地下管道的非開挖修復(fù)技術(shù)及其發(fā)展前景

摘要：歸納和總結(jié)了非開挖技術(shù)特點，重點探討了非開挖技術(shù)在管道修復(fù)中的幾種方法，同時基于當前模式、現(xiàn)狀需求的分析研究，展望我國關(guān)于非開挖管道修復(fù)技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：非開挖技術(shù) 管道修復(fù) 內(nèi)襯法 現(xiàn)場固化法

0 引言

非開挖技術(shù)自60年代初開始在西方發(fā)達國家興起，現(xiàn)已成為一項政府支持、社會提倡、企業(yè)參與的新技術(shù)。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市地下空間管線日趨密集，各個管道系統(tǒng)的交互區(qū)段更為錯綜復(fù)雜，在運營多年后會出現(xiàn)管道破裂或發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞，甚者穿孔或泄漏事故將會隨時發(fā)生。將會導(dǎo)致阻斷交通、影響商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活和秩序，而非開挖技術(shù)在管線施工時，無需對路面和地面進行破壞，解決了長期以來困擾城市地下管線建設(shè)工程的難題[1]。

非開挖技術(shù)是就是采用各種方法，材料，設(shè)備來鋪設(shè)，更換或修復(fù)地下公用設(shè)施而能做到最小限度擾民礙市。非開挖技術(shù)應(yīng)用了定向鉆井技術(shù)的原理，極大地降低了地下管線施工對交通、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、居民生活工作等造成的影響，成為現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、管理的一個重要組成部分。

1 非開挖管道修復(fù)技術(shù)的特點

在城市建設(shè)快速發(fā)展的今天，與傳統(tǒng)的地下管線施工相比，非開挖技術(shù)能夠做到：

①最小的交通干擾，對周圍的商業(yè)環(huán)境影響較小；

②對能以進入的區(qū)域也可施工，諸如跌路、公路、河流、建筑物、鬧市區(qū)等地時，其它方法無法替代；

③速度快，施工周期短；

④綜合成本低，社會效益與經(jīng)濟效益明顯；

⑤勞動強度低，施工安全性高。正是憑借這獨特優(yōu)勢，非開挖技術(shù)在近一二十年取得了異常迅猛的發(fā)展，市場前景非常廣闊，被譽為“朝陽產(chǎn)業(yè)”。

2 非開挖管道修復(fù)技術(shù)的方法

非開挖技術(shù)按其用途一般可分為三類，一為非開挖管線鋪設(shè)技術(shù)，其施工方法又包括頂管法、盾構(gòu)法（微型隧道法）、導(dǎo)向鉆井法等；二為非開挖管線更換，如吃管法、爆管法等；三為非開挖管線修復(fù)，如內(nèi)襯法；改進內(nèi)襯法、軟襯法、纏繞法、噴涂法。目前在我國應(yīng)用較普遍的是非開挖管道鋪設(shè)技術(shù)，非開挖管道更換或修復(fù)技術(shù)在我國還屬于正在起步階段，但更具有發(fā)展前景。本文主要介紹世界上比較先進的兩類非開挖管線修復(fù)技術(shù)。

2.1 現(xiàn)場固化法CIPP（cured in place pipe）

現(xiàn)場固化法，是世界各國應(yīng)用較多的一種非開挖修復(fù)方法，該方法采用樹脂加熱原理，安裝前在氈制的軟管中填滿樹脂，再將管口翻轉(zhuǎn)后用灌水的方法使軟管由井進入管道，然后加熱水將樹脂固化，最后在舊管中形成一道樹脂內(nèi)襯管。CIPP工藝管徑損失較小，適用范圍廣，適用于200~2000mm的各種管道，比如圓形、蛋管、矩形，但造價較高，且施工技術(shù)要求也較高。

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圖2-1 翻轉(zhuǎn)法（CIPP）修復(fù)技術(shù)

