摘要：本文系统的论述了目前广泛应用于市政地下管道修复的非开挖技术，从技术、经济及管理等方面对各种工艺进行了详细的分析，提出了推广非开挖施工技术应用需要注意的几个问题，最后根据现状对非开挖管道修复技术的可持续发展作出了展望。
关键词：市政管道；管道修复；非开挖技术；展望
目前，城市地下管道的修复已成为城市地下管道的管理部门一个亟待解决的问题。由于管道位置的特殊性，不可避免使得修复方法选用具有局限性。非开挖修复技术有效平衡了管道修复与影响城市交通二者的矛盾。目前城市排水管道修复的首选方法是非开挖修复方法。在不少大中型城市，非开挖技术已经在城市管道修复行业中得到了非常广泛的应用。
1非开挖管道修复技术的优点
作为市政管网维护提供全新的手段，在一些交通干道以及一些根本无法开挖的地段，非开挖技术的应用，显示了该技术无可比拟的优点。其优势主要表现为以下几点：
（1）有效降低开挖施工对居民正常生活的干扰。
（2）通过高精度地控制地下管道的敷设方向、埋深，并可使管道绕过巨石和地下构筑物等地下障碍。
（3）成本优势明显。在可比条件下，非开挖管道敷设、更换、修复综合费用均低于开挖管道，并且在管径及埋深越大时越明显。
2非开挖管道修复技术的应用
目前主要的管道非开挖修复技术如下：内衬法、喷涂法、局部修复法、化学注浆法和原位固化法（软衬法）等。
2.1内衬法
传统内衬法也称作插管法，就是将比原管道直径小或等径的塑料管插入原管道内，在新旧管道之间的环形间隙里灌浆，予以固结，形成一种管中管的管道结构，通过将塑料管道防腐性能和金属材料机械性能合二为一，有效改进管道工作性能，适用于各种地下管道的修复。新管可以由聚乙烯管预先对焊而成的连续长管，也可以是分节的短塑料管等，在工作坑连接后分别送入旧管道内。传统内衬法适用于管径为60~250 mm，长度为600 m左右的各类管道的修复。
传统内衬法优点是施工简单，对工作人员技术要求低；施工速度快；无需专用设备，投资少、施工成本低；可适应大曲率半径弯管。缺点是过流断面受损失较大，但管径较大时影响较小；环形间隙要求灌浆；需开挖一条导向槽（连续管法）；分支管连接点需开挖进行；一般只适用于圆形断面管道。
改进内衬法通常也称紧密结合内衬法，它包括冷轧法、热拔法和变形法。利用PE或PVC管的性能，将管的直径在插入旧管之前暂时变小或改变形状，插入后新管膨胀，与旧管贴合在一起形成紧密连结，避免了传统内衬法在新旧管的环空内灌浆需要。冷轧法和热拔法的暂时缩径，既可通过机械轧制（冷轧法），也可在一个已缩径的模具上拉拔得到（热拔法）。对变形法，管在挤压后很快变形和折叠，并缠绕在一滚筒上，插入旧管内，在蒸汽的作用下膨胀而与旧管形成紧密结合。改进内衬法适用于管径为75~1200 mm、管道长度为1000m左右的各类管道修复。
改进内衬法优点是不需要灌浆，施工速度快；过流断面损失很小；可适用于大曲率半径弯管；可进行长距离修复。缺点是分支管连接需要开挖进行；旧管结构性破坏会导致施工困难；只适用于修复直圆形管道。
2.2喷涂法
喷涂法可抗腐蚀，这是把防腐和结构衬里应用到管道的好技术。高速回转喷头在绞车牵引下穿过管道，在离心力作用下将衬里材料喷涂沉积到管道整个内表面。水泥灰浆用于直径75 mm以上自来水管衬里已有50多年历史了，它可防止管道结层、水变色和水力损失。最近，环氧树脂已被批准用于饮用水管道，其施工管道直径已达600 mm，由于设备和聚合物配方发展，将结构喷涂内衬用于修复排水管道已成为一种新方法。破损的排水管道可接纳一种高强度速凝环氧树脂或聚脲酯材料。施工操作可从地表进入，避免开挖道路从已有人井中进行。这一方法适用于直径为150~600mm管道修复。
2.3局部修复法
局部修复法是指在管道破损处进行树脂注浆或化学注浆。由于破裂或接头失效，可在比较完好管道内产生局部破损。在直径100~600 mm管道内，可考虑采用遥控注浆（树脂）封堵局部破坏，修复法要求解决四个问题，使松散、分离未加筋旧管道具有类似于石拱的承载力；提供附加结构性能，有助于受损坏管道承受结构荷载；具有防修功能；能代替遗失管段。采用遥控或人进入的方法对失效接头和裂缝进行注浆，可防止管道渗漏，避免管周形成空穴。
2.4化学注浆法
化学注浆法是用来恢复管道支撑强度的一种应用。灌浆法是用专用设备，在压力作用下将浆液（化学浆液或水泥灰浆）或树脂注入管道裂隙区，以达到防渗目的。灌浆法主要用于修复管道渗漏处（接头部分）或砖制污水管道，前提是管道结构性完好。灌浆法适用于管径为900 mm以上各种管道。灌浆法优点是干扰小、材料和设备费用低；缺点是难以控制施工质量。
2.5原位固化法
原位固化法也称为软衬法，是在现有旧管内壁上衬一层液态热固性树脂，通过加热（利用热水、热汽或紫外线等）使其固化，形成与旧管紧密配合薄层管，管道过流断面没有损失，但流动性能大大改善了。使用这项技术修复的管道寿命可达30~50年。软衬法是目前最受欢迎的非开挖管道修复施工方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆软衬法适用于管径为50~2700 mm、长约900 m各类管道的修复。
