地下管道的非开挖修复技术及其发展前景

地下管道的非开挖修复技术及其发展前景

归纳和总结了非开挖技术特点，重点探讨了非开挖技术在管道修复中的几种方法，同时基于当前模式、现状需求的分析研究，展望我国关于非开挖管道修复技术的发展前景。

标签：非开挖技术管道修复内衬法现场固化法

0 引言

非开挖技术自60年代初开始在西方发达国家兴起，现已成为一项政府支持、社会提倡、企业参与的新技术。随着城市建设的不断发展，城市地下空间管线日趋密集，各个管道系统的交互区段更为错综复杂，在运营多年后会出现管道破裂或发生结构性损坏，甚者穿孔或泄漏事故将会随时发生。将会导致阻断交通、影响商店、医院、学校和居民的正常生活和秩序，而非开挖技术在管线施工时，无需对路面和地面进行破坏，解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的难题[1]。

非开挖技术是就是采用各种方法，材料，设备来铺设，更换或修复地下公用设施而能做到最小限度扰民碍市。非开挖技术应用了定向钻井技术的原理，极大地降低了地下管线施工对交通、环境、基础设施、居民生活工作等造成的影响，成为现代城市基础设施建设、管理的一个重要组成部分。

1 非开挖管道修复技术的特点

在城市建设快速发展的今天，与传统的地下管线施工相比，非开挖技术能够做到：

①最小的交通干扰，对周围的商业环境影响较小；

②对能以进入的区域也可施工，诸如跌路、公路、河流、建筑物、闹市区等地时，其它方法无法替代；

③速度快，施工周期短；

④综合成本低，社会效益与经济效益明显；

⑤劳动强度低，施工安全性高。正是凭借这独特优势，非开挖技术在近一二十年取得了异常迅猛的发展，市场前景非常广阔，被誉为“朝阳产业”。

2 非开挖管道修复技术的方法

非开挖技术按其用途一般可分为三类，一为非开挖管线铺设技术，其施工方

法又包括顶管法、盾构法（微型隧道法）、导向钻井法等；二为非开挖管线更换，如吃管法、爆管法等；三为非开挖管线修复，如内衬法；改进内衬法、软衬法、缠绕法、喷涂法。目前在我国应用较普遍的是非开挖管道铺设技术，非开挖管道更换或修复技术在我国还属于正在起步阶段，但更具有发展前景。本文主要介绍世界上比较先进的两类非开挖管线修复技术。

2.1 现场固化法CIPP（cured in place pipe）

现场固化法，是世界各国应用较多的一种非开挖修复方法，该方法采用树脂加热原理，安装前在毡制的软管中填满树脂，再将管口翻转后用灌水的方法使软管由井进入管道，然后加热水将树脂固化，最后在旧管中形成一道树脂内衬管。CIPP工艺管径损失较小，适用范围广，适用于200~2000mm的各种管道，比如圆形、蛋管、矩形，但造价较高，且施工技术要求也较高。

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图2-1 翻转法（CIPP）修复技术

2.2 内衬法

2.2.1 传统内衬法(插管法)

插管法是在施工时，将一小管插入大管，在新管和旧管的环形空间内用灌浆固定。传统的内衬法是使用最早的一种非开挖地下管道修复方法。短管内衬工艺主要如图2-2所示。

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图2-2 短管内衬修复技术

该方法施工较为简单，投资少，施工速度快，但是管道修复后断面损失较大，流量减小；环形间隙必须灌浆，支管连接需开挖进行，且只适用于圆形断面通道，目前该法采用较少。

2.2.2 改进的内衬法(软管内衬法)

随着高分子化学工业的飞速发展，软管内衬法利用PE或PVC管的性能，将管的直径在插入旧管之前暂时变小或改变形状，插入后新管膨胀，利用水压或气压翻衬，固化方式为热水或自然冷却，与旧管贴合在一起形成紧密连结，避免了传统内衬法在新旧管的环空内灌浆的需要。可用于饮用水管道，带下水管道及化工企业部分工艺管道，寿命较长可达30年以上，该方法应用范围较广，施工较为简便，有良好的社会效益，是一种较好的非开挖技术方法。

2.2.3 螺旋缠绕内衬法

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图2-3 螺旋制管法修复技术

螺旋缠绕内衬法，是带状有肋型材螺旋缠绕形成一个连续的管子，在缠绕形成管子的过程中同时插入现有的管道内部，通过注入水泥浆体将内衬与现有管道紧密结合在一起。施工周期长，造价低、保持原管道通水工程等特点。主要施工工艺如图2-3所示。

螺旋管内衬法修复后具有如下优点：该方法适合重力流管道和低压管道，尤其是管道内部出现淘空情况的管道的修复。施工安全，无噪音，不污染周边环境和对居民的干扰；具有独立的承载能力而不依赖原管道[2]。

各种非开挖管道修复技术均有各自其局限性，选择施工方案时应根据损坏类型、价格、对环境要求、允许停水时间、对翻新后管道过水能力要求、管段中支管的数量和位置、管线周围其它市政管线位置、管段所处街道的交通状况及其施工时可能造成的扰民程度等综合考虑，找出最佳施工方案。比如，螺旋管内衬法可以适当带水作业；现场树脂固化几乎适用于各种损坏但价格较高；短管内衬法对水流或断面有一定影响[3]。除了应用于各类地下管线（自来水、雨水、石油、天然气等管道，以及通讯、动力和信号灯电缆）的铺设、更换、修复的施工，还可应用于其他众多领域，包括非开挖技术用于电力工程；用于进行环境治理或检测；用于中小型湖泊的石油勘探与开采及瓦斯的排放和煤层气开发等方面[4]。

3 我国非开挖技术的发展前景

随着我国国民经济的高速增长和对管线施工环境要求愈来愈高，我国非开挖行业技术也得到稳步、健康发展，无论是新管的铺设还是旧管的修复和更换都取得了一定的好成绩。非开挖管道施工技术已经形成了“政府支持、企业参与、行业推进、社会关注”的良好氛围。基于当前模式、现状需求的分析研究，对非开挖技术的发展前景分析如下：

3.1 非开挖技术具有广阔的应用前景和发展空间

随着世界城市化进程加快，城市化趋势已不可逆转。为确保国民经济的可持续发展，加大城市地下空间开发利用的力度，将城市相关的基础设施建造在地下，无疑成为未来城镇建设的重要发展方向之一，各类管道的数量必将以很高速度增长，因而作为城市管网地下化重要技术手段，非开挖技术的发展前景是极为广阔的。

3.2 非开挖技术应逐渐从管道铺设向管道修复与置换方向发展