城市地下管道非開挖修復(fù)技術(shù)探討

1、<p>　　城市地下管道非開挖修復(fù)技術(shù)探討</p><p>　　摘要：本文簡述了非開挖管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展歷程，總結(jié)了非開挖管道修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢，并對目前常用的非開挖管道修復(fù)技術(shù)：如原位固化法、穿插法、縮徑法、碎管法、纏繞法的原理、適用范圍、使用條件及優(yōu)缺點進(jìn)行了介紹，同時對我國關(guān)于非開挖管道修復(fù)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用存在的問題進(jìn)行闡述，提出了相關(guān)建議。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地下管道

2、；非開挖技術(shù)；管道修復(fù) </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　關(guān)于“非開挖技術(shù)”國際非開挖技術(shù)協(xié)會給出的定義是：“非開挖技術(shù)是利用微開挖或不開挖技術(shù)對地下管線、管道和地下電纜進(jìn)行鋪設(shè)、修復(fù)或更換的一門科學(xué)”。 </p><p>　　非開挖管道修復(fù)技術(shù)作為非開挖技術(shù)的一個分支，早在20世紀(jì)70年代末期就在英國、美國及日

3、本等國家得到了應(yīng)用，管道修復(fù)技術(shù)中首先被開發(fā)應(yīng)用的是CIPP（原位固化法），隨后內(nèi)襯PE管等技術(shù)相繼被開發(fā)應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，國外的非開挖管道修復(fù)技術(shù)保持著迅猛的發(fā)展勢頭。 </p><p>　　我國管道修復(fù)技術(shù)起步于1993年，首先被開發(fā)的是“PCL復(fù)合結(jié)構(gòu)管道修復(fù)技術(shù)”、“NCF原位固化管道修復(fù)技術(shù)（CIPP）”，隨后又完成了穿插襯塑管道修復(fù)技術(shù)等項研究工作。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模。但與國外專業(yè)化技

4、術(shù)水平相比差距還很大，由于此項技術(shù)市場前景非常廣闊，需要進(jìn)行深入細(xì)致的探討和研究。 </p><p>　　一.非開挖管道修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢 </p><p>　　同傳統(tǒng)的開挖埋管維修方法相比，非開挖管道修復(fù)技術(shù)有著無法替代的優(yōu)勢。特別是對于商業(yè)比較發(fā)達(dá)，交通比較繁忙的城市中心地段，采用非開挖修復(fù)是唯一可取的施工方法。非開挖管道修復(fù)施工方法的優(yōu)點如下： </p><p>

5、　　1.對公共交通的干擾?。簜鹘y(tǒng)的方法是開槽換管需要對路面進(jìn)行大開挖，取出已損壞的管道進(jìn)行替換，通常需要封堵道路，對交通造成很大影響，同時影響到周邊居民的出行和附近商家的正常經(jīng)營。而非開挖修復(fù)技術(shù)不需破路，不會影響正常交通，也不會影響周邊居民的正常生活和商家、醫(yī)院、學(xué)校等公建的工作秩序。 </p><p>　　2.對環(huán)境的破壞和污染較輕：開槽施工會帶來大量的塵土?xí)o周邊環(huán)境和居民健康造成極大的損害。同時施工機(jī)械會

6、產(chǎn)生較大的噪音，影響到周邊居民的正常生活。而非開挖修復(fù)技術(shù)是地表不開槽的施工技術(shù)，不會破壞綠地、植被等居民生活工作的周邊環(huán)境。 </p><p>　　3.對現(xiàn)有管線干擾較?。含F(xiàn)代社會，地下管線越來越多，越來越復(fù)雜，除排水管道外，還有給水管道、電力管道、煤氣管道、通信管道等。若對管道進(jìn)行開挖修復(fù)，必然影響鄰近的其他管線安全，增加了施工難度。非開挖修復(fù)則很少對管道之外的土壤造成明顯擾動，對其他管線影響很小。 <

7、/p><p>　　二.非開挖修復(fù)技術(shù)工藝 </p><p>　　目前，世界上較先進(jìn)的管道非開挖修復(fù)技術(shù)有3大類。一類是采用樹脂固化的方法在管道內(nèi)部形成新的管道，如CIPP原位固化工藝等；一類是采用小管穿大管的方式，在原有管道內(nèi)部套入小的管道，以解決燃眉之急，如穿插法、U型管拖入等工藝；最后一類是采用螺旋制管的方式在原有管道的內(nèi)部采用纏繞法形成一條新管道，如螺旋纏繞法等。 </p>

