管网改造非开挖修复施工(最新)docx
2025-04-15 08:01
目前，城市地下基础设施错综复杂，地面交通繁忙，传统的开挖法新建、修复更新地下管道严重影响城市交通和居民生活。采用非开挖管道修复技术已成为当前城市管网改造的重要方法。非开挖管道修复技术包括管道内部检测、评估，管道预处理和管道更新修复三个方面。
地下管道在使用过程中会产生缺陷并发生不同形式的破坏，主要缺陷包括管道渗漏、管流阻塞、管位偏移、机械磨损、管道腐蚀、管道变形、管道裂纹、管道破裂和管道坍塌等。管道破坏的后果及严重程度需要通过现场检测，根据破坏范围、管道材料和现场实际情况综合判断。管道现场检测可采用电视检测(CCTV)、声呐与超声检测、管道潜望镜检测和传统检查方法，必要时可组合采用多种方法。
电视检测(CCTV)也称为闭路电视检测，摄像机固定在自行或电动拖车上，摄像机和拖车的动力由地面主控制台通过电缆提供，并传输图像和控制信号。主要用于管道内水位较低状态下的检测，管内水位不宜大于管道直径的20%。该设备能够全面检查管道的结构和功能状况，对管道破损、龟裂、堵塞、树根侵入等状况进行检测和记录，应用广泛，适用于直径50～2000mm的管道检测。
（2）声呐与超声检测只能用于水下积泥、异物检测，对结构性缺陷检测有限，不宜作为准确判断缺陷类型和修复方法的依据。
（3）管道潜望镜检测是在管道口进行快速检测，适用于较短的管线，可以获得较为清晰的影像资料，速度快，成本低。
（4）传统检查方法主要指人员进入管径大于800mm的管道内进行检查，该方法作业环境恶劣、劳动强度大、安全性差。
根据《城镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181—2012的规定，按照管道缺陷对管道状况的影响程度，可分为结构性管道缺陷和功能性管道缺陷。按照缺陷的危害程度分为轻微缺陷、中等缺陷、严重缺陷和重大缺陷共四个等级，不同的等级赋予相应的评价分值。其中，结构性缺陷是指管道结构本体受到损伤，影响强度、刚度和使用寿命的缺陷；功能性缺陷是指导致管道过流断面发生变化，影响畅通性、严密性的缺陷。
管道缺陷位置纵向起算点为起始井管口，定位误差应小于0.5m,环向位置应采用时钟表示法，用四维数字表示缺陷起止位置。
通过管道缺陷评估确定现有管道状况及修复的必要性，给管理部门提供参考。管道本体结构性缺陷等级确定后，应综合管道重要性和环境因素，计算管道的修复指数，管道修复指数是确定修复紧迫性的指标，根据修复指数确定的修复等级越高，修复的紧迫性越大。
（1）管道预处理主要是对现况管道内部的清理，也包括对管道周边地基的处理。
（2）管道清洗技术是管道预处理的基本处理措施，常用的管道疏通清洗技术包括冲刷清洗、高压水射流清洗、绞车清洗、清管器清洗和化学清洗等类型。
（3）冲刷清洗主要用于清除松散、非硬化的沉淀物。高压水射流清洗方法是目前管道清洗的主要方法，清洗装置主要由高压泵及其配套设施、高压管、喷枪等组成，作业效率高，可去除硬垢、难溶垢。绞车清洗是清通工具通过绞车将淤泥刮到检查井内，主要设备包括绞车、滑轮架和通沟牛，可清除一般沉积物、软质淤泥、固结的水泥浆和管壁油垢等。清管器清洗主要用于供水和供气管道，由发射装置、接收装置和清管器设备构成。化学清洗是以化学制剂为手段对管道内污垢进行清除，然后用水或蒸汽吹洗干净。
常用的管道更新是指以待更新的旧管道为导向，在将其破碎的同时，将新管拉入或顶入的管道更新技术。这种方法可用相同或稍大直径的新管更换旧管。根据破碎旧管的方式不同，常见方法有破管外挤和破管顶进两种。
破管外挤也称爆管法或胀管法，是使用爆管工具将旧管破碎，并将其碎片挤到周围土层，同时将新管或套管拉入，完成管道的更换。爆管法的优点是破除旧管和更换新管一次完成，施工速度快，对地表的干扰少；可以利用原有检查井。其缺点是不适合弯管的更换；在旧管线埋深较浅或在不可压密的地层中会引起地面隆起；可能引起相邻管线的损坏；分支管的连接需开挖进行。按照爆管工具的不同，又可将爆管分为气动爆管、液动爆管、切割爆管三种。
气动或液动爆管法一般适用于管径小于1200mm、由脆性材料制成的管，如陶土管、混凝土管、铸铁管等，新管可以是聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP)管、陶土管和玻璃钢管等。新管的直径可以与旧管的直径相同或更大，视地层条件的不同，最大可比旧管大50%。
切割爆管法主要用于更新钢管。这种爆管工具由爆管头和扩张器组成，爆管头上有若干盘片，由它在旧管内划痕，随后扩张器上的刀片将旧管切开，同时将切开后的旧管撑开，以便将新管拉入。切割爆管法适用于管径50～150mm、长度150m以内的钢管，新管多用PE管。
