非开挖施工技术简介

非开挖敷设管道施工技术

摘要：非开挖技术最显著的特点就是铺管精度高,尤其是在城市地下管网极其复杂的地区可准确控制要铺管的位置,可避免损坏其它地下设施,且不会造成路面的塌陷。本文首先阐述了非开挖施工技术的优点，其次，就非开挖敷设管道施工技术进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：非开挖技术；敷设管道；施工技术

1. 前言

随着城市建设速度不断加快,敷设管道需大量穿越公路、街道及江、河等,管道敷设施工通常采用大开挖方式作业。大开挖方式作业带来诸多弊端:如破坏路面、交通堵塞、施工恢复周期长等。近年来,非开挖技术在敷设管道施工中的应用越来越广泛。非开挖铺设地下管线施工技术包括导向钻进铺管技术、夯管法铺管技术、气动铺管技术等多种方式,尤其是导向钻进铺管技术,经过几年的实践,技术已比较成熟,广泛应用于给水、电力、燃气、电信等领域。它由三个阶段完成,即先导孔施工阶段、扩孔阶段和回拖拉管阶段。该技术最显著的特点就是铺管精度高,尤其是在城市地下管网极其复杂的地区可准确控制要铺管的位置,可避免损坏其它地下设施,且不会造成路面的塌陷。

2. 非开挖施工技术的优点

非开挖施工是指在不开挖地表的条件下探测、检查、修复、更

换和铺设各种地下公用设施(管道和电缆)的任何一种技术和方法。与开挖施工法相比，非开挖施工技术具有不影响地质、不破坏坏境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点，可广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流，以及古迹保护区，进行供水、煤气、电力、电信、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复。此外，非开挖施工技术还可用于水平给排水工程、隧道工程(管棚)、基础工程(钢板／管桩、微型桩、土钉)、环境治理等领域。与开挖施工相比．非开挖施工的主要优点是：

非开挖技术--定向钻的施工方法

大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜

面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方面不回转加压时，则使钻

孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，

被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能

稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，

也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接。

膨润土/水的混合物是常用的钻进液或"泥浆"，它能使携带的岩屑处于悬浮状态，并能

通过循环系统过滤。导向孔施工完成后，触变泥浆可保持孔壁的稳定，以便于回扩。工作管

或导管一般为聚乙烯管或钢管，在扩孔的同时跟在扩孔器后一起进入。

在大型设备中，多数工作是通过钻杆回转完成的，设备的扭矩与轴向推力和回拖力一样

重要。对小型设备，通常是先钻一个导向孔，然后再将孔径扩大至所需的尺寸，同时将管道

随扩孔器拉入，此时使用钻进液有助于破岩、润滑和冷却钻头。在钻进岩石或其它硬地层时，

也可用钻进液驱动孔底"泥浆马达"，在这种情况下，需要很高的钻进液流速。

一些钻进系统被设计用于无水或钻进液的干式钻进工艺，其操作更简单，废弃物少，不

需要太多的现场设备；但要受到铺管尺寸和地层条件的限制。

冲击作用可以加强轴向推力和回转扭矩的效果。冲击力可由钻头上的冲击锤产生，也可

由地面设备产生并沿钻杆柱传送，无论哪种方法，都能提高导向钻机在复杂地层中的性能。

钻机可大致分为两类：地表发射的和坑内发射的。地表发射钻机通常为履带式，可依靠

自己的动力自行走进入工地。铺设新管时它们不需要发射坑和接受坑，但管线连接时仍需要

开挖。如果要求在地下相同深度连接其它管线，则可能会造成新管的开头几米废弃。

坑内发射钻机在钻孔的两端都需要挖坑，但可在空间受限的地方操作。一些设计更紧凑

的钻机的发射坑，可只比接管所需的坑稍大一点就行。钻杆单根的长度受坑的尺寸限制，这

非开挖修复地下排水管道技术简介

发表时间：2020-04-13T14:48:23.523Z 来源：《城镇建设》2020年第4期 作者： 包国锋

[导读] 城市排水管网是城市的重要基础设施

摘要：城市排水管网是城市的重要基础设施，是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干，但是由于管龄过长、外部荷载、管道材料以及施工质量的影响，排水管道迅速进入老化、受损阶段，管道的设计寿命锐减，管道排水能力受到严重影响，进而也成为城市内涝和污

水收集质量降低、路面塌陷的重要因素。而管道如果长期不修复，轻则污染地下水，重则导致道路塌陷，交通瘫痪，因此寻找行之有效的

修复方案是目前城市管理部门无法回避的问题也是重要的工作任务。本文对目前最为经济安全合理的非开挖修复技术进行简要介绍。

关键词：非开挖；修复；排水管道；技术；简介

目前，我国大多数城市中排水管道的修复都是采用开挖后重新埋管的方法，但是城市地下管线错综复杂排水管道的修复技术难度增大，尤其是在大城市，城市道路的开挖越来越受限制，因此选择非开挖修复技术越来越受城市管理者的青睐。下面我将简单介绍非开挖修复地