8、<p>　　1.原位固化法（CIPP） </p><p>　　原位固化法（CIPP）是英國工程師EricWood于1971年開發(fā)的。該技術(shù)是將浸透了熱固化樹脂的纖維軟管或無紡氈通過翻轉(zhuǎn)或拉入的方式置于清理干凈的舊管道內(nèi)壁，利用水壓或氣壓使浸透樹脂的一面與管道的內(nèi)壁緊貼在一起，在內(nèi)襯軟管就位后通過加熱（利用熱水、熱汽或紫外線等）或常溫使其固化，從而在舊管道內(nèi)壁形成完整、光滑的內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)。內(nèi)襯管與外管道的

9、復(fù)合結(jié)構(gòu)，改善了原管道的結(jié)構(gòu)與輸送狀態(tài)，使修復(fù)后管道恢復(fù)或加強(qiáng)了其原來的輸送功能，從而延長了舊管道的使用壽命。目前該技術(shù)已在世界40多個國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)今所用非開挖管道修復(fù)工藝中使用最廣泛的方法。圖1為修復(fù)前管道狀況，圖2為修復(fù)后管道狀況。 </p><p>　　原位固化法根據(jù)新內(nèi)襯管置入舊管道的方式分為翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法和拉入內(nèi)襯法。原位固化法的主要優(yōu)點是：被修復(fù)的管道過流斷面的損失基本可忽略，但其流動性能卻大

10、大改善。內(nèi)襯管和舊管道間形成了緊配合，不需注漿，施工速度快，周期短。該類修復(fù)技術(shù)可修復(fù)鑄鐵管、鋼管及混凝土管等多種材質(zhì)的地下管道，既可用于供水、污水及燃?xì)夤艿赖男迯?fù)，也可用于化工等工業(yè)管道的修復(fù)。該修復(fù)技術(shù)具有全天候施工、無接頭且流動性好、可適應(yīng)非圓形斷面和彎曲管段等優(yōu)點；其局限性是對管道清洗的要求高、成本大，樹脂固化時間長（一般在5h以上）以及每段施工編織管均需單獨定制。且在下列情況不適合使用CIPP法：舊管道存在結(jié)構(gòu)性損壞、管道變形

11、嚴(yán)重、地下管道在公路下埋藏較淺、活荷載長期作用場合、位于省際高速路下的管道。 </p><p><b>　　2.穿插法 </b></p><p>　　穿插法：指采用牽拉或頂推的方式將新管直接置入原有管道，并對新的內(nèi)襯管和原有管道之間的間隙進(jìn)行處理的管道修復(fù)方法。這種方法在國內(nèi)外的使用都比較早，而且是目前仍在應(yīng)用的一種方便經(jīng)濟(jì)的管道修復(fù)方法。穿插法的優(yōu)缺點見表1。 &l

12、t;/p><p>　　管的連接點需要單獨處理，要么開挖進(jìn)行，要么進(jìn)人打通連接支管 </p><p>　　5 在排水管道中可以實現(xiàn)不停水施工 </p><p>　　穿插法適用于燃?xì)夤艿馈⒐┧艿?、化學(xué)管道及工業(yè)管道等，新插管的外徑不宜大于舊管內(nèi)徑的90%，一次性穿插長度受作業(yè)段的作業(yè)空間、回拖設(shè)備的能力、管材強(qiáng)度的限制。據(jù)報道單次穿插長度曾達(dá)600m。 </p>

13、;<p><b>　　3.縮徑法 </b></p><p>　　縮徑法是指通過機(jī)械作用使塑料管道的斷面產(chǎn)生變形，如縮小直徑或是采用牽拉的方式將新管壓制成“C”型或“U”型，然后將新管送入舊管內(nèi)，最后通過加熱、加壓或靠自然作用使其恢復(fù)到原來的形狀和尺寸，從而與舊管形成緊密配合的方法?？s徑法利用了中密度或高密度聚乙烯的聚合鏈結(jié)構(gòu)在沒有達(dá)到屈服點之前結(jié)構(gòu)的臨時性變化并不影響其性能這一

