丁家杰
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 江苏南京 210000
摘要：传统的开挖修复方式施工影响范围大，因此城市中的管道修复工作开始大量使用非开挖设计。本文通过分类非开挖修复技术，探讨修复工作设计方法，帮助相关技术人员合理应用各类非开挖技术，提升城市管道的修复效果。
关键词：非开挖修复；技术分类；管道修复；设计
引言：非开挖修复技术能避免对周边交通的影响，同时具备修复速度快等优势，在城市管道修复施工中获得了十分广泛的应用。为了能合理使用该技术，应了解不同类型非开挖技术的特征，做好修复计划设计，解决管道缺陷问题。
1 管道非开挖修复技术的应用意义
城市经过长期发展，基础设施必然面临老化、损坏，其中管道经过长期使用会出现疲劳和塌陷问题。由于管道深埋于地下的特点，其损坏是不可预见的，毫无征兆的损坏给管道业主带来巨大经济损失，影响一片区域内居民的正常生活。管道的损坏不仅会带来经济问题，也会衍生出大量社会问题和环境问题，所以城市对管道的修复工作是市政管理的重要组成部分，对保持城市正常运转有十分积极的意义。
管道一般沿道路走线，使用传统开挖修复技术必然影响地表交通，同样会对管道沿线周围的正常生活产生不利影响。为满足市政交通的正常通行、环境保护等要求，目前开发出了非开挖修复技术思路，在尽量减少开挖，甚至单纯使用检查井的情况下完成对管道的检查和修复，解决管道断裂、漏水、坍塌等问题，避免因为大面积开挖影响正常交通。
2 管道非开挖修复技术分类
2.1 根据修复后管道结构分类
管道在经过非开挖施工技术修复后，其结构会与原本设计存在一定的出入，因此可以采用内衬管道和旧管道之间的结构关系完成分类工作，主要包括自立管、复合管、双层构造管三种。
自立管。自立管的技术思路为利用内衬管道直接承受管道外部压力，所以自立管具有与管道相同的负载能力、较长的使用寿命。设计时应根据管道原本的埋槽所承受荷载进行管道内衬设计，满足性能要求。
复合管。复合管的内衬管道将会和旧管道形成一个整体，通过对内衬管道和就管道缝隙中注入浆液使二者连接。使用复合管能具备和新管道相同的负载能力和耐久性能，可以满足管道的应用要求。
双层结构管。双层结构管道的外部荷载继续由旧管道承担，内衬管道承担地下水压力，所应用的内衬管道管壁较薄，因此造价较低，依靠内衬管道和就管道共同承担荷载，可以具备与新管道相同的性能。
2.2 根据修复施工成型方法分类
非开挖修复工作中，会采取新管道插入旧管道或新管成型等修复方法，细化为翻转法、牵引法等方法，可以对不同情况进行修复工作。
翻转法。该方法会利空气和水将硬化树脂以及其他软管材料翻转至管道内壁，利用热水、喷淋、紫外线照射等方式使材料固化，最终在管道内部固化为高强度的内衬管道。在材料供应稳定的情况下，该方法可以单次完成500米左右的施工，具有极高的修复效率。
牵引法。使用牵引法时先将灌有硬化树脂的软管运送到施工场地，然后将管道插入到管道内部，用压力使管内衬管道扩张紧贴管道内壁，结合紫外线、喷淋等方式加速管道固化。
制管法。制管法会在就管道内制造管道，利用带状硬塑料材料嵌合，在管道内形成螺旋管或者使用塑料片材料接合，构成新的塑料管。
之后在新旧管道之间注浆，保证新管道与旧管道之间贴合。该方法可使用在临时管道施工修复工作中，但是施工时需要克服注浆不易确认位置、水流断面损失大等问题。
3 管道非开挖修复工程设计
3.1 管道调查和检测
非开挖修复技术并不能像传统开挖技术一样直接挖掘管道，所以对施工计划的容错性比较低，需充分调查管道和相关设施的损坏以及老化问题，掌握现场情况，以形成具有针对性修复工程设计，严格根据管道的损坏情况制定计划。首先应进行管道运行情况调查，掌握管道的老化情况，通过查询技术资料，确定管道竣工时间、施工方法、埋深、管径、材质等基本信息，确定管道当前流量和周围情况，并研究管道的排水设施、养护情况等状态信息。管道的检测结果一般来自管道日常维护，所以检修人员一方面应做好现场检测工作，同时也要查阅日常维护工作中的检测记录，判断管道是否出现错位、脱节、变形、漏水等问题，还可以使用闭路电视以视频形式对管道损坏情况进行调查，确定管道内部是否存在淤积问题。
3.2 排水管道评估工作
对排水管道的评估能专业性地确定管道是否存在结构缺陷，帮助研判管道修复施工方案。评估工作会从损坏类型、大小、严重性作出判断，并分析管道的可修复性，让设计人员能正确应用相关技术开展施工。管道的常见缺陷包括沉积、结垢、障碍物等等，等级数高的缺陷包括破裂、错位、脱节。工程技术人员通过判断管道的缺陷和修复性，可以对管道修复工作作出：不修复或部分修复、对缺陷管段整体修复、抢险修复或翻建三种修复方法。评估工作应综合分析管道的长度、缺陷类型、对当地的重要性、周围土质状况、管道数量等确定管道修复指数，以及计算管道缺陷所导致的危险等级。
3.3 修复方案具体设计
3.3.1 确定非开挖施工技术
管道在经过修复之后应能满足原管道的荷载设计要求，不改变管道的原有流量并维持原本的管道技术标准要求，修复管道后，管道应能继续使用超过20年。如果发现某段管道出现三处以上损坏，一般采用整体修复计划。由于非开挖施工技术并不能完全解决所有的管道缺陷问题，所以在确定修复方案时应先判断是否可以使用非开挖修复技术，例如管道已经出现严重变形、错台等问题，此时就必须使用开挖施工；修复后的管道排水量应该与原本的设计相符合，如果非开挖施工技术不能满足该要求，则直接选择开挖修复施工。设计人员还要充分研究现场是否具备非开挖施工条件展开分析，交通状况制约比较大，不能使用开挖施工时，就要采用非开挖施工进行修复。
除技术方面因素，经济因素也是决定是否使用非开挖施工技术中必须考虑的，设计人员应计算不同修复技术下的工程费用，包括监测、保护、恢复等工作所导致的费用支出，降低修复工程的经济投入，使修复工作综合效益达到最大化。确定使用非开挖施工技术后，也要确定采用整体修复或者局部修复等修复策略，最终确定最合理的修复方案。
3.3.2 比选非开挖修复技术
如果确定现场情况、经济情况都能满足非开挖修复技术的要求，就要根据不同类型修复技术的各项进行比选，确定流量、强度等方面最适合的非开挖修复技术。如果管道属于大管径管道，使用局部修复的方式能不仅可以满足技术指标要求，也能减少资金投入；对于流沙地段，采用整体内衬技术能满足对现场安全性的要求；若施工周期并不紧张，可以采用低造价的嵌补法施工技术。设计方也应调查施工队伍的技术能力，确定最适合施工队伍的修复方案。
结束语：非开挖管道技术相比开挖修复技术优势明显，能避免对交通的影响，符合当前城市生活的快节奏。虽然非开挖技术相比开挖技术具备很多方面的优势，但是在选择技术时也要根据技术特点、现场情况确定最适合的技术，确保修复之后管道的流量、强度等性能参数都能满足要求，提升管道修复效果。
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