非開挖管道修復(fù)技術(shù)是20世紀80年代在發(fā)達國家興起并形成的產(chǎn)業(yè)，該技術(shù)是對傳統(tǒng)的以開挖施工方式更新、修復(fù)地下管線技術(shù)的一次革命。由于其具有獨到的技術(shù)特征，對城鎮(zhèn)交通影響小、效率高、成本低等優(yōu)勢，日益受到各國的重視和青睞，并創(chuàng)造出良好的社會效益和經(jīng)濟效益。對現(xiàn)有城市管網(wǎng)進行改造，是城市發(fā)展過程中不可回避的問題。在城市地下管網(wǎng)的更新過程中如果全面采用開挖更換的手段，其龐大的開支不說，由此引起的環(huán)境問題、交通問題及對居民生活的影響都將是相當大的。采取非開挖手段解決管網(wǎng)改造中的問題，減少管網(wǎng)改造帶來的負面影響是城市建設(shè)以及現(xiàn)代化社會生活的強烈要求。非開挖管道修復(fù)技術(shù)是在不開挖或少開挖(僅開挖工作井)的情況下，利用原管位資源，采取相關(guān)技術(shù)在現(xiàn)有管道內(nèi)安裝內(nèi)襯(新管道)的方式使管道獲得再生，可以重新獲得3O～50年的使用壽命。非開挖內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括燃氣管道、給排水管道、化工管道、熱力管道、石油管道及其它地下工業(yè)管道等。

        1 非開挖管道修復(fù)技術(shù)的主要方法常用的地下管道非開挖修復(fù)技術(shù)主要有以下幾種。

        1．1 內(nèi)襯管法

        即將一條新的管徑略小于舊管道的鑄鐵管(DIP)、聚乙烯管(PE)或鋼管拉人到原有舊管道中。也可通過專用設(shè)備將直徑大于或等于原管道管徑的高密度聚乙烯管(HDPE)通過縮徑或壓“U”變形后拉人舊管道中，利用其記憶性復(fù)原管徑并與舊管道緊密帖在一起。還有翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法、PVC纏繞法等現(xiàn)場成內(nèi)襯管的方法。

        1．2 管內(nèi)水泥砂漿噴涂法

        主要應(yīng)用在供水管道，即利用砂漿噴涂機在原有管道內(nèi)壁均勻噴射水泥砂漿做襯里，以達到避免結(jié)垢、減少輸水阻力、提高供水能力、增強管道內(nèi)防腐、減少管道漏水的目的。

        1．3 爆(裂)管襯裝法

        即利用爆(裂)管機將舊管道破碎或脹裂并壓人到周圍地層中，同時將HDPE、鋼管等材質(zhì)的新管拖人到原管位。該方法不適合周圍管線復(fù)雜的環(huán)境，可能對周圍管線造成破壞。

        以上各種方法在國內(nèi)外工程實踐中均有應(yīng)用，并取得了較好的效益。本文重點對幾種常用的內(nèi)襯管修復(fù)技術(shù)進行介紹。

        2 內(nèi)襯非開挖修復(fù)技術(shù)的主要方法

        2．1 短管內(nèi)襯法

        即將短管現(xiàn)場一邊焊接一邊拖人舊管道內(nèi)，后將新舊管道之間間隙注入砂漿填滿。內(nèi)襯短管可以是PE、PP、PVC、GRP等，短管的長度符合人T操作井的拖人要求。此方法費用比較低，但管道修復(fù)后斷而損火比較大，流量減小，已經(jīng)很少采用。

        2．2 內(nèi)襯HDPE管法

        管道內(nèi)襯HDPE管技術(shù)是將外徑略大于主管道內(nèi)徑的HDPE襯管，經(jīng)多級等徑縮徑或壓“U”變形后，使其截面小于主管道的內(nèi)截面，在牽引力的作用下快速插入主管道。依靠HDPE管自身記憶特性或借助壓力和溫度使HDPE襯管管徑回彈膨脹并以過盈狀態(tài)帖附于主管道內(nèi)壁，形成牢固的管中管，從而達到恢復(fù)主管道使用功能，延長使用壽命的目的。本方法的管道橫截面面積減少較小，但由于HDPE管內(nèi)壁光滑，水流阻力小，使得流量和流速都可能增加。