14、特點，使襯管的直徑臨時性地縮小，達(dá)到在舊管道中形成新的內(nèi)襯的目的。 </p><p>　　縮徑內(nèi)襯法的優(yōu)點是：施工時占用場地小，可利用現(xiàn)有人井施工；新襯管與舊管可形成緊密配合，管道的過流斷面損失小，無需對環(huán)狀空間注漿；管線連續(xù)無接縫，一次修復(fù)作業(yè)距離長；對舊管道清洗要求低，只要達(dá)到內(nèi)壁光滑無毛刺即可，施工質(zhì)量容易得到保證；縮徑或折疊后斷面收縮率高，斷面面積可減小40%，穿插順暢。 　　縮徑內(nèi)襯法的缺點是：主管道

15、與支管間的連接需開挖進(jìn)行；舊管的結(jié)構(gòu)性破壞會導(dǎo)致施工困難。這種施工方法的設(shè)備昂貴，縮徑尺寸有限，施工成本較高。 </p><p><b>　　4.纏繞法 </b></p><p>　　纏繞法是將帶鎖扣的PVC、PE或UPVC條帶在舊管道內(nèi)部或檢查井中螺旋地纏繞成管道形狀，隨后在纏繞管與舊管之間的環(huán)形間隙注漿，從而實現(xiàn)舊管道修復(fù)目的的方法。為增強(qiáng)條帶的剛度，條帶上可加有

16、T形肋骨突起，纏繞后成為新襯管的外表面。在用纏繞法施工過程中，允許管道中有低速流體通過，而不用泵抽或分流。 </p><p>　　纏繞法的優(yōu)點是：一般情況下無需開挖，只需利用現(xiàn)有人井，對周邊環(huán)境的影響??；所需設(shè)備可固定在卡車上，便于移動，施工速度快；占地面積少，適合復(fù)雜場地作業(yè)；可長距離施工；可以帶水作業(yè)，也可進(jìn)行間歇式的施工。 </p><p><b>　　5.碎（裂）管法 &

17、lt;/b></p><p>　　碎（裂）管法：是采用碎（裂）管設(shè)備從內(nèi)部破碎或割裂原有管道，將原有管道碎片擠入周圍土體形成管孔，并同步拉入新管道（同口徑或更大口徑）的管道更新方法。施工原理如圖5所示。 </p><p>　　碎管法修復(fù)技術(shù)適用于陶瓷、不加筋混凝土、石棉水泥、塑料或鑄鐵管的舊管道更新，而且是非開挖修復(fù)技術(shù)中唯一能擴(kuò)大管徑的修復(fù)方法。適用管徑范圍為200～1200mm。

18、 </p><p>　　三.非開挖修復(fù)技術(shù)適用范圍和使用條件 </p><p>　　目前，國內(nèi)外主要使用的非開挖管道修復(fù)技術(shù)的適用范圍和使用條件見表2。 </p><p>　　四.非開挖修復(fù)技術(shù)發(fā)展存在問題 </p><p>　　1）無統(tǒng)一的政府機(jī)構(gòu)支持：到目前為止，此項技術(shù)的規(guī)范制訂、發(fā)展規(guī)劃、應(yīng)用推廣還沒有統(tǒng)一的政府機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，使得在跨部門

19、、跨行業(yè)推廣非開挖修復(fù)技術(shù)時需要反復(fù)溝通，且難度較大。 </p><p>　　2）無統(tǒng)一的施工技術(shù)規(guī)范：由于沒有統(tǒng)一的政府組織主管，國內(nèi)至今尚無適用于市政燃?xì)狻崃?、給排水管道等相關(guān)的、完整的非開挖修復(fù)施工技術(shù)規(guī)范，沒有形成與非開挖的作用和地位相適應(yīng)、能夠有力推動非開挖科技發(fā)展的政策法規(guī)環(huán)境。 </p><p>　　3）無統(tǒng)一的預(yù)算定額：目前，由于不正常的競爭、無準(zhǔn)入制度管束等原因?qū)е乱恍?/p>

