，但也给城市的旧管网带来了安全维护上的问题，天然气的进入使原有城市埋地管道中的煤焦油、奈和灰粉从管壁上干燥脱落，造成管道堵塞。
承插口及蚀点泄漏，造成安全隐患，而大面积开挖更新改造是不现实的。
目前世界上主要采用3种方法防止上述漏气现象形成的事故隐患，这三种方法是：安装加湿器、天然气与人工煤气混输，这两种方法主要是保持原管道内的湿度，维持原管道运行环境的稳定性，但不能从根本上解决结垢及管道腐蚀泄漏问题。
第三种方法便是采用非开挖修复技术对老管道进行大面积修复。
因非开挖修复施工速度快、造价低，从根本上解决管道运行安全隐患的同时，还保护了道路环境，深受各地管网管理部门的欢迎。
因非开挖技术种类较多，性能特点也不尽相同，怎么样科学选用非开挖修复技术就成了各地管道维护部门非常关注的问题。
2 埋地管道采用非开挖内衬技术整体修复的社会原因城市人工煤气改输天然气后，全面开挖更换新管，工程量巨大，显然不能短时间内全面解决问题，尤其是开挖带来的城市道路破坏，环境的污染，交通的堵塞，巨大的投资，都是社会各方面很难接受的，特别是近年来随着社会经济的发展，地下各类管线密布，地下资源很紧张，许多城市开挖埋新管已无管位。
于是国外便率先开发出来了一系列的非开挖管中管内衬修复的工艺技术，并在社会上迅速推广应用。
较好的解决了天然气置换后垢层的清理，密封圈及蚀点泄漏问题，消除了不安全隐患，增加了管道的输气量和承压能力，这种技术并且得到了我们国家管理部门的认可，建设部主持编写的燃气管道采用内衬修复技术的相关规范草稿也已经完稿。
目前社会上管中管内衬的相类似的工艺技术有多种，它们的技术特点是什么？需要注意的问题是什么？如何选用？便成为了各级管网管理部门最想了解的问题。
3 目前国内非开挖内衬修复技术现状近年来，国内开始出现的非开挖修复地下管线的管中管技术是在借鉴国外技术的基础上在工程中不断总结提高，使这一非开挖技术逐步走向成熟，并开始被人们广泛接受。
管道非开挖修复技术
排水管道非开挖修复技术意义随着城市建设的飞速发展，排水管道的建设逐年增加，城市地下管网的规模不断扩大。
然而，从排水管道建设和运行调研结果看，除了建国初期开始建设的、使用已达半个世纪以上的管道出现损坏外，一些新建管道也由于局部地质条件较差等原因而出现结构性和功能性损坏现象。
与此同时，在建工程对周边已建排水管道造成影响甚至损坏的情况也时有发生，这些情况严重影响了城市排水的安全运行。
因此，掌握排水管道的运行状况，确保城市排水安全运行，对存在缺陷的管道进行及时修复是十分必要的。
管道非开挖修复技术于20世纪70年代在发达国家兴起，之后逐渐形成产业。
该技术独到技术特征，在保障工程周围管线、构(建)筑物安全，保障交通畅通方面与传统的管道修复技术相比，具有显著的优越性，正日益受到各国的重视。
在美国，建设的排水管道使用30年后，破损严重，地下水的大量渗入，导致排放到污水处理厂的污水量增加20%之多，极大的增加了污水处理成本，对管道修复后，不仅使用年限延长了20年，而且降低了运行成本。
目前我国城市发展已从建设时代逐渐进入维护管理时代，但管道维护与修复往往受到繁忙的城市交通、地下管线、环境保护、古迹维护、农作物和绿化保护、构（建）筑物、高速公路、铁路及河流等各种复杂地理环境因素的影响，不仅导致传统的开挖修复施工维护措施代价高昂，而且对社会效益造成了影响。
因此从经济效益和社会效益的角度考虑，管道非开挖修复技术将更有助于延长城市基础设施的使用寿命，节约基础设施投资，达到节能减排的目的，提高城市建设管理的技术水平。
近期，我国有多个城市相继因暴雨引发严重内涝,除了加强对城市排水系统的建设力度外，更须对现有排水管道加强维护管理，因此，对排水管道非开挖修复技术的归纳总结、推广运用，保障城市排水系统的安全运行具有十分重要的意义。
非开挖修复技术分类排水管道非开挖修复的基本目的是采用少开挖或不开挖地表的修复技术对损坏的排水管道进行局部或整体修复，使其恢复原有功能。
排水管道非开挖修复技术的应用现状及展望 (1)
引言我国大多数城市发展已从建设时代逐渐进入了运行和维护管理时代，且随着城市化进程的加快，我国城市人口迅速增长，用地面积迅速扩张，同时，对城市各类基础设施的要求也越来越多。
尤其是近年来全国重点区域及重点流域对排水污水的处理提出了更高的要求，排水系统的维护与修复显得尤为重要[1]。
我国上海、北京和广州等城市混凝土排水管道铺设较早，其管龄普遍在30～50年。
这些混凝土管道在服役过程中，会受到化学、物理和生物等各种复杂因素的影响，遭受腐蚀破坏，大多已出现渗漏，严重的甚至发生管道变形和不均匀沉降等。