软衬法具有很多优点，施工速度快，工期短，可全天候施工，无接头且表面光滑，流动性好，可适应非圆形断面和弯曲管段，无需灌浆，过流断面损失小。其缺点是需要特殊施工设备，对工人技术要求较高；工程规模小时，成本较高；树脂固化时间较长（一般在5 h以上）；每个工程要求使用不同编织管。
3推广非开挖施工技术应用需要注意的几个问题
总的来说，非开挖施工技术在我国推广使用，有着巨大的市场潜力。但是，笔者认为无论是市政建设管理单位还是政府部门，我们要做的事还很多。
首先，应尽快完善某些已经成熟的非开挖施工工艺标准和规范。目前非开挖技术尚无完善的技术标准和规范，虽然中国非开挖技术协会制定了一些行业性的指导性规范，但是还不完善，使得这些成熟的非开挖技术难以走入市场与传统开挖技术竞争；另外，非开挖技术至今尚无明确的行业目录和行业主管部门。所以应尽快划归明确的行政部门以加强管理，完善相应的标准和规范。
其次，相应的建设单位和管理部门应摒弃保守观念。相应的建设单位和管理部门因放弃“不求有功但求无过”的保守思想，应以科学的态度对待各种新的施工方法，不要因为非开挖技术存在风险就将其拒之门外，应积极做好前期调研，做好可行性研究，认真进行方法比选，根据实际情况而选择最优施工方法，以达到最小的建设成本和最大的社会效益。
再次，加强非开挖信息与管理软件平台建设。利用现代网络手段，建立非开挖网络信息平台，不仅可以使专业人士实现资源共享，交流经验得失，为国内非开挖技术的快速发展储备强大的信息库，还起到加强对外宣传的作用，使更多的非专业人士通过网络就可以了解到非开挖的相关知识。同时依托网络特有的功能，实现非开挖产业的商业运作高效化、合理化，大大降低人力、物力，财力的支出。目前，中国非开挖技术信息网为我们提供了一个很好的获取相关信息的平台，但国内此方面的门户网站数量还很少，并且普遍存在质量不高，内容单一等问题，因此有必要加强网络信息平台建设，以发展和推广非开挖技术。
最后，技术人员应积极进行非开挖的应用理论研究。非开挖工程中常见的复杂地层主要包括流沙、卵、砾石等松散层，强水敏粘土和淤泥层、硬岩层，因此需要一整套的应用理论和力学模型来解释分析，并制定相应的施工工艺。可惜的是非开挖的应用理论分析与量化计算相对滞后，一些相关的力学数学模型、量化计算公式以及辅助设计软件的研究开发和应用没有及时跟上，例如导向动力学分析方法、钻孔轨迹设计与三维控制模型、水平孔孔壁稳定计算分析、铺管阻力计算算法等。一旦形成密切联系实际的理论并开发相应软件，必将对非开挖施工的优化、提高效率和质量、保证安全等产生共性的指导意义，并提高决策者的信心，极大地增强非开挖在市场的竞争力。
4非开挖管道修复技术的可持续发展
根据可持续发展基本原则，可持续发展管道非开挖修复技术可定义为：既满足管道修复技术上和修复后管道功能上需求，又不对周边环境造成较大范围破坏；既满足节约投资要求，又不影响管道系统使用寿命，这样的管道非开挖修复技术就是可持续发展的管道非开挖修复技术。
4.1非开挖修复技术的可持续利用和发展
在保证技术可持续利用基础上，非开挖修复技术应该满足所有社会生产基本需求，并尽可能地降低费用，实现“服务稳定性、可靠性、规则性和质量稳定性”的要求。
非开挖修复技术与众多实用技术一样，其工艺原理虽简单，但完成每个环节必须具有较深专业知识。要认真做好各道工序，强化专业化分工，分专业开发，提高机电一体化水平，排除人为因素对工程质量和进度影响。
4.2非开挖修复技术市场开拓
加大宣传力度，充分做好技术可行性论证，让业主进一步了解该技术先进性和经济性，并从中受益，尤其是通过施工方法和工艺调整，强化专业化施工水平，以及提高管理水平，大大降低工程成本，使该项技术更具有普及性。
4.3施工企业自身管理和发展
在非开挖管道修复技术基本得到业主接受基础上，应该实现企业获得正当赢利，使其有能力根据社会需求变化相应地提高自身施工能力、技术水平和服务质量，从而不断地满足社会需求和促进非开挖技术快速发展。因此企业需要规范自身管理体制和提高人员素质，建立相关工程质量标准，使该项技术能得到有序发展。
5结语
各种非开挖管道修复技术均有其局限性，选择施工方案时应调查清楚原有管道管径、管材并了解其管网情况、施工对其所服务街区的影响、所允许的施工时间、对修复以后管道过水能力的要求、管段中支管数量和位置、横纵向接口数量和位置、管线周围其他市政管线位置（尤其是煤气管、高压电缆等）、管段所处街道交通状况以及施工时可能造成的扰民程度等，在综合考虑以上各种因素，并结合各种技术的适应性与局限性及技术经济比较后，选择最好的施工方案进行。
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论文作者:项光荣1,张海东2,程莉莎3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
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