非开挖修复技术在市政给排水管道施工中的应用分析.pdf

1、中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 89 非开挖修复技术在市政给排水管道施工中的应用分析 卢玉君 四川省机场集团有限公司动力能源管理部，四川 成都 610225 摘要：摘要：城市给排水工程与人民群众的日常生活息息相关，随着城市化进程的不断推进，城市的各类建筑的不断兴建，越来越多的管线接近许可使用寿命，城市地面及地下空间也逐渐紧张。针对目前城市给水、排水工程建设中出现的各种问题，及时有效地修复的同时保证工程质量、减少地面扰动及交通堵塞，可以大大减少对人民群众生活的影响。非开挖修复技术是一种新型的给排水施工技术，在管道修复铺设的过程中，不开挖路面，由于其污染程度小，工作效率高，对交通影响小，可以

2、为市政给排水施工带来极大的便利，已逐步成为市政给排水施工中的主流。全面了解非开挖修复技术的优势及应用价值，现状及前景，以及具体应用中的技术要点等，对推广非开挖修复技术的应用、提升非开挖修复工程的质量、加快非开挖修复技术的进步突破，具有积极意义。关键词：关键词：非开挖修复技术；市政；给排水施工；技术要点；进步突破 中图分类号：中图分类号：TU992 1 非开挖技术优势 1.1 调查背景 城市给排水管道是城市建筑工程的重要组成部分，随着社会经济的快速发展及城市化进程的不断推进，城市服务管理不得不面临新的需求和问题：（1）市政地下管线扩建、改造需求持续增加；（2）城市前期建设的市政管线持续老化，越来

3、越多的管线接近许可使用寿命，出现渗漏、破损、水质变化等各类问题；（3）加上城市的各类建筑及市政工程如地铁等的不断修建，又使得城市地面及地下空间也逐渐紧张、日益复杂。1.2 传统给排水管线开挖式施工局限 新时期，对城市建设管理服务工作提出了更高的要求，既要提高施工效率和施工质量，又要减少对居民日常生活的影响。传统的给排水管线开挖式施工对交通、环境以及周边建筑基础等均会产生破坏或不良影响，已无法满足大部分工程的实际需求。1.3 非开挖修复技术优势 非开挖技术是指在不开挖地表或地下结构破坏最小的情况下探测、检查、铺设、更换和修复管道及其附属设施的技术，有效克服了传统的开挖式施工方式的局限性，具备明显

4、优势：（1）大大减少拆除费用；（2）有效减少土方开挖量；（3）不受雨雪等恶劣季节天气、河流沙漠等复杂地形条件的阻碍；（4）最大程度减少对周围交通、环境、敏感地带、地面建构筑物、地下设施管线及地质稳定条件的影响；（5）节省大量开挖、回填、地面清洁恢复时间，确保施工安全可靠的同时施工工期进一步缩短，有效弥补了传统施工技术的缺陷。2 非开挖技术前景展望 早在 2001 年起，我国便正式开启了非开挖管道修复技术的推广应用，并在 2014 年相继发布城镇给水、排水管道非开挖修复更新工程技术规程，为给排水行业非开挖修复技术应用实践提供遵循的同时加强规范，力求做到技术先进、安全可靠、经济合理、保证质量、保护

5、环境。随着老旧管网更新改造工程的不断推进，“马路拉链”等现象的深化治理，“新、改、扩建的城市道路交付使用 5 年内、大修的城市道路竣工后 3 年内不得挖掘”等城市道路管理条例的落地实施，以及管网病害非开挖修复技术与地下管网空间位置数据获取、地下管网病害全面体检、物联传感等技术的联合运用赋能智慧城市建设概念的兴起，社会发展对城市市政设施管理服务提出的更高要求、加之我国市政管道长度的总体体量及目前较高的的管网漏损率，可见我国非开挖技术市场前景非常广阔。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 90 3 非开挖修复技术在市政给排水管道施工中的应用场景 非开挖修复技术可用于市政给排水管道的新建、扩建敷设，

6、也可用于年久失修、突发渗漏、爆管、堵塞、出现水质问题或急需雨污混流改造的老旧管网的修复改造中。4 非开挖修复技术的分类及施工前后要点浅析 4.1 排水管道非开挖修复技术的分类及选择影响因素 4.1.1 排水管道非开挖修复技术分类 排水管非开挖修复技术分为半结构性修复、结构性修复两个大类，针对排水管往下又细分为穿插法、碎管法、原位固化法、折叠内衬法、缩径内衬法、机械制螺旋缠绕法、管片内衬法等不同施工方法。4.1.2 排水管道非开挖修复技术选择因素 主要通过原管管径、管道截面形状、管道转角角度，是否开挖工作坑等实际情况进行选择。4.2 给水管道非开挖修复技术分类及选择影响因素 4.2.1 给水管道