为不影响城市正常排水，应及时对这些混凝土管道采取修复措施。
我国以前在管道修复工作中常用的是传统的开挖修复技术。
所谓开挖修复技术，就是修复管道时，必须开挖管道上路路面，这需要路面停止通车，并利用挖掘设备对管道铺设部位进行挖掘，修复或更换管道后，再行填土和铺设混凝土，修复期长，工作量大，而且对交通运营影响严重。
随着我国城市化的进展，城市地下管线错综复杂，城市道路的负荷越来越严重，排水管道开挖修复面临的困难越来越大，已不适应现代化城市运维的高标准和高要求。
管道非开挖修复技术于20世纪70年代在发达国家初露端倪，在我国也有近20年的探索之路。
该修复技术无需破坏路面或者仅破坏少许路面，利用原有的检查井即可对管道进行修复加固。
该技术整体优势在于修复工程对地面、交通、环境以及周围地下管线等的影响较小，避免了开挖修复技术造成的大面积负面影响[2]。
当前，管道非开挖机器人修复技术已被研发成功，必将颠覆传统的管道开挖修复技术，修复效率大幅提高。
本文对管道非开挖技术的分类、工艺及其优缺点进行论述，并重点介绍非开挖修复技术之一的机器人修复技术。
1 常用管道非开挖修复技术管道非开挖修复技术根据修复的整体性可分为整体修复和局部修复两大类。
1.1 整体修复技术整体修复指对某一段管道进行整体加固和修复。
采用整体修复可以达到防腐、防渗、增加结构强度甚至修旧如新的目的。
非开挖施工技术简介
（排渗孔、降水孔和注浆孔等）、以及降排水、地热 井施工、瓦斯的 排放和煤层气开发等。
非开挖技术的构成分类
工法特点 （缺点）
施工成本较高
管材成本高
由于精度限制， 无法用于污水管 道施工
施工精度较 低
方向控制精度低 、施工震动大， 仅适用于钢管施 工
适用范围
通信管、排污管、煤 气管、自来水管、综 合管道
综合管道、 地铁、隧道
通信管、煤气管 、自来水管
通信管、煤 气管、自来 水管
通信管、煤气管 、自来水管
适用管径 Φ350--Φ4000
, 而且管径和埋深越大时越明显; 部分非开挖施工方法的直接成本甚至 低于开挖法施工。 4.施工时地面无需开槽, 对设备和人员的安全性好。
非开挖技术的发展前景
我国非开挖管线铺设技术的出现,是传统管线施工技术的一 次革命,是城市地下管网建设的新宠。由于人们对生态环境的保 护意识空前提高,而且非开挖技术又已被证明在治理过去的污染 和保护将来的环境中极具价值, 已加入WTO 的中国,随着经济 建设同国际交流的更加广泛,在世界先进水平的引领下,中国的 非开挖技术将日益成熟,迅猛发展,中国非开挖技术的前景将广 阔无限。
非开挖地下管线施工方法大致可以分为四大类： 1. 新管铺设：铺设新的地下管线； 2. 旧管更换：在原位更换旧管线, 提高管道输送能力； 3. 旧管修复：修复现有管线的局部缺陷或改善其输送性能； 4. 相关技术：主要是探测地下原有管网。
非开挖施工技术
• 新管铺设 —— 大口径（直径大于1米，可以进人）
非开挖修复技术盘点——选对方式事半功倍
非开挖修复技术盘点一一选对方式事半功倍随着早期铺设运用的排水管道的老化和损坏，管道非开挖修复同管道更新逐步成为了当前面临的较为突出的问题。
今年全国两会，有政协委员建议，大力推广低碳环保的排水管网非开挖修复技术，降低对环境及交通的影响，有效解决城市道路“开膛破肚”问题。
随着现代化进程不断推进，地下管线日益复杂，道路的负荷越来越重，主干道开挖严重影响交通或排水管线上方存在其他压力或电力、通信、燃气等管线给开挖带来极大的隐患。
而管道如果长期不修复，轻则污染地下水，重则导致道路塌陷，交通瘫痪。
管道非开挖修复是在不影响交通的情况下，采用科学的方法，进行管道修复工作，所占用场所比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响较小。
关于管道非开挖修复技术管道非开挖修夏技术首先兴起于石油、天然气行业，主要用于油、气管道的更新修复，以后逐步应用于给排水管道的翻新改造中，并随着新型管材的应用而被迅速推广。
相比传统的开挖后重新埋管，非开挖修复有着一定的优势：技术优势：(1)一劳永逸解决管道不定时泄漏问题，管道管理安全无隐患；(2)修复成本低，约为新上管道的60%；(3)局部开挖工作坑，减少了掘路量及对公共交通环境的影响；(4)连接方便，施工周期短，无须养护，可即修即投；(5)修复工艺多样，适用范围广。
施工优势：(1)对环境、交通、拥挤的生活区、商业区干扰小；(2)利用待修复管线的路由，无须申请路由，工期短；(3)对待修复管道的过流能力影响不大；(4)施工时暴露面小，提高了安全性。
非开挖管道修复技术的整体优势在于修复的负面影响小，对地面、交通、环境和周围地下管线的影响弱。