        內(nèi)襯HDPE管技術(shù)主要有壓“U”變形技術(shù)和多級等徑縮徑技術(shù)2種。

        2．2．1 壓“U”變形技術(shù)

        原理是利用材料的形狀記憶特性，在內(nèi)襯HDPE管插入現(xiàn)管道之前利用專用的壓“u”設(shè)備將其截面變成U形，內(nèi)襯是連續(xù)的，內(nèi)襯HDPE管插入到管道后在壓力作用下恢復(fù)原來的管道形狀，終形成修復(fù)后的復(fù)合管道。本項工藝俗稱“折疊變形法”，可用于結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性的修復(fù)。

        以U形插入管道 特定條件下緩慢恢復(fù) 完今恢復(fù)原形狀

        2．2．2 多級等徑縮徑技術(shù)

        其工作原理如圖4所示。通過專用的縮徑機在常溫或加熱之后拉拔內(nèi)襯HDPE管，使其分子鏈重新組合，管徑減小，在絞車的牽引力作用下快速拖人舊管道。變形就位后靠HDPE管長分子結(jié)構(gòu)的記憶性，使其直徑逐漸的自然恢復(fù)，直至達到與『[]管道內(nèi)徑相同的形狀和尺寸，形成緊密的內(nèi)襯層。

        2．3 翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法(CIPP)

        采用水壓力或氣體壓力將已經(jīng)涂滿樹脂的軟管翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯到舊管道內(nèi)部，通過加熱或其它措施使內(nèi)襯材料固化，產(chǎn)生一個剛性的管道內(nèi)襯層，從而達到安裝內(nèi)襯修復(fù)管道的目的。該工法使得修復(fù)后管道的內(nèi)截面達到小減少量，流速和輸送能力會有所增加，可以同時對管道的彎頭部位進行修復(fù)作業(yè)。內(nèi)襯軟管主要有聚合物、玻璃纖維布或無紡纖維材料做骨架，浸漬樹脂材料而成?，F(xiàn)在瑞士已經(jīng)開發(fā)出新的內(nèi)襯管，將紡織物(纖維)和PE通過特殊工藝作成一體化的軟管，內(nèi)層為增強紡織物，外層為光滑的PE層。在翻轉(zhuǎn)修復(fù)前，將AB膠灌人軟管內(nèi)，在內(nèi)層形成均勻的涂層。在氣壓或水壓作用下翻轉(zhuǎn)進入舊管道內(nèi)部，保壓一定時間后AB膠固化，將內(nèi)襯軟管的紡織物層與舊管道緊密粘結(jié)在一起，而光滑的PE層阻力很小，會提高管道的輸送能力。

        2．4 螺旋內(nèi)襯法

        該工藝是將帶狀聚氯乙烯(PVC)型材放在現(xiàn)有的人孔井底部，通過專用的纏繞機，在原有的管道內(nèi)部螺旋旋轉(zhuǎn)纏繞成一條固定口徑的新管，并在新管和舊管之問的空隙灌入水泥砂漿。所用型材外表面布滿T形肋，以增加其結(jié)構(gòu)強度；而作為新管內(nèi)壁的內(nèi)表面則光滑平整。型材兩邊各有公母鎖扣，材邊緣的鎖扣在螺旋纏繞中互鎖，在原有管道內(nèi)形

        成一條連續(xù)無縫的結(jié)構(gòu)性新管。該工藝是污水、雨水管道更新修復(fù)中的一種有效、可靠、完善的工藝。管道可在通水的情況下作業(yè)，水深30％通?？烧Ｗ鳂I(yè)。螺旋纏繞法目前在市政管網(wǎng)的修復(fù)施工中應(yīng)用比較廣泛，管道修復(fù)后內(nèi)壁光滑，輸送能力比修復(fù)前的混凝土管要好，而且材料占地面積較小，適合長距離的管道修復(fù)。