2.2 內(nèi)襯法

2.2.1 傳統(tǒng)內(nèi)襯法(插管法)

插管法是在施工時，將一小管插入大管，在新管和舊管的環(huán)形空間內(nèi)用灌漿固定。傳統(tǒng)的內(nèi)襯法是使用最早的一種非開挖地下管道修復(fù)方法。短管內(nèi)襯工藝主要如圖2-2所示。

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圖2-2 短管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)

該方法施工較為簡單，投資少，施工速度快，但是管道修復(fù)后斷面損失較大，流量減小；環(huán)形間隙必須灌漿，支管連接需開挖進行，且只適用于圓形斷面通道，目前該法采用較少。

2.2.2 改進的內(nèi)襯法(軟管內(nèi)襯法)

隨著高分子化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，軟管內(nèi)襯法利用PE或PVC管的性能，將管的直徑在插入舊管之前暫時變小或改變形狀，插入后新管膨脹，利用水壓或氣壓翻襯，固化方式為熱水或自然冷卻，與舊管貼合在一起形成緊密連結(jié)，避免了傳統(tǒng)內(nèi)襯法在新舊管的環(huán)空內(nèi)灌漿的需要。可用于飲用水管道，帶下水管道及化工企業(yè)部分工藝管道，壽命較長可達30年以上，該方法應(yīng)用范圍較廣，施工較為簡便，有良好的社會效益，是一種較好的非開挖技術(shù)方法。

2.2.3 螺旋纏繞內(nèi)襯法

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圖2-3 螺旋制管法修復(fù)技術(shù)

螺旋纏繞內(nèi)襯法，是帶狀有肋型材螺旋纏繞形成一個連續(xù)的管子，在纏繞形成管子的過程中同時插入現(xiàn)有的管道內(nèi)部，通過注入水泥漿體將內(nèi)襯與現(xiàn)有管道緊密結(jié)合在一起。施工周期長，造價低、保持原管道通水工程等特點。主要施工工藝如圖2-3所示。

螺旋管內(nèi)襯法修復(fù)后具有如下優(yōu)點：該方法適合重力流管道和低壓管道，尤其是管道內(nèi)部出現(xiàn)淘空情況的管道的修復(fù)。施工安全，無噪音，不污染周邊環(huán)境和對居民的干擾；具有獨立的承載能力而不依賴原管道[2]。

各種非開挖管道修復(fù)技術(shù)均有各自其局限性，選擇施工方案時應(yīng)根據(jù)損壞類型、價格、對環(huán)境要求、允許停水時間、對翻新后管道過水能力要求、管段中支管的數(shù)量和位置、管線周圍其它市政管線位置、管段所處街道的交通狀況及其施工時可能造成的擾民程度等綜合考慮，找出最佳施工方案。比如，螺旋管內(nèi)襯法可以適當帶水作業(yè)；現(xiàn)場樹脂固化幾乎適用于各種損壞但價格較高；短管內(nèi)襯法對水流或斷面有一定影響[3]。除了應(yīng)用于各類地下管線（自來水、雨水、石油、天然氣等管道，以及通訊、動力和信號燈電纜）的鋪設(shè)、更換、修復(fù)的施工，還可應(yīng)用于其他眾多領(lǐng)域，包括非開挖技術(shù)用于電力工程；用于進行環(huán)境治理或檢測；用于中小型湖泊的石油勘探與開采及瓦斯的排放和煤層氣開發(fā)等方面[4]。

3 我國非開挖技術(shù)的發(fā)展前景

隨著我國國民經(jīng)濟的高速增長和對管線施工環(huán)境要求愈來愈高，我國非開挖行業(yè)技術(shù)也得到穩(wěn)步、健康發(fā)展，無論是新管的鋪設(shè)還是舊管的修復(fù)和更換都取得了一定的好成績。非開挖管道施工技術(shù)已經(jīng)形成了“政府支持、企業(yè)參與、行業(yè)推進、社會關(guān)注”的良好氛圍?；诋斍澳Ｊ?、現(xiàn)狀需求的分析研究，對非開挖技術(shù)的發(fā)展前景分析如下：