下排水管道的技术与方案。

一、非开挖修复技术优点

优点：1、针对老、旧管道设施的改造，能同时满足结构更新和扩容的需求；

2、最大限度地避免开挖对环境的破坏，减少了工程道路修复等额外投资；

3、局部开挖工作坑，减少开挖及对公共交通环境的影响；

4、采用液压设备，噪声低，符合环保要求，减少扰民因素，社会效益明显提高；

5、施工速度快、工期短，有效降低了工程成本；

6、工程安全可靠，提高了服务性能，有益于设施的后期养护。

鉴于非开挖管道修复技术的优势，近年来在排水管道、供水管道和天然气管道应用有了很大的发展。

二、非开挖修复前期准备

非开挖修复施工前，应对待修管道上下游进行堵水、临时排水、管道清洗、CCTV检测及原管道进行预处理等各项前期工作。

1、临排措施。排水管道非开挖修复前，若缺陷段管道无法实施停水作业，则除少量工法可以适量带水作业外，为确保修复期间上下游正常排水，需采取临排调水措施。

工程技术　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　排水管道非开挖修复技术简介及应用　张天虹’　（１．天津市排水管理处第四排水管理所　天津　高正维　王中彦　季鹏‘　３０００１　１；２．天津市海顺交通工程设计有限公司　３．天津星城投资发展有限公司　天津　３００３５０；４．天津国际机械有限公司　天津　天津　３０００００　３００３００）　摘要：随着市民对交通及环境要求的增高，排水管道非开挖修复技术的优势越来越明显，介绍了几种适合排水管道的非开挖修复技术，　并引倒分析了其成本问题，说明了非开外修复技术的实用性，并且具有广泛的应用空间。　关键词：排水管道　非开挖　管道修复　中图分类号：ＴＵ７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－－３７９１（２０１Ｏ）０６（ｂ）一００６５—０１　随着城市进程的加快，排水管道与人　们的生活和工作息息相关，在城市中所发　挥的作用也越来越重要。有裂缝、破损、管　接头错位和管道腐蚀等现象的管道如不及　时维修，可能污染地下水或造成路面塌陷，　给交通安全和市民的生命财产造成危害。　目前大多数城市排水管道损坏的修复方法　都采用开挖后重新埋管的方法进行修复。　但传统的管道开挖修复方法所引起的环境　问题、交通问题、社会负面影响及对周围居　民生活的影响是较大的，尤其是长期封路　施工造成的交通阻塞越来越难为市民所接　受。而采取非开挖手段解决排水管道的修　复问题，减少施工给交通等因素带来的影　响是现代化社会生活的强烈要求。　１管道的非开挖修复技术　非开挖技术首先兴起于油、气管道的　更新修复，以后逐步应用于污水管的翻新　改造中，并随着ＰＥ等新型管材的应用而迅　速推广【】】。非开挖修复就是在不开挖或者大　大减少开挖面积的前提下，完成对既有管　道修复的新技术。非开挖管道修复技术的　种类很多，在排水管道修复方面分为局部　修复和整体修复两类。　１．１局部修复　１．１．１套环法　套环法是在内窥摄像系统车的指引　下，采用不锈钢套环在管道接口等漏水处　将其卡住，并在其内部注浆使管道恢复功　能，是目前比较成熟的修复技术。　１．１．２局部注浆法　局部注浆法是指在渗漏点附近打孔，然　后将化学浆或水泥浆注入管壁外，浆液膨胀　以达到阻止管道继续渗漏目的的工艺。主要　应用于人无法进入操作的小管径管道。　１．１．３局部树脂固化法　局部树脂固化法是在损坏点或接口部　位用树脂制成一个密封套环，等树脂固化　后达到修复目的。树脂密封套环分为两种，　一种是双面膜中间吸附树脂材料的气囊，　需要蒸汽或常温固化；一种是气囊撑起吸　附了树脂的毛毡，可常温固化。　１．１．４不锈钢发泡桶法　不锈钢发泡桶法是在渗漏点安装一个　外附吸附满浆液的海绵的不锈钢套桶，安　装完成后浆液在套桶与管道间膨胀达到止　水的目的。适用于错位不大的管道的修复。　１．１．５涨圈法　涨圈法是通过２个涨圈压住一个橡胶　圈来止水。先固定橡胶圈在修复位置，然后　分别在修复位置两侧的橡胶圈上固定涨　圈。适应干多种情况下的止水需要。　１．２整体修复　１．２．