深圳市市政设计研究院有限公司
摘要：排水管网是现代城市不可或缺的重要基础设施，对城市经济社会发展具有重要影响。随着使用年限的增长以及排污量的大量增加，早期建设的排水管道已经出现大量老化和损坏，亟需进行修复或新建。目前国内普遍采用的方法是开挖后重新换管的方法进行维修，此方法虽然修复较为彻底，但是也存在弊端，道路开挖将影响到地面交通特别是繁忙路段的交通，开挖会造成地下通信、燃气、电力等地下管线的破坏，造成较大损失。针对此种情况，文章就研究管道非开挖修复在工程实践中的应用，希望对城市市政管道非开挖修复工程具有指导意义。
关键词：管道；非开挖修复；应用
引言
排水管网是“城市静脉”，承担着城市污水收集和雨水运输任务，是城市安全稳定运行的基础。目前，城市排水管线现状与世界城市的标准还有差距，现状排水管线系统由于年久失修存在较大安全隐患，污水管线断裂渗漏导致道路塌陷的现象时有发生，汛期大量雨水无法及时排除造成路面积水，影响交通。这也给社会的稳定运行带来压力；管道修复技术主要是随着管道的老化而出现的。管道埋深较大，难以直观的了解情况，具有不可见性，在地面上无法了解地下管道的状况，时常毫无征兆地遭到破坏。破坏的后果使运行中断，业主不但要承受经济损失，还要承受极大的公众压力。管道的重建不仅费用不菲，还会带来环境及社会问题。繁忙的城市交通，环境要求等都要求管道业主及政府有关部门必须最大限度地减少管道建设的开挖工作量，最好是零开挖量。所以，管道非开挖修复技术意义重大。
1.非开挖管道修复技术及其特点
排水管道在运行过程中普遍出现裂缝、接头松脱、错位、断裂、穿孔、坍塌、破损、变形等问题，影响到排水管道的正常功能时，需要进行修复或更换管道。传统的改造方法是开挖敷设新的管道，废除旧管道。但传统方法由于受制约因素很多，对周边居民的出行和车行交通会造成很大的影响。因此，近年来影响面较小的非开挖修复地下管道技术越来越受到重视。近年来，按管材、施工条件等因素产生了多种修复技术。比较有代表性的有内衬管滑拉入衬装、无缝衬装(又叫穿插修复)、管道翻衬、管道喷涂衬装、裂管衬装等多种方法。内衬管滑拉入衬装技术是在旧的管道里拉入新HDPE内衬管，并在新管前后端部与原有管道之间灌注水泥砂浆进行固定。无缝衬装(穿插修复)法是通过将内衬管的截面积缩小变形(拉长缩径或变形成“u”型或“C”型)，再注入高压或高温介质(如压力水、高温水、高压蒸汽)而使其复原贴衬在旧管道内壁，以增强其整体性能。管道翻衬技术是利用水或气体作动力，将灌浸有热硬性树脂的软管材料或是浸渍环氧聚合物后的复合纤维增强软管材料翻送至管道内并使其紧贴于旧管内壁，通过热水、蒸汽、喷淋或紫外线加热的方法使材料固化、在旧管内形成一根整体性强的光滑内衬塑料新管。管道喷涂衬装方法是将水泥砂浆、环氧树脂、环氧玻璃片等喷涂材料，在旧管道内喷涂形成加固层，再经自然养护形成主管道一衬里复合管。裂管衬装法是以待更新的旧管道为导向，在将其破碎的同时，将新管节拉入或顶入旧管道内，实施管道更新。以上几种技术中，除裂管法是管道原位全断面修复技术外，其余几种技术均是通过将HDPE管或其他材料内衬于旧管中，过水断面有所减小。而管道喷涂衬装法系非结构性衬装，对原有管道的结构性修复能力非常有限。另外，管道翻衬技术可以适用于多旁通管、多弯头，管内径尺寸变化大和管床塌陷管段错位等复杂的管段。
2.非开挖技术在管网修复工程中的应用
1、内衬法
传统的内衬法也称为插管法，是采用比原管道直径小或等径的化学建材管插入管道内，在新旧管道之间的环形间隙内灌浆，予以固结，形成一种管中管的结构，从而使化学建材管的防腐性能和原管材的机械性能合二为一，改善工作性能。该法适用于管径60～2500mm、管线长度600m以内的各种管道的修复。化学建材管材主要有醋酸一丁酸纤维素（CAB）、聚氯乙烯（PVC）、PE管等。此法施工简单，速度快，可适应大曲率半径的弯管。但存在管道的断面受损失较大、环形间隙要求灌浆、一般只用于圆形断面管道等缺点。为了减少修复后管道过流断面的损失，可以采用改进的内衬法。施工前首先将新管（主要是聚乙烯管）通过机械变形，使其断面产生变形（直径变小或改变形状），随后将其送入旧管内，最后通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与旧管形成紧密的配合。
