城市地下管道非開挖修復技術探討

1、<p>　　城市地下管道非開挖修復技術探討</p><p>　　摘要：本文簡述了非開挖管道修復技術的發(fā)展歷程，總結了非開挖管道修復技術的優(yōu)勢，并對目前常用的非開挖管道修復技術：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)缺點進行了介紹，同時對我國關于非開挖管道修復技術發(fā)展應用存在的問題進行闡述，提出了相關建議。 </p><p>　　關鍵詞：地下管道

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

3、本等國家得到了應用，管道修復技術中首先被開發(fā)應用的是CIPP（原位固化法），隨后內襯PE管等技術相繼被開發(fā)應用。隨著科技的進步，國外的非開挖管道修復技術保持著迅猛的發(fā)展勢頭。 </p><p>　　我國管道修復技術起步于1993年，首先被開發(fā)的是“PCL復合結構管道修復技術”、“NCF原位固化管道修復技術（CIPP）”，隨后又完成了穿插襯塑管道修復技術等項研究工作。經過十幾年的發(fā)展，已經初具規(guī)模。但與國外專業(yè)化技

4、術水平相比差距還很大，由于此項技術市場前景非常廣闊，需要進行深入細致的探討和研究。 </p><p>　　一.非開挖管道修復技術的優(yōu)勢 </p><p>　　同傳統(tǒng)的開挖埋管維修方法相比，非開挖管道修復技術有著無法替代的優(yōu)勢。特別是對于商業(yè)比較發(fā)達，交通比較繁忙的城市中心地段，采用非開挖修復是唯一可取的施工方法。非開挖管道修復施工方法的優(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行大開挖，取出已損壞的管道進行替換，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營。而非開挖修復技術不需破路，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會給周邊環(huán)境和居民健康造成極大的損害。同時施工機械會

6、產生較大的噪音，影響到周邊居民的正常生活。而非開挖修復技術是地表不開槽的施工技術，不會破壞綠地、植被等居民生活工作的周邊環(huán)境。 </p><p>　　3.對現有管線干擾較?。含F代社會，地下管線越來越多，越來越復雜，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。若對管道進行開挖修復，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.非開挖修復技術工藝 </p><p>　　目前，世界上較先進的管道非開挖修復技術有3大類。一類是采用樹脂固化的方法在管道內部形成新的管道，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。該技術是將浸透了熱固化樹脂的纖維軟管或無紡氈通過翻轉或拉入的方式置于清理干凈的舊管道內壁，利用水壓或氣壓使浸透樹脂的一面與管道的內壁緊貼在一起，在內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，從而在舊管道內壁形成完整、光滑的內襯管結構。內襯管與外管道的

9、復合結構，改善了原管道的結構與輸送狀態(tài)，使修復后管道恢復或加強了其原來的輸送功能，從而延長了舊管道的使用壽命。目前該技術已在世界40多個國家和地區(qū)廣泛應用，是現今所用非開挖管道修復工藝中使用最廣泛的方法。圖1為修復前管道狀況，圖2為修復后管道狀況。 </p><p>　　原位固化法根據新內襯管置入舊管道的方式分為翻轉內襯法和拉入內襯法。原位固化法的主要優(yōu)點是：被修復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。該類修復技術可修復鑄鐵管、鋼管及混凝土管等多種材質的地下管道，既可用于供水、污水及燃氣管道的修復，也可用于化工等工業(yè)管道的修復。該修復技術具有全天候施工、無接頭且流動性好、可適應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：舊管道存在結構性損壞、管道變形

11、嚴重、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，并對新的內襯管和原有管道之間的間隙進行處理的管道修復方法。這種方法在國內外的使用都比較早，而且是目前仍在應用的一種方便經濟的管道修復方法。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，要么開挖進行，要么進人打通連接支管 </p><p>　　5 在排水管道中可以實現不停水施工 </p><p>　　穿插法適用于燃氣管道、供水管道、化學管道及工業(yè)管道等，新插管的外徑不宜大于舊管內徑的90%，一次性穿插長度受作業(yè)段的作業(yè)空間、回拖設備的能力、管材強度的限制。據報道單次穿插長度曾達600m。 </p>

13、;<p><b>　　3.縮徑法 </b></p><p>　　縮徑法是指通過機械作用使塑料管道的斷面產生變形，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，最后通過加熱、加壓或靠自然作用使其恢復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構在沒有達到屈服點之前結構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，達到在舊管道中形成新的內襯的目的。 </p><p>　　縮徑內襯法的優(yōu)點是：施工時占用場地小，可利用現有人井施工；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，一次修復作業(yè)距離長；對舊管道清洗要求低，只要達到內壁光滑無毛刺即可，施工質量容易得到保證；縮徑或折疊后斷面收縮率高，斷面面積可減小40%，穿插順暢。 　　縮徑內襯法的缺點是：主管道

