非开挖施工与修复技术新设备新材料

非开挖管道施工与修复技术

及新设备、新材料探究

针对过去几年频发的管线泄漏爆炸、城市暴雨内涝、路面坍塌等地下管网问题，国务院总理李克强于2015年7月在国务院常务会议上，专门对推进城市地下综合管廊建设进行了部署，长远来看，有望解决城市地下管网比较突出的“各自为政”及“马路拉链”等问题。但在短期内，甚至在未来十年到二十年间，地下老旧管线更新改造问题仍会非常突出，特别是在基础设施完备、交通压力巨大而管廊建设暂时无法全面推进的一、二线城市中心区域，则需要运用其他绿色施工技术手段进行解决。

非开挖管道更新修复技术作为一项城市地下管网改造的重要手段，因其环保性也慢慢为民众所了解。该技术领域也在过去二十年间不断发展提升，到目前为止已研究开发了十三种非开挖施工方法，其中CIPP 内衬法、CIPP 点状法及螺旋缠绕法已得到广泛应用。非开挖管道施工及修复技术在上海、杭州、苏州、北京、天津、广州、宝鸡等城市得到推广应用，尤其是上海市，应用此项技术已达二十多年，在引进国外技术及设备的同时，还研究开发出一些适合本地的非开挖管线修复方法，如麻丝镶嵌法、套环法等。

非开挖管道修复技术主要是研究管道内部检测和清洗、修复工艺、设备和材料的研究。

1管道内部检测技术

管道内部检测技术一般分为：管道闭路电视检测技术（CCTV）、声纳与超声波检测技术、聚焦电极渗漏定位仪与扫描电镜检测技术、潜望镜检测技术、管道检测机器人与多重传感器技术。国外的先进技术主要有澳大利亚的管道检测快速评估技术（Pipeline Inspection Rapid Assessment Techniques, PIRAT）、德国的机器人检测系统(MAKRO)和多重传感技术(Sewer Assessmentwith Multisensors,SAM) 以及日本的管道扫描和评价技术(The Sewer Scanner and Evalu-ation Technology, SSET)。Balama 和Pure Technology 公司共同研发的P-wave(Polar Wave)和预应力混凝土（PCCP）管道检测技术，可同时结合光纤监视系统、CCTV、声呐和超声波等方式以满足不同材质的管道检测。CCTV、声纳、和激光检测评价技术将是该领域今后发展的主要方向。

图1.1管道内窥检测（CCTV）系统

采用先进的CCTV管道内窥电视检测系统，在管道内自动爬行，对管道内的锈层、结垢、腐蚀、穿孔、裂纹等状况进行探测和摄像，依据检测技术规程再进行评估，为制定修复方案或新建管道的质量评定提供重要依据。

结垢性检测：检查管道的完好程度。

功能性检测：检查管道的畅通情况。

图1.2快速管道检查（QV）视频成像系统

图1.3水平管道内部检测和清扫的机器人

图1.4 WT3090型管道内部检测系统

WT3090型管道内部检测系统，是近年来国内外市政管道重建及已有管道维护的主要检测设备，特别适用于检测管道内部是否存在破裂、变形、腐蚀、异物侵入、沉积、结垢和树根障碍物等管道病害，是施工、维护保养、定期检验的必备设备。

性能特点：

✓采用国外引进技术，为国内非开挖地下管网管道工程特殊设计。

✓多自由度机器人控制，方便操作和检测。

✓高密封性技术措施，适合管道、管渠内部复杂环境。

✓三种可调焦、低照度CCD密封防爆探头，三种轮胎灵活选择，适合不同管径。

✓强大的照明系统，可按需调节和组合选择。

✓大功率爬行器携带防爆镜头，增加机器人爬坡能力。

✓加宽技术设计，确保爬行器在不同管道内可靠行进。

✓内置计算机对管道内部进行图像检测、编辑、记录、保存、回放。

✓专业信号处理，确保检测保真度。

✓软件模块化设计，保障系统可靠运行。

✓管道缺陷定位实时记录，为维修提供精准位置。

✓操纵架导向设计，方便收放。

✓完善的整机热设计技术，保障工作环境温度宽泛，工作温度-10℃～+50℃。✓管道定位精度：0.5米；定位分辨率：0.1米。

✓探测距离：150米。

应用范围：

WT3090型管道内部检测系统用以满足管径范围180mm到1500mm的污水、雨水、石油、蒸汽、排水和供水等管道进行摄像、检查、评估和养护。

标准配置：

本系统主要由四部分及配件组成

1)主控制器

2)操纵电缆盘

3)爬行器

4)旋转摄像头

5）标准摄像头

6）小型摄像头

图1.5管道声纳检测

在管道中利用水肿声波对水下环境结构进行扫描探测，检查管道内破裂、变形、淤积等缺陷。声纳图像对污泥情况能准确测量，根据声纳图像，绘制管道内污泥沉积断图面。

特点

·清楚地扫描管道内部轮廓的变形和破裂以及沉积物的整体形状

·可对直径400～5000mm的管道内部轮廓进行绘制

·声纳图像可同步清晰地传送到地面上的彩色pc监控器上，并通过软件处理声纳提供的图像计算下水道中沉积物的数量

·声纳可与摄像机、各种环境传感器相结合，对结构进行全面的检查

·声纳可顺流前进，或在牵引电缆、牵引车的牵引下前进

2管道清洗技术

2.1化学清洗

化学清洗是采用化学药剂和先进的清洗工艺对工业设备、管道、容器等进行油污、锈蚀、结垢、焦碳等进行清洗的过程。公司研制出的抑制剂、缓蚀剂和原油清洗剂等清洗产品，已广泛应用于市政供排水管线、工业排灰管线和各种储管，达到良好的清洗效果。

2.2PIG清洗

图2.1PIG清洗技术

优点：适用范围广，适合于对超长管道的清洗，采用多层清洗方式；设备简单、需用人员少、经济效益高。

2.3高压水射流清洗

图2.2高压水射流清洗

图2.3新型高压水射流技术—高压脉冲水射流

高压水射流是经高压泵将动力源的机械能转换为压力能，具有高强度压力的水通过高压喷嘴的小孔，再将压力能转换为动能，从而形成的高速水射流。而脉冲射流是将常规的连续射流改变成打击力阵发的断续射流，因而极大地提高了作业效率，以高压工况达到超高压工况的作业目标，极大地降低了机组功率。