国内管道非开挖修复技术的现状与发展

国内管道非开挖修复技术的现状与发展 摘要本文主要综述了U型HDPE管内衬修复法、原位固化法、内衬不锈钢法、涂敷内衬法等非开挖修复技术在国内管道修复工程中的发呈现状，以及简要分析了非开挖修复技术在管道修复中的发展前景。 关键词管道，非开挖修复，现状，前景 1. 前言 随着我国城市化、工业化不断发展，早期建设的供水、排水、燃气、石油化工管线等在投入运行1530年后，常因管道裂缝、破损、管接头错位或管内腐蚀等缘由造成不同程度的泄漏，轻则导致道路塌陷，交通瘫痪，重则导致污染事故，给居民生活和工业生产带来极大平安隐患。全面开挖更换新管，工程量巨大，明显不能短时间内全面解决问题，尤其是开挖带来的城市道路破坏，环境的污染，交通的堵塞，巨大的投资，都是社会各方面很难接受的，特殊是近年来随着社会经济的发展，地下各类管线密布，地下资源很惊慌，很多城市开挖埋新管已无管位。实行传统修复技术对旧管道进行修复，在漏点多、地下管线困难等特殊条件下，施工难度较大，很难完全复原原管道生产效能，无法从根本上解决“跑冒滴漏”等问题。于是，在上世纪90年头，国内先后引入和开发了一系列非开挖修复技术，为旧管道修复供应了有效途径，并快速将之推广应用。 非开挖修复技术是利用微开挖或不开挖技术对地下管线进行修复的工程技术，具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工平安性好等优势，特殊适用于穿越河流、铁路、马路、建筑物以及闹市区、环境爱护区、古迹爱护区、农作物和植被爱护区等条件下的管道修复[1]。目前，国内运用的管道非开挖修复技术主要有，U型HDPE管内衬修复法、原位固化法、内衬不锈钢法、涂敷内衬法等。 2. 管道非开挖修复技术在国内的现状与发展 2.1 U型HDPE管内衬修复法 U型HDPE管内衬修复法是将HDPE管折叠成U型，缩径后穿入原管道中，然后再用热蒸汽或空气使其复原圆形，内衬管和原管道紧贴形成复合结构管。由于内衬HDPE管是无极性高分子有机塑料管，它具有内壁光滑、不易结垢、无毒、不滋生细菌等优点，起到了堵漏、防腐、降阻、提压的作用。该技术属于微开挖施工，基本不影响管道上方的交通、道路、构筑物等，被广泛用于燃气、供水、石油化工管道等的修复。 目前，该技术在国内发展较为成熟完善，是管道非开挖修复市场的主要技术，在工程应用中已得到了业主方的广泛认可。国内，具有该项技术施工实力主要有河南中拓管道工程有限公司、河北肃安实业集团有限公司、天津开发区新新管道修复工程有限公司等十余家的施工企业。其中，中拓公司是国内最早利用穿插HDPE管内衬修复旧管道的专业化公司之一，多年来，中拓公司始终致力于该技术的完善、创新及拓展应用，并不断取得突破。2001年，中拓公司“U”型HDPE内衬修复技术通过国家建设部科技成果评估鉴定（建评[2001]035），被列入国家科技成果转化指南、举荐作为国家“非开挖管道技术”推广应用项目（证书号2001114）。2002年，对深圳市燃气公司穿越马路的一段Φ1596自然气管道进行了修复，为国内城镇燃气管道非开挖修复创建了先例[2]。2007年，胜利对株洲市自来水公司过湘江DN800管线进行了穿插修复，该工程实行有效抗浮施工措施，在国内首次实现大口径、长距离水下管道的非开挖修复[3]。此外，中拓公司还保持着穿插内衬修复管径最大1400mm和大管径（Φ720）一次穿插1520m两项国内纪录。 工程施工中，U型HDPE管内衬修复法具有施工速度快、一次修复距离长等特点，可适用于大曲率半径的弯管（不大于15弯头）穿插修复。