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摘要：非开挖修复技术无需进行占道挖掘、对交通及周边环境影响小，已成为城市管道更新工程中不可替代的重要技术手段。本文对南京仙林片区污水管道更新工程中采用的主要非开挖修复技术进行介绍，并对设计应用进行总结，为今后南京地区及类似城市的污水管道更新工程提供参考。

关键词：非开挖修复；管道更新；原位固化法；碎管法；不锈钢快速锁

1 引言

南京仙林片区位于栖霞区南部，其污水收集系统内现状污水管道总长约136.37km。在城市快速发展建设时期，正值聚乙烯（PE）等化学塑料管材大力推行之时，片区范围内管径300～800的开挖施工污水管道绝大多数采用塑料管材。

因塑料管道本身结构强度相对偏低、耐久性较差，在当年管道建设时期施工管理不严，质量参差不齐。加之管线周边地块开发建设，各类重载渣土、材料运输车辆频繁过往，造成所处路面荷载变大，临近施工未对现状管线予以妥善保护，片区内污水管道普遍出现变形、破裂、脱节、错口、沉降等缺陷，并不时发生污水下河、水土流失掏空路基道路塌陷等严重问题。

近几年，按照国家、省、市的相关行动方案，仙林片区对污水收集系统管网进行全面排查，组织进行了多个批次专项整治工程，片区内大量缺陷问题管道得以更新。

2 非开挖修复技术

由于缺陷管道主要分布在城市建成区，给水排水、电力、通信、燃气等各类地下管线密布，另外还有地铁、隧道、高架桥梁的保护要求，使得对部分缺陷管道进行开挖更换非常困难，故而在很多情况下，设计采取非开挖对缺陷管道进行修复。

按照南京地区有关技术导则[1]要求，结合具体管道缺陷情况，工程中以原位固化法、裂管法、不锈钢快速锁法等非开挖修复技术为主。

2.1原位固化法

原位固化法（CIPP）是在原有管道内壁衬一层热固性物质（如树脂），通过水重力或气压翻转到管道里，或采用绞车拖拉进入管道到预定位置，通过加热（热水、蒸汽或紫外线UV等）使其固化，从而在原有管道内形成新的连续性具有全结构性强度的内衬管。

按照固化方式不同，所采用的内衬管材质也不同。紫外光固化法采用的内衬管含玻璃纤维，强度更高，达到同等强度所需的壁厚小于翻转式固化法。翻转式固化法（热水或气压翻转）内衬管对管道预处理及施工环境的要求更低，施工时允许一定程度的带水作业，对管线上下游的调排水作业要求也更低。在专项整治工程中，采用施工工艺相对更为成熟简单的热水翻转固化法。

采用的内衬管其最小壁厚需结合现状管道管径、埋深、管道缺陷情况，按照半结构性或结构性修复进行计算。结合南京仙林地区的土质条件和地下水位情况，对工程中采用原位固化法修复的管道，按规范[2]第5.2节中的计算公式计算，得到内衬管最小壁厚取值参考表：

2.2碎管法

碎管法也称裂管法，是采用碎（裂）管设备从内部破碎或割裂原有管道，将碎片挤入周围土体形成管孔，同步拖入新管道，从而实现管道更新的方法。这种方法本质上是水平定向钻施工工艺，采用的新管道为适用于牵引施工热熔连接的PE管。由于待更新的缺陷管道多分布于交通繁忙人员密集的建成区内，管道埋置一般较深，需要现场具有布置施工机械空间，且须在管道拖入端新建满足施工工艺要求的工作坑，这在一定程度上限制了碎管法的使用。

因现有管道的存在，碎管法所需的管孔制作较水平定向钻扩孔更为简单，牵引力小很多，管道需要承受的拉力更小，故随着技术发展，出现利用现状检查井进行顶拉施工作业的工艺。管道进行分节，采用承插式连接方式，现状检查井只需要满足液压设备的尺寸要求即可，不需要新建工作坑。