在不开挖或少开挖路面的情况下，利用原有管道位置资源，采用相关非开挖管道修复技术对管道进行修复，可延长管道使用寿命，推动非开挖修复技术在地下管道修复领域的应用势在必行。
常用的管道非开挖修复技术经半个多世纪的开发实践，大体上已形成了三大类、十多种工艺技术，即插入套管法(包括原形套管和折叠式套管)、涂层法、软管翻衬法等。
非开挖管道修复技术
非开挖管道修复施工技术在民用给排水方面，20世纪90年代以前埋设的金属管道，大部分未做内防腐，导致管道内壁结垢，个别腐烂穿孔，严重影响供水水质。
全国各大中城市都在相继维修、改造和更换供排水管道，如北京、天津、大连等。
他们的一般作法是：有条件开挖的地区，可敷设新管废除旧管，但投资较大；无条件开挖的地区，可采用管道不开挖修复技术。
如何简化而又经济地维修地下管线，一直是管道工程界努力追求的目标。
应运而生的不开挖翻衬法管道修复技术是目前世界上公认的最为简便和经济的方法，它简化了管道维修的各种限制和麻烦，为业主节省了宝贵的时间和费用，同时强化了原管道的功能。
由于它不需要全面开挖，免除了噪音、尘土、污水等污染，以及交通受阻，破坏环境等的困扰，完全符合现代环保意识的要求。
非开挖施工技术组成部分的管道修复技术，主要包括管道的现状检测、管道的现状评价(包括CCTV检测，管道壁厚和腐蚀状况，以及结构的完整状况)、管道的清理、修复方案的选择、管道修复设计、作业段的设计、作业段的开挖、修复作业工段、修复的质量评价及验收等。
旧管道不开挖修复是指在用管道所处环境无法采用开挖更新、修理或开挖管段很不经济的情况，经综合经济分析而又不应废弃，或为了提高输送量、充分利用管材的腐蚀余量、延长使用寿命而采取的一种在线维修方式。
经半个多世纪的开发实践，大体上已形成了三大类十多种工艺技术，即插入套管法(包括原形套管和折叠式套管)、涂层法、软管翻衬法等。
1.插入套管法：主要是将事先预制好的塑料原形管或折叠式套管，在现场焊接，牵引就位，固定在旧管线上的一种方法。
2.内涂层法：经过长期的实践改进和原材料工业的长足进步，已形成了如水泥砂浆衬里、树脂涂层方法等系列工艺技术。
但也存在有待改进的工序，如表面处理技术、内补口技术和质量检测技术等。
2.1管道内水泥砂浆衬里的修复技术管道内水泥砂浆衬里的修复技术是在线修复技术，是利用喷涂法或挤涂法依次在旧管道内涂覆改良性水泥砂浆，经自然养护，在被修复的管道内形成衬里复合管。
国内管道非开挖修复技术的现状与发展
国内管道非开挖修复技术的现状与发展随着中国城市化的快速发展，城市管道的建设和维修也成为了一个重要的课题。
而传统的开挖式管道维修方式不仅影响市容市貌，也会给城市居民生活带来不便。
为了解决这一问题，近年来，国内管道非开挖修复技术得到了快速发展，以下是本文对这一技术的现状和发展进行分析。
非开挖修复技术的定义非开挖修复技术是指通过使用特殊的设备和工具，可以在不开挖管道的情况下对管道进行维修、更改和重组，从而解决了开挖式修复所带来的诸多问题。
非开挖修复技术的类型目前，国内的非开挖修复技术主要包括以下几种：管道内涂层修复技术这种修复技术是通过使用特殊的涂层技术，将涂层涂抹在管道内侧，从而达到修复管道的效果。
管道套管修复技术该修复技术是在原有的管道外部套一层新的管道，使管道内部得到保护，同时也能够达到更换管道的效果。
管道光纤传感修复技术该技术通过在管道内部安装光纤传感器，可以实时监测管道运行状态，提前预判可能的故障，并进行维修。
管道漏水维修技术该技术是通过在管道损坏部位喷洒特殊材料，快速填补损坏部位，达到管道维修的效果。
非开挖修复技术的优势相比传统的开挖式修复技术，非开挖修复技术具有以下几点优势：不需要大规模的人力和物力投入相比传统的总开挖和重修，非开挖修复技术只需要少量的人力和设备就可以实现。
缩短了维修时间非开挖修复技术所需时间较短，通常可以在数小时内完成，而传统的开挖式维修通常需要数天至数周。
减小了对周围环境的影响传统的开挖式维修所引起的环境污染和场地占用问题，非开挖修复技术可以很好地解决。
经济效益显著总体来看，采用非开挖修复技术的成本较低，可以取得更好的经济效益。
非开挖修复技术的应用现状目前，非开挖修复技术已经广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面：市政工程领域在城市道路、桥梁下方等地，常常有各种类型的管道和线路需要维修，而非开挖修复技术可以通过内部或外部套管的方式，对这些管道或线路进行修复。
工业领域在各种工业生产中，不可避免地需要使用各种管道和线路，而非开挖修复技术可以通过内部或外部套管的方式，对这些管道或线路进行修复。