20、單價已無實際意義，造成整個非開挖產(chǎn)業(yè)浮躁之風(fēng)甚盛、產(chǎn)業(yè)不能持續(xù)健康發(fā)展。綜觀全局看來，從定額和市場分析入手，編制非開挖預(yù)算定額、提出市場指導(dǎo)價已是當(dāng)前急需解決的問題。 </p><p>　　4）缺乏相應(yīng)的專業(yè)人才：非開挖是一個技術(shù)含量較高的行業(yè)，涉及的知識和技術(shù)領(lǐng)域較為廣泛，而由于目前非開挖市場較為混亂，效益不穩(wěn)，國家各大專院校培養(yǎng)的非開挖人員中直接從事非開挖施工的寥寥無幾。 </p><p&

21、gt;　　5）非開挖科研投入嚴(yán)重不足：在我國，非開挖修復(fù)技術(shù)推廣的難度在于修復(fù)費(fèi)用居高不下，使得很多中小城市望而止步。費(fèi)用高的主要原因在于材料完全依賴進(jìn)口，使得修復(fù)成本大大提高。若我國非開挖修復(fù)進(jìn)入全新的階段，材料能在國內(nèi)批量生產(chǎn)，那么修復(fù)費(fèi)用也會相應(yīng)降低。但最看得見也最不可能馬上解決的問題，還是技術(shù)上的差距。非開挖科研工作作為以社會公益性為主導(dǎo)的事業(yè)，其投入應(yīng)以政府投入為主，但由于沒有明確可靠的主管行政部門及資金渠道，導(dǎo)致非開挖技術(shù)的

22、研發(fā)缺乏連續(xù)性與系統(tǒng)性。 </p><p><b>　　五.建議 </b></p><p>　　1.相關(guān)技術(shù)及管理機(jī)構(gòu)應(yīng)該盡早制定一些實用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以促進(jìn)非開挖管道修復(fù)技術(shù)的科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。 </p><p>　　2.管道相關(guān)管理運(yùn)營單位，必須建立管道系統(tǒng)設(shè)施的檢測、評估制度，加強(qiáng)對現(xiàn)況管線實際運(yùn)行情況進(jìn)行及時和科學(xué)地了解，對運(yùn)營安

23、全等級低的管線加強(qiáng)巡查和管理，合理安排修復(fù)、更新計劃，對老舊管道安全有序地進(jìn)行改造，避免和減少事故的發(fā)生。 </p><p>　　3.國家應(yīng)加大對非開挖修復(fù)技術(shù)研究的投人，積極引進(jìn)、吸納國外先進(jìn)的非開挖修復(fù)技術(shù)，形成符合我國國情的非開挖修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)。 </p><p><b>　　六.結(jié)論 </b></p><p>　　非開挖管道修復(fù)技術(shù)

24、作為非開挖技術(shù)的一個重要分支，在解決現(xiàn)有管道存在的問題方面發(fā)揮著重要作用。目前管道修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)仍然處于起步階段，離成熟階段仍有很大的距離，仍然有許多問題有待解決，尤其是有關(guān)技術(shù)及管理機(jī)構(gòu)應(yīng)該盡早制訂一些實用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。管道修復(fù)技術(shù)不論在經(jīng)濟(jì)成本、社會成本還是環(huán)境成本方面都有著非常大的優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用空間，我們期待著在不遠(yuǎn)的將來能夠看到管道非開挖修復(fù)技術(shù)有一個更好的發(fā)展，實現(xiàn)科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。 </p><

25、p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]錢七虎.巖土工程的第四次浪潮[J].地下空間，1999，19（4）：267-272. </p><p>　　[2]王建寧.淺談城市地下管線共同溝建設(shè)[J].現(xiàn)代城市研究，2004，19（4）：41-43. </p><p>　　[3]彭朝輝，非開挖管道修復(fù)技術(shù)介紹，市政技術(shù)2

26、009年第1期（1月）第27卷47-48. </p><p>　　[4]馮運(yùn)玲、田國偉、張力高.國內(nèi)外供水排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)介紹及相關(guān)建議，特種結(jié)構(gòu)，2012年第4期（8月）第28卷：6-11. </p><p>　　[5]馬孝春、蘇煥忠.我國地下管道非開挖修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀與展望，探礦工程，2009年增刊342-345. </p><p>　　注：本文撰寫過程中參考