但施工中遇支管或大弯头必需开挖、旧管道变形或结构性破坏时施工难度大、只适用于圆形管道的修复，又在肯定程度上限制了该技术的应用。为了突破发展限制，必需打破传统思维，不应仅局限于单一修复技术进行施工。在工程中，可与其他非开挖修复技术结合以共同完成管道的修复。如，在旧管道支管和弯头不便开挖时，可采纳涂敷内衬法或原位固化法完成该段施工，也可采纳“取直”或“改造”的方法对原管线进行预处理，避开施工障碍，减小施工难度。不过，这对施工企业的综合施工实力提出了更高的要求，同时可能引起施工成本的增加。 图1-过江穿插修复工程现场 图2- DN1400管道修复工程处理好的端口 2.2 原位固化法（CIPP） 原位固化法，是以浸透树脂的纤维增加软管或编织软管作为管道的内衬材料，通过加热加压使其固化，形成与旧管道紧密协作的薄壁管。管道修复后表面光滑、连续，管道断面几乎没有损失，水流淌性大大提高，同时避开了管道泄漏造成的损害。CIPP法修复管道时，通常采纳翻转法和拉入法施工。从国外旧管修复状况来看，由于这项技术适应性强，质量牢靠，利用检查井作业，可以做到一揪土不动，是真正意义上的非开挖，已在排污管道上得到的广泛的应用。 国内，CIPP修复技术起步较晚，在管道修复工程中尚未广泛应用，工程规模一般较小。目前，国内有实力实施CIPP修复技术的专业公司也较少，主要有河南中拓管道工程有限公司、管丽环境技术（上海）有限公司、上海阿思列夫非开挖工程有限公司、河北肃安实业集团有限公司等。但随着该技术的不断总结完善，其在国内管道修复市场正渐渐引起人们的关注，工程量和工程规模呈逐年上升的趋势。以中拓公司为例，1998至2009年间，利用CIPP修复技术，在13个省市自治区完成了近30项CIPP管道修复工程。2010年， “杭州市中东河河道综合整治与爱护开发工程二污管道修复工程” 二到七标段，10.1 km排污管道修复工程中主要采纳了CIPP技术，该工程是国内首次大规模运用该技术的典型案例。 CIPP法可用于不大于90弯头和有变形部位的管道修复[4]，以及非圆形断面管道修复[5]，克服了“U型HDPE管内衬修复法”在较大弯头、管道变形、非圆形断面下无法施工的不足，具有较强的工程环境适应性。但该技术施工工艺相对困难，影响施工质量因素相对较多，须要特殊的施工设备，对工人的技术水平和施工阅历要求较高；施工过程中，可能相伴与聚酯树脂而存在苯乙烯，影响施工环境和施工人员的平安健康。为克服CIPP技术在施工中的不利因素，保证施工质量，爱护环境和工人的平安健康，我们还从工艺改进和新材料研发方面取得突破，以利于该技术的长期发展应用。 图3-苏州DN1200管道翻转法修复施工 2.3 内衬不锈钢法 内衬不锈钢修复技术，是在旧管道内部穿插内衬薄壁不锈钢管，或将不锈钢板采纳卷板形式在管道内部进行焊接，整体成型，从而达到防渗漏、防腐蚀的目的，也提高原管道耐压水平[6]。内衬不锈钢修复管道多采纳等径衬里和偏心衬里两种方法。等径衬里，不锈钢管外径与旧管道内径相近，壁厚一般为0.41.0mm，缩径、穿插、涨管后衬入旧管道内。偏心衬里，不锈钢外径小于旧管道内径，壁厚一般为0.62.0mm，干脆插入旧管道内，在不锈钢管外侧诸如粘接剂、填充材料、混合改性树脂液等。目前，该技术已在我国供水、排污管道修复方面得到应用。 图4-内衬不锈钢后的管道 国内，大庆油化焊接探讨所在管道内衬不锈钢方面做了大量工作，取得了一系列的专利。其他具有内衬不锈钢施工实力的单位主要有，保定金迪双维管道内衬技术有限公司