3.1 非開挖技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間

隨著世界城市化進程加快，城市化趨勢已不可逆轉(zhuǎn)。為確保國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，加大城市地下空間開發(fā)利用的力度，將城市相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建造在地下，無疑成為未來城鎮(zhèn)建設(shè)的重要發(fā)展方向之一，各類管道的數(shù)量必將以很高速度增長，因而作為城市管網(wǎng)地下化重要技術(shù)手段，非開挖技術(shù)的發(fā)展前景是極為廣闊的。

3.2 非開挖技術(shù)應(yīng)逐漸從管道鋪設(shè)向管道修復(fù)與置換方向發(fā)展

目前，我國相對管道數(shù)量不高，非開挖管道鋪設(shè)技術(shù)應(yīng)用比較普遍，而非開挖管道修復(fù)或置換技術(shù)在我國屬于起步階段，隨著大量管道的鋪設(shè)完成，原有管道和新鋪管道隨著時間的推移，將會出現(xiàn)泄漏、腐蝕或老化現(xiàn)象，對管道進行修復(fù)和置換必將成城市管理中心的突出主題。而在城市快速發(fā)展的今天，無污染、工期短、造價低、擾民少的非開挖修復(fù)和置換技術(shù)將成為今后的主流施工技術(shù)[5]。

3.3 繼續(xù)加強非開挖專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)

由于該項技術(shù)在我國尚處于起步階段，但非開挖技術(shù)人才仍然不能滿足市場專業(yè)人才需要，尤其是專業(yè)技術(shù)帶頭人、項目負責(zé)人更為缺乏，今后應(yīng)將繼續(xù)擴大高校的非開挖專業(yè)技術(shù)群體，加強非開挖技術(shù)的培訓(xùn)工作，利用資源和人才優(yōu)勢，攻關(guān)自主創(chuàng)新，最終研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的非開挖技術(shù)和設(shè)備，并不斷拓寬其實用條件，這將是未來非開挖技術(shù)的發(fā)展方向之一[6]。

4 結(jié)束語

近年來，非開挖作為一種新型的地下管線建設(shè)方法，在中國得到迅猛發(fā)展，非開挖技術(shù)具有的無污染、無噪音、質(zhì)量優(yōu)、工期短、安全性高、造價低、施工擾民少等優(yōu)點越來越受到地下管道建設(shè)部門的青睞。隨著現(xiàn)代化進程不斷的加快，城市的不斷繁榮，城市地下管線越來越復(fù)雜，民眾環(huán)保意識的增強，非開挖技術(shù)在不久的將來會有一個更好的發(fā)展，使之更科學(xué)化與標準化。

參考文獻：

[1]何鎳鵬.非開挖技術(shù)在污水管道修復(fù)的方法[J].化學(xué)工程與裝備，2009(9):(170~175).

[2]許經(jīng)綸.螺旋式纏繞制管內(nèi)襯技術(shù)—修復(fù)污水管道專用的非開挖技術(shù)及實施過程[J].上海水務(wù)，2009，25（2）：53~54.

[3]龍新明.給排水管道在線非開挖修復(fù)技術(shù)綜述[J].科技資訊，2006，18:31~32.

[4]朱文監(jiān)，張雅春，張培豐，等.非開挖技術(shù)在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].非開挖技術(shù)，2007，24（2）：7~11.

[5]苗艷艷，樊勇.非開挖技術(shù)在城市地下管道修復(fù)中的應(yīng)用[J].非開挖技術(shù)，2007，24(2)：(131~132).

[6]張浩.非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工中的應(yīng)用[J].供排水設(shè)備，2009，25(4):27~29.