非开挖管道修复材料发展现状和前景
非开挖管道修复材料发展现状和前景作者：黄文迎来源：《新材料产业》 2016年第3期人类的生存环境也如人体一样，在不断地新陈代谢，天然形成的山川、湖泊、沙漠和海洋等，正在承担着代谢的功能。
而在人类聚集的城镇，为了保障环境和生活的健康有序，各种管道系统维持了水、电、气、油、污、信号等物质和能源的运输。
随着城市建设的快速发展，世界范围的地下管道数量日益增多。
在这些建设于不同时间、日夜运行的管道中，经常发生损坏、积垢、腐蚀等问题导致管道输送能力下降，甚至造成泄露、爆炸、堵塞、地面塌陷、“城市看海”等事件发生，它代表和考验着“城市的良心”。
我国以前在进行管道更换、修复时一直采用开挖的方式越来越不能适应现代城市发展要求。
20世纪70年代在英国、美国及日本等国家应用的非开挖管道修复工程技术，尤其是翻转内衬法，也称原位固化法（Cured inPlace Pipe，CIPP）已在我国推广使用了多年；但是修复用内衬材料、树脂、灌浆材料长期依赖于进口。
如果关键材料的价格昂贵，材料性能不能协同设备、工艺自主开发，我国CIPP技术的推广和发展必然会受到制约。
此外，我国快速工业化和城镇化，带来了大量新铺管道的商机，2013年我国城市化率为53%，到2020年预计达到60%，距发达国家的80%城市化率还有不小的差距和发展空间。
同时，我国城镇既有管线的维护、修复量巨大，如：北京2014年各类管道长约16.7万km，而每年修复更换管道达到800k m，修复中需要使用的树脂材料价值达到6亿元以上。
近年来，国家推出城市综合管廊、智慧城市、海绵城市、“水十条”、“一带一路”等重大基础建设，都拉动了管线的市场。
本文讨论CIPP技术所涉及的主要材料种类、性能和以及可能引入该行业的新材料。
我国市场迫切希望关键材料国产化，国内成熟材料能支撑CIPP技术在国内的大量推广应用，最终实现工艺、设备、材料的相互配合，开发出适合我国高性价比的非开挖技术。
非开挖技术发展趋势讲解
非开挖技术发展趋势讲解非开挖技术是一种利用先进技术和设备，在地下工程施工中不开挖或者最小程度开挖地表的一种施工方式。
由于其具有环保、高效、节能等优点，非开挖技术在近年来得到了广泛应用和发展。
以下将从三个方面讲解非开挖技术的发展趋势。
一、技术创新方面随着科技的不断进步和发展，非开挖技术也得到了快速的发展。
首先，不开挖技术的探测技术不断提升。
通过引入物理探测、无损检测等技术手段，可以实现地下结构物的精准探测和定位，从而减少了开挖对环境的影响。
其次，施工设备的创新也是非开挖技术发展的重要方面。
例如，通过引入光纤放大器、激光器等高精度设备，在进行管道修复、地铁施工等工程时更加精准高效，减少了误差和风险。
此外，机器人技术、无人驾驶技术等的应用也将大大提升非开挖技术的施工效率和安全性。
二、环保意识的提升在当今社会，环境问题日益引起人们的关注，对环保的要求也越来越高。
非开挖技术因其环保、无破坏性的特点而备受瞩目。
非开挖技术的发展趋势在于将环保意识融入其中。
一方面，通过使用环保材料和技术，减少对自然环境的损害。
例如，使用无损检测技术对地下管道进行检测或修复，避免了开挖对土壤和植被的破坏。
另一方面，通过提高施工效率和减少工程周期，降低对环境的影响。
例如，采用盾构技术进行地铁建设，既能保证交通畅通，又能减少噪音和震动对周边居民的影响。
三、应用领域的拓展非开挖技术最初主要应用于地下管道修复与维护领域，随着技术的发展，其应用领域也在不断拓展。
未来，非开挖技术将在更广泛的工程领域中得到应用。
首先，随着城市的不断发展和建设，地下空间利用的需求也越来越大，如地下车库、地下商业空间等。
非开挖技术将在这些领域中发挥重要作用。
其次，能源领域也是非开挖技术的应用方向之一、例如，利用地热资源发电，可以避免地表开挖和矿藏开采对环境的破坏。
再次，随着智能城市的建设，非开挖技术有望在智能化施工、无人化作业等方面发挥更大优势。
总之，非开挖技术作为一种环保、高效、节能的施工方式，具有广阔的应用前景。
非开挖技术及其发展历史
非开挖技术及其发展历史非开挖技术是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、更换或修复地下管道、电缆、电线等公用设施，不影响任何交通和设施运行，做到最小限度地扰民碍市。
年美国采用顶管法成功地实现了非开挖铺设管线的技术突破。
非开挖技术经历年的发展，先后发明了螺旋钻进法和冲击矛法技术。