15、與支管間的連接需開挖進行；舊管的結構性破壞會導致施工困難。這種施工方法的設備昂貴，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，從而實現舊管道修復目的的方法。為增強條帶的剛度，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，只需利用現有人井，對周邊環(huán)境的影響??；所需設備可固定在卡車上，便于移動，施工速度快；占地面積少，適合復雜場地作業(yè)；可長距離施工；可以帶水作業(yè)，也可進行間歇式的施工。 </p><p><b>　　5.碎（裂）管法 &

17、lt;/b></p><p>　　碎（裂）管法：是采用碎（裂）管設備從內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>　　碎管法修復技術適用于陶瓷、不加筋混凝土、石棉水泥、塑料或鑄鐵管的舊管道更新，而且是非開挖修復技術中唯一能擴大管徑的修復方法。適用管徑范圍為200～1200mm。

18、 </p><p>　　三.非開挖修復技術適用范圍和使用條件 </p><p>　　目前，國內外主要使用的非開挖管道修復技術的適用范圍和使用條件見表2。 </p><p>　　四.非開挖修復技術發(fā)展存在問題 </p><p>　　1）無統(tǒng)一的政府機構支持：到目前為止，此項技術的規(guī)范制訂、發(fā)展規(guī)劃、應用推廣還沒有統(tǒng)一的政府機構負責，使得在跨部門

19、、跨行業(yè)推廣非開挖修復技術時需要反復溝通，且難度較大。 </p><p>　　2）無統(tǒng)一的施工技術規(guī)范：由于沒有統(tǒng)一的政府組織主管，國內至今尚無適用于市政燃氣、熱力、給排水管道等相關的、完整的非開挖修復施工技術規(guī)范，沒有形成與非開挖的作用和地位相適應、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)一的預算定額：目前，由于不正常的競爭、無準入制度管束等原因導致一些

20、單價已無實際意義，造成整個非開挖產業(yè)浮躁之風甚盛、產業(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，編制非開挖預算定額、提出市場指導價已是當前急需解決的問題。 </p><p>　　4）缺乏相應的專業(yè)人才：非開挖是一個技術含量較高的行業(yè)，涉及的知識和技術領域較為廣泛，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）非開挖科研投入嚴重不足：在我國，非開挖修復技術推廣的難度在于修復費用居高不下，使得很多中小城市望而止步。費用高的主要原因在于材料完全依賴進口，使得修復成本大大提高。若我國非開挖修復進入全新的階段，材料能在國內批量生產，那么修復費用也會相應降低。但最看得見也最不可能馬上解決的問題，還是技術上的差距。非開挖科研工作作為以社會公益性為主導的事業(yè)，其投入應以政府投入為主，但由于沒有明確可靠的主管行政部門及資金渠道，導致非開挖技術的

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.相關技術及管理機構應該盡早制定一些實用的標準和規(guī)范，以促進非開挖管道修復技術的科學化、規(guī)范化、標準化。 </p><p>　　2.管道相關管理運營單位，必須建立管道系統(tǒng)設施的檢測、評估制度，加強對現況管線實際運行情況進行及時和科學地了解，對運營安

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

24、作為非開挖技術的一個重要分支，在解決現有管道存在的問題方面發(fā)揮著重要作用。目前管道修復技術在國內仍然處于起步階段，離成熟階段仍有很大的距離，仍然有許多問題有待解決，尤其是有關技術及管理機構應該盡早制訂一些實用標準和規(guī)范。管道修復技術不論在經濟成本、社會成本還是環(huán)境成本方面都有著非常大的優(yōu)勢，具有廣泛的應用空間，我們期待著在不遠的將來能夠看到管道非開挖修復技術有一個更好的發(fā)展，實現科學化、規(guī)范化、標準化。 </p><

25、p><b>　　參考文獻： </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[J].現代城市研究，2004，19（4）：41-43. </p><p>　　[3]彭朝輝，非開挖管道修復技術介紹，市政技術2

26、009年第1期（1月）第27卷47-48. </p><p>　　[4]馮運玲、田國偉、張力高.國內外供水排水管道非開挖修復技術介紹及相關建議，特種結構，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技術現狀與展望，探礦工程，2009年增刊342-345. </p><p>　　注：本文撰寫過程中參考