在本工程中，采用了利用现状检查井顶拉置入新管道的施工工艺。管材选用双承插球墨铸铁聚乙烯复合管，管材内层为球墨铸铁材质，外层为聚乙烯材质，承插接口。管节长度根据需要定制，一般0.6m。区别于PE材料，内层的球墨铸铁材质极大增强了管道承受径向和轴向荷载的能力，耐久性也得到提高。

此次工程中，有一段800管径的缺陷管道，三个井段，全长约180m，位于地铁保护线范围内，另一侧为地块基坑，管道埋深超过5m。由于地铁管理部门不同意开挖换管方案，设计采用顶拉碎管施工工艺，很好地避免了开挖作业对地铁及临近建筑的不利影响，实现了800管径碎管施工工艺在南京地区的首次成功应用。

2.3不锈钢快速锁法

不锈钢快速锁法是采用专门设计的不锈钢锁紧机构和不锈钢套筒，通过螺栓紧固，并在套筒与管壁之间设止水橡胶圈，使不锈钢套筒与管道内壁紧密贴合，实现对管道的修复。区别于之前两种技术，该方法仅用于对点位缺陷（如管道局部的渗漏、变形或裂缝）的修复，理论上通过若干个快速锁连续搭接安装，也能够用于缺陷管道的整段修复，但从工程造价、对管道过流能力的影响上并不合理。

工程中不锈钢快速锁法用于300～600管道，采用C316号不锈钢套筒，由整片钢板加工成型，采用专用气囊进行安装，安装到位后锁紧装置固定。修复过程操作简单，施工速度快，安装后稳定不易受扰动变形，耐腐蚀、耐久性均较好，对于局部的缺陷修复具有良好效果。

3设计总结

在几个批次的专项整治工程中，对非开挖修复的设计上也有一个完善调整过程，总结有以下几个要点供借鉴参考：

（1）设计所依据的管道排查检测报告有时效性，超过2年会出现一定的偏差，问题管道的缺陷会进一步发展，针对报告所设计的修复手段可能在实施阶段出现不适用的情况。此类情况，建议按管道缺陷等级提高一级进行设计；

（2）原位固化法也用于管道点状修复，在实际应用中，由于点状固化后的内衬管在端部与管壁贴合处受水流影响，在流速较快的管道中，容易出现脱开的进而造成修复失效的情况。建议点位修复优先采用不锈钢快速锁法，或在工程造价允许的条件下，对整个管段进行固化修复；

（3）工程中也采用过其他修复技术，如热塑成型法（FIPP），造价低、能适用环向变形较大的管道、与管道贴合度高，但是易受温度影响，温度高管材就容易出现软化而失效；还有顶推施工的短管内衬法，其采用的PE管道管壁厚度较固化法的内衬管更厚，接口处强度低易再次出现变形起伏，对管道过流能力的影响比较大。该两种修复技术在设计应用中，建议充分考虑其不利影响；

（4）非开挖修复技术在国内应用发展已有20多年时间，一般新建管道设计工作年限不低于50年，故对化学材质的内衬管耐久性依然有待时间检验。非开挖修复的新工艺新材料不断出现，而国家规范标准相对滞后，在南京地区偏向于采纳成熟的技术，对新工艺新材料的应用需进行专家专项论证，设计时建议考虑论证程序对工程进度的影响。

4结语

非开挖修复无需挖掘、对交通及周边环境影响小，是管道更新工程中重要的技术手段。受地区技术成熟度和主管部门认可度的影响，对非开挖修复技术的选择和应用，逐步形成了区域性的习惯性做法。设计单位需要充分考虑当地实际情况，设计选用适宜的非开挖修复方案。

参考文献：

[1]南京市水务局，江苏苏邑设计集团有限公司.南京市污水管网修复整治工程技术导则[Z].2021-06.

[2]CJJ/T210-2014城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程[S].

[3]T/CECS717-2020城镇排水管道非开挖修复工程施工及验收规程[S].

[4]南京市水务局，江苏苏邑设计集团有限公司.南京市污水管网非开挖修复工程实施指南[Z].2023-03.

[5]袁红丹.上海地区排水管道非开挖修复设计要点分析[J].建筑科技，2023（6）：8-11.

[6]杨微.非开挖修复技术在城市排水管网改建工程中的应用[J].工程机械与维修，2022（1）：156-157.