改进的内衬法适用于管径为75～1200mm、长度在1000m以内的各类管道的修复。
2.原始固化法（CIPP）
原始固化法（CIPP），指采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬的修复方法。该工艺是目前发达国家应用较多的－种非开挖修复方式，目前世界约80％的管道整体非开挖修复均采用此项修复技术。该技术引入国内初期，设备投入和衬层材料成本较高，但随着各大城市管线非开挖修复的工程应用逐步增加，平均成本呈下降趋势，综合考虑环境、社会、交通、工程效果等因素，其综合效益的优势正逐步凸显。
3.U型内衬HDPE管修复技术
U型内衬HDPE管修复技术通常也称为紧密结合内衬法，其原理是采用外径比旧管道内径略小的HDPE管，通过变形设备将HDPE管压成U型并暂时捆绑以使其直径减小，通过牵引机将HDPE管穿入旧管道，然后利用水压或气（汽）压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径，使HDPE管涨贴到旧管道的内壁上，与旧管道紧密的配合，形成HDPE管的防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构。该技术因其具备卫生性能良好、过流断面损失小、变形适用范围大以及可长距离修复等优点，已广泛应用于给排水等相关管网修复工作，但用于压力管道中容易受管内压力波动影响，福清京东方既有源水管道修复工程在转折角度较大多就采用了此种方式。
4.喷涂法
喷涂法主要用于管道的防腐处理，也可用于在旧管形成结构性内衬。施工时，高速回转的喷头在绞车的牵引下，一边后退一边将水泥浆或环氧树脂均匀的喷涂在旧管道内壁上，喷头的后退速度决定喷涂层的厚度。此法适用于管径75～4500mm、管线长度在150m以内的各种管道的修复。其优点是不存在支管的连接问题，过流断面损失小，可适应管径、断面形状、弯曲度的变化，但树脂固化需要一定的时间，管道变形时施工难以进行，对施工人员的技术要求较高。
5.碎（裂）管法修复技术
碎（裂）管法是采用碎（裂）管设备从内部破碎或割裂原有管道，将原有管道碎片挤入周围土体形成管孔，并同步拉入新管道的管道更新方法。该修复技术主要适用于陶瓷、不加筋混凝土、石棉水泥、硬质塑料或铸铁管的旧管道更新；但难于实现对钢管、钢筋混凝土管、柔性塑料管等刚度大或韧性强管材料的修复和更新。属于结构性修复，仅适用于连续管段整体修复工程。
6.不锈钢内衬修复技术
不锈钢内衬修复技术是在旧管道内部穿插内衬薄壁不锈钢管，或将不锈钢板采用卷板形式在管道内部进行焊接，整体成型，从而达到防渗漏、腐蚀的目的，亦可提高原管道耐压水平。由于不锈钢内衬可以阻止管道内壁腐蚀，减小管道内壁粗糙度，增加了水的过流量，使内衬后的管道更安全、轻便、经济，使用寿命更长，从而达到修复的目的。福清京东方既有源水管道修复工程在下穿观音浦大桥，折点较多段则采用了此种方式。
结语
总而言之，对于排水管道非开挖修复技术的应用，为管网修复提供了一个全新的、切实可行的解决方案，降低了管网修复的难度及成本。非开挖修复应结合视频检测手段，因地制宜、科学合理、经济与社会效益相结合地选择最优的修复方案。排水管道非开挖修复对于城市地下水污染、地面塌陷、黑抽水体治理、污水处理提质增效、地下管网安全等诸多方面都具有非凡意义。
参考文献
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