年美国加洲人率先使用“水平导向钻进法”穿过河流铺设第一条采用此技术的管道，成为创立“水平导向钻进法”的第一人。
由于他经常到全美各地推广此技术。
因此，“水平导向钻进法”成为非开挖施工所普遍采用的施工工艺。
随着非开挖技术的不断成熟，人们又针对不同的管网情况，于年发明了“胀管法”（爆管法），此技术随后也逐步推行开来。
目前，世界非开挖技术和设备已经成熟，针对不同的地质条件和环境可采取不同的施工工艺。
近几年,我国加快了城市建设的步伐，很多大中城市明文规定，新建、扩建、改建的城市道路交付使用后年内、大修的城市道路竣工后年内不得挖掘。
给城市非开挖施工技术的应用提供了广阔的发展空间，于上世纪八十年代我国开始引进小口径顶管施工技术，经过近二十年的发展，小口径顶管技术已有了较大的发展。
随着水平钻机、拉管机、定向钻的出现,小管径非开挖施工的发展，大管径非开挖施工技术也在我国重点工程项目中频频显示其威力。
二、非开挖技术的主要施工方法目前，世界各国主要城市均不再使用传统开挖铺管和换管施工技术，取而代之的是非开挖技术，特别是美国、英国等发达国家均不允许开挖城市路面，完全采取非开挖铺换管道。
非开挖行业为高新技术行业，通常所采用的几项非开挖新技术有水平定向钻进法、爆（裂）管法、微型隧道法、顶管法和螺旋钻进法。
国外运用上述非开挖技术进行城市铺设或更换管道，使用者要向施工工艺发明者（组织）支付一定的专利技术使用费。
同时，对使用者在使用过程中诸如泥浆回收等都有严格的规定。
、水平定向钻进法。
施工长度为M，管径毫M。
主要应用于市政工程、管道设施、下水管道、压力管道等的施工。
我国管道非开挖检测修复设备发展历史文案
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20世纪80年代，我国开始意识到管道非开挖检测修复设备的重要性，国内外一些先进技术得到引进并开始进行试验和改进。
地下基础设施渗漏防治与非开挖修复技术的发展-西安
高聚物在道路结构层间扩散
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二、水灾害防治材料的发展
3、高聚物防渗修复材料扩散机理、劈裂流动模型
高聚物在不同介质中的劈裂、流动、胶结及固化机理
高聚物在管道与土体界面流动、胶结、固化
34
二、水灾害防治材料的发展
3、高聚物防渗修复材料扩散机理、劈裂流动模型
高聚物防渗墙完好
高
混
聚
凝
混物凝土防渗墙开土裂
防
防
渗
渗
墙
墙
理论分析：高聚物防渗墙最大 拉应力约振为动混台凝试土验防渗墙的1/7
40
三、渗漏涌水防治技术
工程应用
(1)黄河堤防基础防渗
在堤防基础构建高聚物柔性 防渗墙，防止跨堤建筑物施 工造成的渗流破坏 （传统方法受场地限制无法 实施）
临河地面高程95.11m
∂ ( ρb) + ∂ ( ρbν x ) + ∂ ( ρbν y ) = 0
∂t
∂x
∂y
膨胀压力方程：∫ ∫ ∫ CV
∂Ni ∂x
K vx i
∂N j ∂x
pj
+
∂Ni ∂y
K vy i
∂N j ∂y
pj
dV
=
CV
∂Ni ∂x
vˆxi
+
∂Ni ∂y
vˆyi
dV
+
α 1+αt
CV NidV
移动界面追踪方程： ϕt + F (∇ϕ, x) ∇ϕ = 0
1998年洪水长江沿线发生险情 2016年7月1日，武汉市 2008年山西襄汾尾矿坝溃决， 6000余处，其中渗漏、管涌险 新洲区举水河西圩院发 281人遇难 情4000余处，九江干堤溃决 生溃口，口门70多米
非开挖技术的发展历程
非开挖技术的发展历程
非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的技术手段，在地表不开沟(槽)的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术。
与传统的挖槽施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通，不破坏环境、施工周期短，综合施工成本低、社会效益显著等优点。
现代非开挖施工技术是70年代末在西方发达国家兴起并逐渐走向成熟的地下管线铺设、修复和更换的新技术，是地下管线施工的一项技术革命，它以独特的技术优势和广阔的市场前景得到世界各国的极大重视。
非开挖管线施工技术的发展，大致可分为三个阶段：
(1)人工(或用简单机械)地下挖掘后再
铺设管线。
这是非开挖技术发展的初期，将地下挖掘与管线铺设分开进行，效率低、安全性差，只用于特殊场合下的短距离工程。
(2)常规钻、掘机械挖掘、铺设阶段。