7、非开挖修复技术分类 给水管非开挖修复技术分为非结构性修复、半结构性修复、结构性修复三个大类，针对给水管而言，往下又细分为穿插法、碎管法、原位固化法、折叠内衬法、缩径内衬法、不锈钢内衬法、喷涂法、不锈钢发泡筒法、橡胶胀环法等。4.2.2 给水管道非开挖修复技术选择因素 主要通过原管管径、管材、缺陷类型、管道转角度数，以及修复后管道横截面面积或过流能力变化需求等进行综合选择。4.3 给排水管道非开挖修复技术施工前后要点分析 4.3.1 前期调查评估 非开挖修复更新工程设计前须详细调查原管基本情况、地质条件及施工环境，对原管缺陷进行检测与评估，当管段结构性缺陷等级大于级时，应采用结构性修复，当管段结

8、构性缺陷类型为整体缺陷时应采用整体修复。4.3.2 设计 修复段划分：根据管段的直径、方向转角情况划分修复段，对相同直径且管道转角在允许范围内的管道，可按照同一个管段进行设计，反之则按不同管段进行设计。管道设计：（1）设计要求：设计时，应确保修复后管道的结构受力能力、过流能力满足要求，对于排水管道，还应满足清疏技术对管道的要求；对于给水管道，还应满足压力要求、水质卫生要求。（2）水力计算：给水管道、排水管道有其对应的计算公式及规范要求，切不可一概而论。（3）内衬管道壁厚：不同的修复类型，比如结构性修复、半结构性修复，即使选用同样的施工方法，比如均采用原位固化法,内衬管道的设计壁厚也不尽相同，须

9、采用对应的公式进行仔细核算，也即不同的修复类型、施工方法，一般均有其对应的内衬管道壁厚专门计算公式或选择范围。工作坑设计：（1）工作坑选址：务必注意避开高压线、架空线、地下管线、建构筑物及交通流量大、过往人流量大、环境敏感地带，开挖前务必取得相关部门的批准同意，同时必须取得尽量设置在管道阀门、转角、变径或分支处，同时保障两工作坑之间修复段的施工能力。（2）工作坑设计考虑因素：依据原管埋深、管径、施工方法、铺设牵拉通道、内衬管道放置及施工所需空间场地进行综合考虑。（3）工作坑设计注意事项：当工作坑比较深时，要结合实际及有关要求设计放坡或者支护，确保工作坑施工安全。同时结合工作坑积水情况注意工作坑

10、的排水设计。4.3.3 原有管道前期处理 在给排水管道非开挖修复施工中，原有管道的前期处理直接影响后续施工的顺畅度、质量及修复后管道的使用寿命，是常常容易不被高度重视却至关重要的一环，主要包含管道清洗和管内修补两个板块，结合原管实际情况及选用的施工方法，可单独或共同开展。原有管道的前期处理应满足以下基本要求：（1）除采用碎管法修复的管道不需进行预处理，只需确保管段内的牵引设施通道外，采用其余非开挖修复施工技术的原管，均需进行前期处理且不应损坏中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 91 原管道；（2）原管道本身存在的裂口、错位以及漏水、变形、管壁锈蚀与脱落等情况，需要进行管内修补，当原管部分管段

11、受损程度太深导致无法修补且影响施工效果时，则按需进行辅助固定或者直接开挖替换。（3）完成前期处理后的原管道内部应该是洁净平滑且无积水、无锋利突出物、无残余黏附物质的。（4）针对清洗产生的排放物（含固体、液体），应进行有效的收集和处置，不得粗暴地直接排入下游管网，避免引发下游管网堵塞、破损或影响给水管网水质，甚至破坏提升泵站有关设备。4.3.4 材料验收 材料验收中最基本的要求则是不能有裂口、破洞、划伤、气泡、形变、夹杂物等，同时在一个修复管段内须采用同一型号及厂家的材料。需要注意的是，不同的应用场景，比如给水管道、排水管道，不同的非开挖施工方法对应不同的内衬管材，与之对应的是不同的管材性能、外

12、包装、长度、管径乃至运输与储存方式；用于非开挖修复的成品材料、管道对其标注的间隔距离也提出了明确要求；有的还需要进行试验检测，确保其施工后能恢复至所需管径。4.3.5 功能性实验 并网运行之前，采用非开挖技术进行管道修复的给水管道、排水管道各环节工程验收内容区别不大，有专门的工程施工及验收规范、不同的材料规范及检测评估规范，主要的区别在于给水管道应该开展管道水压试验、冲洗消毒与水质检测，符合标准后方可并网运行；与之对应的排水管道（局部修复管道除外）则需要开展渗漏严密性试验，达到相关标准要求，方可并网运行。4.3.6 安全措施及注意事项（1）当施工人员进入工作坑、检查井或管道内部时，即为有限空间

