給排水工程不開挖翻襯法管道內襯修復技術分析

張家奇

（華匯工程設計集團股份有限公司杭州博約分公司 浙江杭州 310000）

1 引言

在給排水工程中，對于1990年以前被埋設的金屬管道，大部分管道并沒有做內防腐的措施，所以管道內部非常容易出現積累污垢、受到腐蝕、管道穿孔等問題，這會嚴重影響到供水的水質。目前，全國范圍內各個大中城市，如北京、天津、大連等，紛紛開始對給排水工程的管道進行維修、改造乃至更換，各城市的做法可總結為以下幾種：如果經濟條件較好，有足夠資金，一般選擇廢除舊管道、鋪設新管道，此做法需求很大的資金投入；反之，沒有相應經濟條件的地區，則會選擇不需開挖管道的內襯修復技術。

除了在給排水工程中有這個問題，在管道行業的起源——石油行業中，也對不開挖管道內襯修復技術有更急迫的需求。因此，如何使維修地下管道簡單化、經濟化，已經成為管道工程界的重要研究課題。

2 技術的國內外發展現狀

不開挖舊管道修復指的是，當管道所在的實際環境中不允許其進行開挖換新、修理，或選擇開挖管道非常不經濟劃算，或管道經綜合分析屬于不應該廢棄的情況，或為提高管道輸送能力、延長其使用壽命等情況下，對管道進行的一種在線維修方式。經過幾十年的研究開發與實踐，現在形成的工藝技術有十多種，大概可以分為三類：①插入套管法（其中包括原形套管法和折疊式套管法）；②涂層法；③軟管翻襯法。接下來對三種方法進行簡要介紹。

（1）插入套管法。此方法的原理是將準備好的塑料原形管或者折疊式套管通過焊接、牽引就位等步驟固定在舊管線上。

（2）內涂層法。目前，經過多年的實踐總結改進與原材料工業的發展，目前，已經形成了幾種工藝，比如：水泥砂漿襯里、樹脂涂層等，但是，此方法的有些工序還有待改進，比如表面處理技術、質量檢測技術等。

（3）軟管翻襯法。從1980年以來，美國、英國、日本等國家的新技術產業興起，且發展速度較快，隨著其高分子化學工業的快速發展，軟管翻襯法應運而生。此方法的工作原理是：在水壓或氣壓的助力下，將復合增強聚酯纖維和熱固型樹脂等材料進行翻襯，使用熱水或自然冷卻方法進行固化，在此方法中，襯里厚度范圍是4～20mm，施工管徑是20～3000mm，單次施工長度是900m，最大施工壓力是1.72MPa，內襯層的最高使用溫度達可達95℃，繼續使用壽命是30年以上，目前，由于此方法使用范圍廣、施工要求簡單，所以是當前使用較為廣泛的方法。

我國技術人員在借鑒國外工藝的基礎上，從我國實際國情出發，結合我國地下管道中存在的特殊實際問題，比如：管壁厚度不均、管道內焊瘤、管道沉降導致接口錯位等諸多問題，創造出了不開挖翻襯法管道內襯修復技術，該技術可謂十分具有中國特色，其具有我國獨立知識產權，而且處于國際先進水平。

這項技術的原理是：在不開挖地面的原則下，利用現存的地面開口，比如：管道三通、閥門等，選擇復合纖維增強軟管作為載體（此材料是具有防滲透、耐蝕功能的保護膜）浸漬環氧聚合物，依靠水、氣體作為動力，使軟管緊緊貼于舊管道的內層，等待軟管固化后，就會在舊管道內形成光滑的、與原管道成為一個整體的“管中管”，從而修復被腐蝕的管道、延長管道的壽命。這種技術，不僅能夠有效解決管道的損壞問題，提高管道各類性能，延長管道壽命，其資金消耗少，也能夠對環境保護起到很大的積極作用，還不需要對地面進行大面積開挖，所以也不會影響交通、對人們的日常生活造成不便，有很強的實用性。

3 不開挖翻襯法管道內襯修復技術的主要工序、指標與特點

3.1 主要工序

圖1 技術的主要工序示意圖

對不開挖翻襯法管道內襯修復技術的主要工序介紹如下：

（1）清管：使用水性清洗液，采用機械工藝，清除舊管道內的污垢、銹跡，使管道內壁的金屬可見度達到60%以上；

（2）CCTV檢查：利用CCTV管內攝錄器，對管道內的清潔質量、內襯層的質量進行詳細檢查；

（3）固化：對軟管進行加熱或常溫固化等操作，使其表面變得光滑而且堅硬，并且能夠緊密貼在舊管道的內壁上，成為“管中管”；

（4）軟管制作、基料配制、合成作業：采用機電一體化翻襯機組（具有知識產權），實現高分子材料的配比和軟管輸送這兩個步驟的自動化，確保軟管的厚度非常均勻，保證其各項性能、指標達到技術設計要求；