这基本上是20世纪70年代以前的技术，虽然在一定程度上将地下挖掘和铺管结合起来，但无法控制管线铺设方向，加之设备能力和施工技术水平的限制，效率低下，难于铺设直径、长度较大的管线。
(3)采用专用设备和技术，把地下挖掘和管线的铺设、更换等各项作业有机地合成为一体，并能准确控制管线铺设方向，形成了现代非开挖管线施工技术。
虽然，非开挖施工技术已有近百年的历史，但重大的发展始于七十年代，尤其是近十年。
目前，在发达国家，它不仅已成为地下管线工程的一个新技术增长点，并以其自身的技术优势和广阔的市场前景逐渐发展成一个新兴的产业(机械制造业和工程承包业)，为发达国家创造了新的就业机会.。
浅谈市政管道非开挖修复技术的优势与发展
浅谈市政管道非开挖修复技术的优势与发展摘要：市政管道是城市基础设施的重要组成部分，为全球亿万人提供供水和卫生服务。
我国城市排水管位于地下，有的环境十分恶劣，随着时间的推移，会老化并出现各种缺陷，例如泄漏、裂缝和腐蚀。
基于此文章探讨市政管道非开挖修复技术的优势与发展。
关键词：市政管道;非开挖修复;技术；发展；使用传统的明挖方法修复管道，不仅成本高昂、破坏市政面貌，而且工期长。
该方法可能会导致交通中断、国有资产浪费和民众生活不便。
非开挖修复方法使用专用设备从内部修复管道，为修复市政管道提供了一种替代方法，该方法可以更快、更具成本效益并且对周围环境的破坏性更小。
该方法由于具有优于传统开挖方法的优势，越来越多地用于管道修复。
本文以对比的方式对非开挖修复技术优点进行剖析，并介绍其发展方向。
1 市政管道系统概述1.1 市政管道系统的种类市政管道系统是为城市人口提供基本服务的重要基础设施，包括供水和卫生设施。
该系统可分为两大类：配水系统和下水道系统。
配水系统由管道、阀门和消防栓组成，将饮用水从处理厂输送到消费者，包括住宅、商业和工业用户。
可以进一步分为将水从处理厂输送到配水管网的输水干管和将水输送给消费者的配水干管。
下水道系统由管道网络、检修孔和提升站组成，用于收集和输送来自家庭、商业机构和工业的废水到处理厂。
可以进一步分为重力下水道和压力下水道，前者依靠重力输送废水，后者用泵输送废水。
1.2 市政管道系统的常见问题随着时间的推移，因土壤位移、温度变化和腐蚀等环境因素以及水压、流速和沉积物堆积等运行因素，将导致市政管道系统出现泄漏、腐蚀、堵塞和结构损坏等问题。
(1）泄漏：由于裂缝、堵塞、接头失效或腐蚀，可能会发生漏水，导致失水、低压、产生气味和水质问题，危害健康和环境污染。
(2）腐蚀：由于管道材料与周围环境之间的化学反应，可能会发生腐蚀，从而导致管道变薄、结构弱化和失效。
(3）堵塞：由于沉积物、碎屑或油脂的积累，可能会发生堵塞，导致流量降低、回流和溢出。
水利工程基础处理和防渗工程探讨
水利工程基础处理和防渗工程探讨摘要:水利工程是工农业发展的命脉所在，同时也是人类社会赖以生存和发展的重要资源基础，自改革开放以来，我国工农业都获得了快速的发展这与基础水利设施建设有着密切的关系。
水利工程在国民经济建设与社会发展中扮演着重要角色，如何提高水利工程的建设及运行质量，是当前水利事业发展中的核心问题。
从水利工程建设施工的现状来看，防渗水技术是其中一项关键的施工技术，其施工质量直接影响水利工程整体质量与水利工程的正常运行，关系到人民群众的生命财产安全。
因此做好水利工程技术处理，重视防渗技术应用，采用安全可靠、科学规范的防渗施工技术，才能促进我国水利事业的健康发展。
关键词：水利工程；基础处理；防渗工程水利工程项目是我国基础建设工程的重要项目之一在满足社会发展电力需求以及防治洪涝灾害等方面扮演着尤其重要的角色。
渗透问题是水利工程质量。
及安全管理中的突出问题，基础处理则是水利工程建设中的关键环节，如果这两方面的施工技术得不到有效保障，不仅可能因此带来巨大的经济损失，还会威胁到周边人民群众的生命财产安全，基础处理与防渗水施工技术是影响水利工程施工顺利进行和安全投入应用的重要技术，有必要结合工程实际选取有针对性的基础处理与防渗技术，才能够保障水利工程建设的科学合理性。
一、目前我国水利工程建设的现状分析在国民经济可持续健康发展要求下，对各项基础设施建设都提出了更高的要求。
水利工程项目只有科学开发与建设才能够适应经济社会的发展需要。
但当前水利工程建设还存在诸多有待优化改进的问题，不良地基与渗漏问题都是影响水利工程建设与运行的重要问题。
水利工程建设施工场地的岩土层承载能力不足，存在强度不一、分布不均等问题时，如地基基础中存在断层破碎带，软弱岩石，湿陷性黄土等等，很容易导致其上建筑物遭受破坏发生变形[1]。