13、作业，必须严格按照有关规定，做好气体检测、劳动防护与防火措施，避免影响人员职业健康、发生安全事故。（2）在实施过程中，要多加观察，在城市里，特别是在建构筑物密集的地区，非开挖修复施工可能对地质结构产生一定的不稳定影响，从而给建构筑物的安全带来了不稳定因素。因此，在实施的过程中，一定要对地面进行监测，要关注地面的真实状况，要及时进行地表形态的改变，避免出现土体错位；防止由于施工引起的房屋墙体开裂、沉降等事故。一旦发现地表地形发生改变，就应立即停止施工，并撤离周围的居民，避免发生安全事故。（3）要以前期准备工作为施工要点，确保给排水管道非开挖修复的使用效果，降低施工中出现质量问题的风险。在施工开始

14、之前，要对非开挖施工中所需使用的机械设备、施工材料、动力设备等进行全面的检查，并合理地分配施工人员，为后期施工做好万全准备。确保施工人员充分掌握所采用的非开挖施工方法的技术要领，从而确保修复的效果质量及使用寿命。5 给排水管道非开挖修复技术的进步探讨 我国非开挖技术发展相较英国、美国等发达国家起步较晚，进入 21 世纪后迎来快速发展，在国家的大力支持下，非开挖技术也取得了一些实践创新成果，但目前仍处于发展阶段。（1）企业及人才方面：目前中国大部分城市，专门的或者以非开挖修复技术为主的企业及设计施工管理人才队伍稀缺，企业管理中对应的非开挖项目管理制度体系不够完善适用。这部分首先需要加强有关人才队

15、伍的培育，比如在学校内开展给排水管道非开挖修复专业课程；其次需要社会有关部门机构出版给排水管道修复技术专业细致的指导性教材读物，设立专业人才的上岗资质证书的培训考核颁发；与此同时，还需要行业开展有关企业起步阶段的扶植激励，同时加强现有企业有关部分的体系审核、监督管理及引领规范。（2）机械设备、管道材料、技术软件方面：存在设备、技术、设计控制平台软件等相对落后，材料进口依赖程度高，自动化、系列化、一体化程度相对较低等问题。这部分依赖于我们国家材料科学、制造水平、产业链、计算机工程等领域的自主研发、创新创造能力的持续攻关、不断突破。（3）推广普及方面：非开挖修复技术运用推广不够广泛、尚未完全成熟，

16、同时存在不同区域信息差距大（比如一线城市与三四线城市）、不同行业信息差距大（比如城市市政给排水设施管理与大部分企业内部给排水能源保障）及实践应用差距大的情况。这部分内容除加强宣传推广外，还可以通过强化以下三个方面，以监督落地执行情况入手。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 92 强化统计分析：针对不同地区、不同行业的给排水管道施工过程中采用非开挖修复技术的比例、份额进行年度专项统计对比分析，同时结合实际下达建议指标。强化奖励政策：针对非开挖修复技术中有关材料、技术、设备、软件研发、制造或运用取得实际成效的个人、企业、团队进行突出奖励激励，同时加强成果转化。强化综合运用：积极响应最新政策概念、

17、主动分析社会发展需求、灵活关注联动先进技术，发展并培育各类边缘交叉学科专业人才，充分拓展非开挖修复技术的运用场景，为我国非开挖技术实现全国广泛运用、水平质量飞跃，抢占国际市场奠定坚实基础。6 结语 综上所述，非开挖技术在市政给排水管道施工中的应用，有利于提高给排水施工效率和施工质量，也能够减少施工过程中对环境的影响和对道路的破坏。非开挖修复技术的有效应用需要结合工程项目实际情况，满足国家、行业、地方相关标准规范条例，能够掌握技术要点，做好各项准备，解决实际应用中存在的问题，以保证市政给排水施工质量，相信未来也将更加广泛深入地参与到城市及各有关行业的建设改造、服务管理当中。参考文献 1孙桂玉,何

18、威,范家良.中国非开挖技术的现状及前景展望J.四川建材,2023,49(05):103-104.2张驰.非开挖技术在市政给排水工程中的应用J.电子技术,2022,51(07):148-150.3杨龙.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.科技与创新,2022(12):179-181.4张钦程.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.居舍,2021(27):43-44.5蓝钦泉.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.江西建材,2021(06):146-147.6王玮玮.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.四川水泥,2021(05):95-96.7齐德志.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.科学技术创新,2020(12):136-137.8罗宇辉.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用J.工程技术研究,2020,5(04):108-109.