如果管道处于较坚硬的土层，旧管破碎后外挤存在困难，此时可以考虑使用破管顶进法。该法是使用经改进的微型隧道施工设备或其他的水平钻机，以旧管为导向，将旧管连同周围的土层一起切削破碎，形成直径相同或更大直径的孔，同时将新管顶入，完成管线的更新，破碎后的旧管碎片和土由螺旋钻杆排出。
破管顶进法主要用于直径100～900mm、长度200m以内、埋深较大(一般大于4m)的陶土管、混凝土管或钢筋混凝土管，新管为球墨铸铁管、玻璃钢管、混凝土管或陶土管。该法的优点是对地表和土层无干扰；可在复杂的土层中施工，尤其是含水层；能够更换管线的走向和坡度已偏离的管道；基本不受地质条件限制。其缺点是需开挖两处工作井，地表需有足够大的工作空间。
局部修复是对原有管道内的局部漏水、破损、腐蚀和坍塌等进行修复的方法，主要有密封法、补丁法、铰接管法、局部软衬法、灌浆法、机器人法等，用于管道内部的结构性破坏以及裂纹等的修复。
按照修复缺陷类型，修复方法可分为结构性和功能性修复。按管道结构形式可分为穿插法、改进穿插法、原位固化法、不锈钢内衬法、管片内衬法、缠绕法和喷涂法。其中内衬法按内衬管形式可分为穿插法、折叠内衬法、缩径内衬法等类型。修复方法的适用范围和使用条件见下表。
穿插法是采用比原管道直径小或等径的化学建材管插入原管道内，在新、旧管之间的环形间隙内灌浆，予以固结，形成一种管中管的结构，从而使化学建材管的防腐性能和原管材的机械性能合二为一，改善工作性能。此法施工简单、速度快、可适应大曲率半径的弯管，但存在管道断面受损失较大、环形间隙要求灌浆、一般用于圆形断面管道等缺点。化学建材管的管材主要有聚氯乙烯(PVC)、PE管等。
折叠内衬法分为工厂折叠内衬和现场折叠内衬，是将圆形塑料管道进行折叠，置入原有管道，通过加热、加压的方法恢复原有形状形成管道内衬。小直径管道可在工厂折叠，直径大于450mm的管道宜在现场折叠。折叠内衬法施工简单，占地小，管道过流能力损失小，一次修复长度可达数千米，适用于各种重力流及压力管道的修复。
缩径内衬法利用中、高密度PE材料的聚合链结构在没有达到屈服点之前材料结构临时变化不影响其性能的特点，通过径向均匀压缩和拉拔方式临时减小塑料管道直径以便将其置入原有管道内。径向均匀压缩一般选用的内衬HDPE管的外径比修复管道的内径略大一些，穿插时，通过滚轮缩径机将内衬管直径缩小10%～20%。内衬HDPE管具有变形后能够自动回复原始物理形态的特性，内衬管与所修复管道形成过盈配合，可大幅提升管道的承压能力。缩径内衬法不需灌浆、施工速度快、过流断面损失小，一次修复距离长，适用于重力流和压力流圆形管道修复。
原位固化法是采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬的修复方法。按软管进入管道的方式分为翻转式、拉入式两种工艺；按软管的固化工艺分为热水固化法、蒸汽固化法和紫外光固化法。原位固化法广泛应用于给水、排水、化学和工业管道的修复，可修复弯管、非圆管等不同形状管道，内衬管与原有管道紧密贴合，不需灌浆，施工速度快，内衬管连续、表面光滑，可减小流量损失。原位固化法的主要材料是软管和树脂，其中树脂是系统主要结构元素，通常分为不饱和聚酯树脂、乙烯树脂和环氧树脂三类。不饱和聚酯树脂具有良好的耐化学腐蚀性、物理性能和经济性，广泛应用于原位固化法(CIPP)内衬法修复技术。乙烯树脂和环氧树脂具有特殊的耐腐蚀能力、抗溶解性和高温稳定性，主要用于工业管道和压力管道。软管由单层或多层聚酯纤维毡或同等性能的材料组成。
不锈钢内衬法是以不锈钢材料作为内衬进行管道修复的方法。主要用于给水管道的非开挖修复。旧管道内焊接拼制不锈钢衬管，在衬管与母管之间充填环氧树脂混合料并自然固化，使之成为一个具有不锈钢内壁的复合型整体管道，不锈钢内衬壁厚度为0.6～2.0mm。直径DN800mm以上管道人工进入管内将不锈钢管坯焊接成整体内衬层。不锈钢内衬法卫生性能高，对水质无污染，可有效解决管道渗漏问题，适用于钢管、铸铁管的半结构性或非结构性修复，不适用于严重破损管道修复。
管片内衬法是将片状塑料型材(管片)在原有管道内拼接成一条新管道，并对新管道与原有管道之间的间隙进行填充的管道修复方法。适用于大口径圆形、矩形和马蹄形钢筋混凝土管修复，但不适于压力管道修复。主要材料包括塑料模块(管片)和灌浆料。管片内衬法使用的塑料模块体积小，质量轻，抗腐蚀性强，施工方
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