如果水利工程基础处理不到位，那么会影响建筑物结构的稳定性，导致水利工程运行安全难以保障，增加了水利工程的风险因素，不仅损害了水利工程效益，还可能带来难以预料的损失。
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王复明 郑州大学 重大基础设施检测修复国家地方联合工程实验室
2016年4月
1
主要内容
一、研究背景 二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理 三、基础工程非开挖修复技术及应用 四、结语
2
一、研究背景
我国水利与交通基础工程设施建设发展迅速， 规模巨大，安全形势十分严峻
断裂
沉陷
开挖维修
开挖换板
8
一、研究背景
地下管道渗漏问题突出，造成水资源浪费和环境污染 城市道路坍塌事件频发，严重影响人们出行安全
北京： 深圳： 哈尔滨： 郑州： 兰州： ……
2007年54起 、2008年94起、2009年129起 2013年5月20日路面坍塌造成5人死亡 2012年9天7塌 2014年西三环18塌 2015年8月西站十字附近路面7天7塌
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
溶液名称
体积损失率（%）
评价等级
氢氧化铵（10%）
3.4
良好
盐酸（10%）
4.2
良好
硫酸（10%）
5.6
良好
氢氧化钠（10%）
1.1
优良
氢氧化钠（浓）
2.6
优良
甲醇
4.1
良好
乙醇
3.9
良好
煤油
3.5
良好
汽油
3.6
良好
机油
2.3
优良
水
0
优良
耐腐蚀性
2、非水反应高聚物材料特性
对普通高聚物进行改性 研制适合多种需求的水不敏感新型系列材料
水敏感型
水不敏感型
15
15
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性 环保特性 耐腐蚀性 抗渗性 力学特性
16
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
1998年洪水长江堤防出现 溃坝3600多座，渗漏破坏 2008年山西襄汾尾矿坝溃决，
渗漏、管涌险情4000多处， 约40%
281人遇难
九江干堤溃决
4
一、研究背景
渗漏涌水对基坑、隧道等地下工程危害极大
基坑涌水涌沙
基坑涌水坍塌
隧道渗漏
隧道涌水
5
一、研究背景
每年有数千公里高速公路进行大中修 水损害是导致路面过早破坏的主要原因之一 开挖维修浪费资金资源，影响交通和环境
唧泥翻浆是沥青路面顽疾
开挖修补
脱空导致水泥路面断板
开挖重铺
6
一、研究背景
高铁运营里程达1.9万公里，占全世界60%以上 路基沉降是设计、施工和运营管理面临的主要 难题之一
沉降路基开挖修复
沉降路基加固
沉降路基返工
返修路段停运
7
一、研究背景
机场达到206个，计划未来五年新建66个 主要病害、隐患：脱空、开裂、沉陷，修复困难
蒽油 蒽油，蒽糊，轻油 蒽油，蒽糊，蒽馏分
蒽油，含蒽量少 蒽油，蒽糊
邻苯二甲酸二异丁酯 硅酸铝，耐火陶瓷纤维
锆硅酸铝，耐火陶瓷 铬酸铅（铬黄） 钼铬红
CAS 号 7784-40-9 121-14-2 90640-80-5 91995-17-4 91995-15-2 90640-82-7 90640-81-6
疲劳特性
30
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
早强：反应时间数分钟→数秒 高膨胀：最大可膨胀30倍 多用途：防渗、堵涌、填充脱空、顶升沉降结构 适应性：现场有水或无水
12
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
重点研究发泡聚氨酯类非水反应高聚物 发现普通非水反应高聚物：在有水环境下耐久性差
(强度及韧性明显降低，体积收缩)
组织多学科团队联合攻关，制定满足不同需求的材料特性指标 改性预聚体的亲水组份，研制不受水影响的新型防渗修复材料
异氰酸酯 多元醇
9
一、研究背景
意大利佛罗伦萨地下给水管道发生爆裂 导致路面塌陷长度达183米，数十辆汽车陷入水中
10
研究意义与主要难题
水引发的工程灾害防治
共性问题：涉及多种基础工程设施全寿命安全维护 影响重大：严重影响国民经济运行和人民生活质量 亟待解决：随着工程规模及服役年限增加日益严峻
两大难题：水土耦合作用 渗漏涌水防治 结构局部渗漏 隐蔽病害诊治（脱空、积水等）
检测结果（mg/L）
浸出性毒性试验
24小时
48小时
探索性模拟试验
24小时