１现场固化法　现场固化法（ＣＩＰＰ），又称翻转内衬法，　利用树脂加热固化的原理，通过拉入或者　翻转的办法为待修管道加入一条吸附了树　脂的织物内衬，然后对管道内部加热，使树　脂在管道内部固化，形成新的管道，达到修　复整条管道的目的。　１．２．２穿插塑料内衬法　穿插塑料内衬法指通过在原有管道内　穿入一条ＰＥ管达到延长管道使用期限的工　艺。分为等径穿插和异径穿插。等经穿插指　通过缩径工艺在原管道穿入一条外径与原　管道内径相等的管道，主要包括Ｕ型穿插和　等径压缩。　异径穿插指在原有管道穿入一条小于原　管内径的自承压ＰＥ管，主要是短管内衬法。　１．２．３缠绕法　缠绕法也称螺旋内衬法，用ＰＶＣ带状材　料通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部通过　压制卡口不断前进形成新的管道。适用于　重力流管道和低压管道。　１．２．４裂管法　裂管法是将碎管设备放入旧管中，由卷　扬机或冲压杆拉动并沿途将旧管破碎，在碎　管设备后连有扩管头，将破碎的旧管压入到　周围的土壤中，同时牵引同等管径或更大管　径的新管取代旧管的位置。适用于原有管为　易碎管材且管道老化严重的情况。　１．２．５涂层法　涂层法是将水泥砂浆或环氧树脂作为　喷涂材料，通过在卷扬机拉力作用下的旋　转喷头或者人工方法将材料直接喷涂在原　管道内壁以进行翻新。涂层法对结构强度　没有增强作用，只能起到防腐和渗透作用。　２非开挖修复技术在排水管道上的应用　２．１武汉市紫阳路排水管道修复工程　紫阳路位于武汉市武昌区繁忙的商业地　段，道路两侧店铺林立，交通繁忙。该路段南　侧现有ＤＮ４００—５００排水管道，材质为灰口铸　铁管，严重影响沿线居民用水。据统计，２０００　年１月至２００２年５月仅ＤＮ５００管道共发生爆管　１３次，存在安全隐患。对于这条管道的改造迫　在眉睫，但由于该路段地下高压电缆与排水　管道处于同侧人行道，若全线开挖换管，工作　面太窄，影响交通时间长，改造存在很大困　难。经过多种方案比较，选用穿插ＨＤＰＥ管法　对紫阳路怪道进行修复。　该工程首先安装临时管道以保证施工　时不影响居民用水，然后确定工作坑和ＰＥ　管外径，采用拉牛皮清管法逐段清洗除垢　后，再用ＣｃＴＶ探头在管道内部检查。将代　衬装管道焊接后利用变形机压成ｕ型，将牵　引头固定在完全缩径的ＨＤＰＥ管首端，利用　卷扬机将衬管匀速拉入待修复管道。穿插　完成后１０４，时以内打开衬管首端，打入软　体ＰＩＧ球，将管径恢复完工后，用ＣＣＴＶ探头　检查衬管是否恢复。管道全线连通后进行　强度和密封性试验。　本工程经比较，用ＨＤＰＥ管穿插技术修　复管道费用比开挖改造工程节省６８万元，　工期缩短７５天　２．２上海城区排水管道修复工程　根据上海市近５年来的１Ｏ段排水管道　实际修复工程概算，统计分析开挖与非开　挖工程的平均单位直接成本，通过对开挖　和非开挖修复交通延误成本的调查分析，　得出了包括占路交通损失的两类管道修复　工程平均单位长度综合成本。结果为：仅考　虑直接费用则开挖法单位平均成本（３７８６　元每米）比非开挖法（５５ｏｌ元／米）据有优势；　将交通延误损失统计在内，则非开挖法单　位平均成本（６６２４元／米）比开挖法（９４２５元／　米）具有明显的优势【３】。　３结语　目前管道非开挖修复技术在国内仍然　处于起步阶段，离成熟阶段还有很大的距　离，仍然有许多问题需要我们去解决。非开　挖修复推广的难度在于修复费用的居高不　下，但综合考虑交通，周围管线开挖的危　险、市民的生活质量等因素，非开挖修复的　费用是可以接受的，不论在经济成本、社会　成本还是环境成本方面都有着非常大的优　势，具有广泛的应用空间。　参考文献　［１］何仁洋，等．中国压力管道与储罐安全　法规标准与检测技术研究综述［Ｃ］．２００５　年中国国际石油天然气安全技术管理　高层研讨论文集：８～ｌ　７．　【２】丘文心，李丹，胡子刚．非开挖管道修复　工程介绍及总结【Ｊ】．给水排水，２００４，３０　（９）：９２～９５．　【３】王中柱，李田．城市排水管道开挖与非　开挖修复的综合成本分析【Ｊ】．给水排　水，２００８，３４（６）：９５～９７．　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