（5）端口處理，選用“套袖式”連管，確保端口可靠，同時確保端口不會對內襯材料造成傷害；

（6）試壓連管：等到內管完全固化后，根據管道施工相關規范，分段進對管道進行試壓，等待業主驗收合格后，就可以進行最后的連管工序和投產。

3.2 不開挖翻襯法管道內襯修復技術的主要技術指標

此技術可修復的管道直徑范圍為：50～1200mm，可承受壓力范圍為：0.6～10.5MPa，粗糙度低于 5μm，內襯的厚度范圍為：2～10mm，工作最高溫度可達95℃，作業坑面積大概為2m×1.5m，與原管道相比，其輸送壓力可提高3～5%，輸量可提高10%左右，抗彎強度大于等于90MPa，抗拉強度大于等于65MPa，抗壓強度大于等于110MPa，擊穿電壓約為3.5kV/mm，抗沖擊能力強，單次翻襯長度可達1000m，使用壽命可達30～50年，介質包括油氣水或者酸堿性腐蝕介質，投資消耗不到新建鋼質管的60%，在進行內襯材料選擇時，可以根據管道輸送物質類型，選用滿足食品級衛生要求的無毒材料。

4 不開挖翻襯法管道內襯修復技術的優點

與其他管道修復技術相比，不開挖翻襯法管道內襯修復技術的優點很明顯，列舉如下：①施工要求較少，即使在管道錯口處、彎頭處等復雜結構處，也可以施工；②作業坑較小，造價較低，施工周期較短，對周邊影響較小，對環境的污染較少；③內襯層很薄；④施工設備要求簡單，周期較短；⑤施工時間較為自由，不會受到季節影響；⑥適用范圍廣，被修復管道類型（材質、形狀）適用類型局限較少，對管道清理程度的要求不高；⑦其線膨脹系數與鋼質管道的線膨脹系數非常接近；⑧能夠使管道的輸量和輸送壓力提高。

表1 其他修復方法與不開挖翻襯法管道內襯修復技術的比較結果

根按美國NACE機構的相關質量檢驗標準要求，在管道修復的施工過程中，對內襯材料造成的劃痕深度應當小于10%，對于不開挖翻襯法管道內襯修復技術來說，其內襯管是沒有固化前翻襯進管道內的，襯管與原管道之間并沒有相對滑移的現象，所以根本不會存在以上問題；而且，此技術中，由于精心選用了較為特殊的材料，所以施工工藝也比較簡便，所以該技術能夠滿足使用領域內的技術要求。

5 不開挖翻襯法管道內襯修復工程的技術創新點及造價

該技術具有以下創新點：①內襯的軟管與外部舊管道貼合得非常緊密；②內襯管道具有很強的適應性，施工難度不高，但是其耐用度很高；③其施工與加工已經實現了機電一體化。

該技術已經申請了以下專利技術：①翻襯法復合軟管成形裝置；②修復地下管道的復合軟管；③組裝式翻襯法管道修復裝置。

6 問題探討

給排水工程中的不開挖翻襯法管道內襯修復工程的技術的應用前景十分良好，但其現在還存在一些問題需要注意，對其探討如下：

（1）目前，該技術在我國已經有了一個較為良好的發展，而且已經在管道工程界和業主的積極認可，越來越多的工程單位開始消防，因此，此技術需要盡快規范化，才能得到更加有序的發展。

（2）該技術原理雖簡單，但是每個環節都需要深厚的專業知識積累。因此，其技術應當強化專業分工并分專業開發，還應該提高機電一體化水平，減少人為失誤。

（3）應當加大該技術的宣傳力度，讓用戶充分了解該技術的國際先進性與良好經濟型，擴大該技術的市場，并且通過提高管理水平降低工程的成本，使該技術更具有普及性。

7 結束語

目前，不開挖翻襯法管道內襯修復技術是世界上工人的最為簡單化、經濟化的方法，其在我國已進入了進一步開拓階段。該技術在應用中，適用管道類型多、作業難度低、對環境的污染較小、負面影響小，優點諸多，因此發展前景非常良好，為了給其積極發展創造良好環境，國家相關部門應當盡快制定技術標準，各個建筑單位也應該重視人才篩選、技術開發與宣傳等，從而更好地使該技術發揮效用。

[1]俞蓉蓉，蔡志章.地下金屬管道的腐蝕與防護.北京：石油工業出版社，1998.