48小时生活饮用水 标准限值 （m来自/L)PH值6.2
6.3
6.2
6.2
6.2
六价铬 Cr6+ ＜0.05
＜0.05
＜0.05
＜0.05
＜0.05
0.05
砷
As ＜0.005
＜0.005
＜0.005
＜0.005
＜0.005
镉
Cd ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
84-69-5 —— ——
7758-97-6 12656-85-8
EC号 232-064-2 204-450-0 292-602-7 295-278-5 295-275-9 292-604-8 292-603-2 201-553-2 650-017-00-8 650-017-00-8 231-846-0 235-759-9
密度/ g·cm-3
抗拉强度
27
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
DY-200的微控高精度抗渗仪
顶部盲板
抗渗性能测试
渗透试验试件
28
起渗压力 /MPa
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
0.05 0.005
铜
Cu ＜0.001
0.007
0.006
＜0.001
＜0.001
1.0
汞
Hg ＜0.00005 ＜0.00005 ＜0.00005 ＜0.00005 ＜0.00005
0.001
铅
Pb ＜0.005
铬
Cr ＜0.005
硒
Se
＜0.01
铁
Fe ＜0.001
锰
Mn ＜0.001
铝 Al3+ ＜0.001
道面工程
(道路、铁道、 机场道面)
水 截土坝 污质、 坝尾堤矿坝坝、 坝基道础工程
多r防e非N学p渗oa开科-i修dr挖交iin复gg叉
土g非N新e工rooe水np材a高-ocw反lt料y聚eamdt应ee物rr
隧道及 地下管道
“3N”系统技术
No无n新-d损e技s检tr术u测ctive
testing
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 密度/ g.cm-3
抗渗性能
29
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
高聚物注浆材料中欧洲化学品管理署高关注物质检测结果（单位：%）
序号 1 2
检测项目 蒽
邻苯二甲酸丁苄酯
CAS 号 120-12-7 85-68-7
EC号 204-371-1 201-622-7
检出限 0.0005 0.005
检测结果 未检出 未检出
3
邻苯二甲酸二丁酯
84-74-2
201-557-4
0.005
2、非水反应高聚物材料特性
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
6.0 5.0
y = 7.8858x 2.157
4.0 3.0 2.0 1.0 0.0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 密度 /g. cm-3
膨胀特性
23
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
检出限 0.01 0.005
0.050
0.005 0.01 0.01 0.005 0.005
检测结果 未检出 未检出
未检出
未检出 未检出 未检出 未检出 未检出 18
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
2、非水反应高聚物材料特性
具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水的影响等优良工程特性
检测项目
原蒸馏水
11
二、非水反应高聚物注浆材料特性和扩散机理
1、常用的修复材料
国内外关于防渗修复常用材料：水反应材料 原理：材料（必须）与水混合发生化学反应
水泥类材料： 常用的防渗材料，抢险抢修时效性差 水反应高聚物： 遇水反应、膨胀，常用于堵漏
难以封堵涌水或射流
针对水反应材料应急抢险方面存在的不足 提出基于非水反应材料的防渗修复技术理念 ——材料不需要水参与反应
未检出
4
邻苯二甲酸二 (2-乙基已基)酯
117-81-7
204-211-0
0.005
未检出
5 六溴环十二烷及其非对映异构体
25637-99-4
247-148-4
0.005
未检出
6
4,4’-二氨基二苯基甲烷
101-77-9
202-974-4
0.005
未检出
7