        3 非開挖管道修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的配套機具

        除以上所述不同修復(fù)工藝所需專用設(shè)備外，在修復(fù)前管道的檢測，清理過程中還必備內(nèi)窺鏡(CCTV)等輔助設(shè)備。

        3．1良好的CCTV管道內(nèi)窺檢測系統(tǒng)，在管道內(nèi)自動爬行，對管道內(nèi)的銹層、結(jié)垢、腐蝕、穿孑L、裂紋等狀況進行探測和攝像，將圖像傳輸?shù)降孛?，可以即時觀察并能夠保存錄象資料。在施工過程中利用管道內(nèi)窺檢測系統(tǒng)對管道內(nèi)壁進行監(jiān)控，為制定修復(fù)方案提供重要依據(jù)；對清洗、修復(fù)前管道內(nèi)壁結(jié)垢、腐蝕狀況及管道清洗、修復(fù)后的效果進行直觀檢查、比較和紀錄，提供對管道施工質(zhì)量進行評估的依據(jù)。

        3．2 管道清洗設(shè)備

        管道內(nèi)襯修復(fù)前必須對原管道進行清洗，現(xiàn)應(yīng)用多的主要有水力清洗，拉鏜清洗等。通過外壁鑲嵌合金的拉鏜頭、高壓水射流能夠輕松清除管道內(nèi)硬垢、焊瘤、無機鹽沉積物等清洗難度較大的污垢。

        4 應(yīng)用前景分析

        隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，人民生活改善對用水、氣、油等需求的增加，城市管網(wǎng)必須提高輸送能力，隨著新建管道數(shù)量的增加，地下空間越來越小，新鋪管道的難度越來越大。而原有管道隨著時問的推移，管道的泄漏、腐蝕情況嚴重，對其進行改造成為城市發(fā)展過程中的必然。而這些管網(wǎng)從技術(shù)上講完全可以采取內(nèi)襯修復(fù)的工藝進行解決。非開挖修復(fù)方法整體優(yōu)勢在于修復(fù)的負面影響小，修復(fù)所占用場地比較少，對地面、交通、環(huán)境以及周圍地下管線的影響很小。因此推廣應(yīng)用非開挖修復(fù)技術(shù)勢在必行。

        內(nèi)襯非開挖修復(fù)管道的成本現(xiàn)在約為新建管道的40％ ～60％ ，費用還是比較高的，這成為技術(shù)推廣的一大阻力，使得許多中小城市望而卻步。其實綜合考慮開挖對周圍管線的影響，市民的生活質(zhì)量，交通等等因素，非開挖修復(fù)的費用是可以接受的，而且費用高的主要原因在于內(nèi)襯材料完全依賴進口，使得修復(fù)費用大大提高。隨著內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的進一步提高及推廣應(yīng)用，內(nèi)襯材料在國內(nèi)批量生產(chǎn)，修復(fù)費用也會相應(yīng)降低。

        國內(nèi)的管網(wǎng)由于歷史原因造成的許多問題都急需內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)去解決?，F(xiàn)在采用的開挖更換方法對老城市是不適用的，但目前由于缺少高水平的施工開發(fā)企業(yè)，造成國內(nèi)的管網(wǎng)改造工程不得不沿用開挖更新的傳統(tǒng)做法。管道修復(fù)技術(shù)不論在經(jīng)濟成本、社會成本還是環(huán)境成本方面都有著非常大的優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用空間。內(nèi)襯管道修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)仍然處于起步階段，還沒有從事內(nèi)襯修復(fù)設(shè)計的專業(yè)人員對管道內(nèi)襯材料、方式進行研究，也沒有相應(yīng)的技術(shù)標準，專業(yè)從事管道修復(fù)的施工企業(yè)也很少。國內(nèi)管道修復(fù)技術(shù)發(fā)展落后于市場巨大需求形成了鮮明的對比。隨著研究人員及施工單位越來越多介入，技術(shù)越來越完善，內(nèi)襯非開挖管道修復(fù)技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用。