地下管道的非開挖修復技術及其發展前景

摘要：歸納和總結了非開挖技術特點，重點探討了非開挖技術在管道修復中的幾種方法，同時基于當前模式、現狀需求的分析研究，展望我國關于非開挖管道修復技術的發展前景。

關鍵詞：非開挖技術 管道修復 內襯法 現場固化法

0 引言

非開挖技術自60年代初開始在西方發達國家興起，現已成為一項政府支持、社會提倡、企業參與的新技術。隨著城市建設的不斷發展，城市地下空間管線日趨密集，各個管道系統的交互區段更為錯綜復雜，在運營多年后會出現管道破裂或發生結構性損壞，甚者穿孔或泄漏事故將會隨時發生。將會導致阻斷交通、影響商店、醫院、學校和居民的正常生活和秩序，而非開挖技術在管線施工時，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工程的難題[1]。

非開挖技術是就是采用各種方法，材料，設備來鋪設，更換或修復地下公用設施而能做到最小限度擾民礙市。非開挖技術應用了定向鉆井技術的原理，極大地降低了地下管線施工對交通、環境、基礎設施、居民生活工作等造成的影響，成為現代城市基礎設施建設、管理的一個重要組成部分。

1 非開挖管道修復技術的特點

在城市建設快速發展的今天，與傳統的地下管線施工相比，非開挖技術能夠做到：

①最小的交通干擾，對周圍的商業環境影響較??；

②對能以進入的區域也可施工，諸如跌路、公路、河流、建筑物、鬧市區等地時，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。正是憑借這獨特優勢，非開挖技術在近一二十年取得了異常迅猛的發展，市場前景非常廣闊，被譽為“朝陽產業”。

2 非開挖管道修復技術的方法

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

2.1 現場固化法CIPP（cured in place pipe）

現場固化法，是世界各國應用較多的一種非開挖修復方法，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，且施工技術要求也較高。

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圖2-1 翻轉法（CIPP）修復技術

2.2 內襯法

2.2.1 傳統內襯法(插管法)

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

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圖2-2 短管內襯修復技術

該方法施工較為簡單，投資少，施工速度快，但是管道修復后斷面損失較大，流量減??；環形間隙必須灌漿，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 改進的內襯法(軟管內襯法)

隨著高分子化學工業的飛速發展，軟管內襯法利用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，避免了傳統內襯法在新舊管的環空內灌漿的需要?？捎糜陲嬘盟艿溃瑤滤艿兰盎て髽I部分工藝管道，壽命較長可達30年以上，該方法應用范圍較廣，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方法。

2.2.3 螺旋纏繞內襯法

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圖2-3 螺旋制管法修復技術

螺旋纏繞內襯法，是帶狀有肋型材螺旋纏繞形成一個連續的管子，在纏繞形成管子的過程中同時插入現有的管道內部，通過注入水泥漿體將內襯與現有管道緊密結合在一起。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。

螺旋管內襯法修復后具有如下優點：該方法適合重力流管道和低壓管道，尤其是管道內部出現淘空情況的管道的修復。施工安全，無噪音，不污染周邊環境和對居民的干擾；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技術均有各自其局限性，選擇施工方案時應根據損壞類型、價格、對環境要求、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，螺旋管內襯法可以適當帶水作業；現場樹脂固化幾乎適用于各種損壞但價格較高；短管內襯法對水流或斷面有一定影響[3]。除了應用于各類地下管線（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、更換、修復的施工，還可應用于其他眾多領域，包括非開挖技術用于電力工程；用于進行環境治理或檢測；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等方面[4]。

3 我國非開挖技術的發展前景

隨著我國國民經濟的高速增長和對管線施工環境要求愈來愈高，我國非開挖行業技術也得到穩步、健康發展，無論是新管的鋪設還是舊管的修復和更換都取得了一定的好成績。非開挖管道施工技術已經形成了“政府支持、企業參與、行業推進、社會關注”的良好氛圍?；诋斍澳Ｊ?、現狀需求的分析研究，對非開挖技術的發展前景分析如下：

3.1 非開挖技術具有廣闊的應用前景和發展空間

隨著世界城市化進程加快，城市化趨勢已不可逆轉。為確保國民經濟的可持續發展，加大城市地下空間開發利用的力度，將城市相關的基礎設施建造在地下，無疑成為未來城鎮建設的重要發展方向之一，各類管道的數量必將以很高速度增長，因而作為城市管網地下化重要技術手段，非開挖技術的發展前景是極為廣闊的。

3.2 非開挖技術應逐漸從管道鋪設向管道修復與置換方向發展

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

3.3 繼續加強非開挖專業技術人員培訓

由于該項技術在我國尚處于起步階段，但非開挖技術人才仍然不能滿足市場專業人才需要，尤其是專業技術帶頭人、項目負責人更為缺乏，今后應將繼續擴大高校的非開挖專業技術群體，加強非開挖技術的培訓工作，利用資源和人才優勢，攻關自主創新，最終研發出具有自主知識產權的非開挖技術和設備，并不斷拓寬其實用條件，這將是未來非開挖技術的發展方向之一[6]。

4 結束語

近年來，非開挖作為一種新型的地下管線建設方法，在中國得到迅猛發展，非開挖技術具有的無污染、無噪音、質量優、工期短、安全性高、造價低、施工擾民少等優點越來越受到地下管道建設部門的青睞。隨著現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雜，民眾環保意識的增強，非開挖技術在不久的將來會有一個更好的發展，使之更科學化與標準化。

參考文獻：

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

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

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

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

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

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