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非开挖管道修复技术

非开挖管道修复技术

传统内衬法
     传统内衬法也称为插管法,是采用比原管道直径小或等径的塑料管插入原管道内,在新旧管道之间的环形间隙灌浆,予以固结,形成一种管中管的管道结构,从而使塑料管道的防腐性能和金属材料的机械性能合二为一,改进管道的工作性能。

     传统的内衬法是使用得最早的一种非开挖地下管道修复方法,适用于各种地下管道的修复。新管可以是由聚乙烯管预先对焊而成的连续长管,也可以是一节一节的短塑料管、玻璃管等,在工作坑连接后分别送入旧管道内。管内人工对口焊接,管顶钻孔注浆。在管径800mm以下小管可采用“列车推进法”如图,这种施工推力随着长度增加而增加;在管径800mm以上大管道可采用“单管推进法”,这种工艺每次只推进一节短管。如这种方法可用于旧管中无障碍、管道无明显变形的情况下。当修复的管道对坡度有一定的要求时,如污水管道,则需要有塑料或钢制的定位器或间隔器。灌浆时,间隔器还可保证新管居于旧管的中间,形成均匀的环形间隙。

传统的内衬法的优点是:
1)施工简单,对工作人员的技术要求低;
2)施工速度快;
3)不需要用专用的设备,投资少、施工成本低;
4)可适应大曲率半径的的弯管。
传统内衬法的缺点是:
1)过流断面受损失较大,但管径较大时影响较小;
2)环形间隙要求灌浆,小管注浆时有可能造成内衬管上浮;
3)需开挖一条导向槽(连续管法);
4)分支管的连接点需开挖进行;
5)一般只适用于圆形断面的管道。
软管内衬法修复技术:
    软管内衬法,也称原始固化法(CIPP),是在现有的旧管道内壁上衬一层浸渍液态热固性树脂的软衬层,通过加热(利用热水、热汽或紫外线等)或常温使其固化,形成与旧管道紧密配合的薄层管,管道断面几乎没有损失,但其流动性能大大改善了。软衬法的施工方式有2种,翻转浸渍树脂软管内衬法和CIPP拉入法树脂内衬法。
1)翻转浸渍树脂软管内衬法
    该技术使用浸透热固性树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料,将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处,然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面,并与旧管的内壁粘结。当软衬管到达终点时,即刻向管内注入热水或蒸汽使树脂固化,形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化后,软衬管形成形状与原管一致、内径比原管稍小的新管。

2)CIPP拉入法树脂内衬法 
    CIPP拉入法树脂内衬法是采用有防渗薄膜的无纺毡软管,经树脂充分浸渍后,从检查井处拉入待修复管道中,用水压或气压将软管涨圆,固化后形成1条坚固光滑的新管,达到修复的目的。从国外旧管修复情况来看,由于这项技术适应性强、质量可靠,利用检查井作业,可以做到一锹土不动,是真正意义上的非开挖,已在排污管道修复上得到广泛的应用。

    通过软管内衬法修复技术修复的管道过流断面的损失基本可忽略,但其流动性能却大大改善。该类修复技术可修复铸铁管、钢管及混凝土等多种材质的地下管道,既可用于供水、污水及燃气管道的修复,也可用于化工等工业管道的修复,尤其适用于城市中交通拥挤、地面设施集中或占压严重、采用常规开挖地面的方法无法修复和更新的管道。该修复技术具有全天候施工、无接头且流动性好、可适应非圆形断面和弯曲的管段等优点,可适用管径范围为50~2000mm的各类管线的修复;其局限性是对管道清洗的要求高、成本大、树脂固化时间长(一般在5h以上)以及每段施工编织管均需单独定制。
 U型内衬HDPE管修复技术 
    U型内衬HDPE管修复技术通常也称为紧密结合内衬法,其原理是采用外径比旧管道内径略小的HDPE管,通过变形设备将HDPE管压成U型并暂时捆绑以使其直径减小,通过牵引机将HDPE管穿入旧管道,然后利用水压或气(汽)压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径,使HDPE管涨贴到旧管道的内壁上,与旧管道紧密的配合,形成HDPE管的防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构。管道修复后在使用过程中,由于管内存在介质压力,内衬管最终会紧贴于原管内壁。
    此类修复技术一般适用于结构性破坏不严重的直圆形管道,可适用管径范围为75~2000mm,管线长度1000m左右的各类管道。该技术因其具备卫生性能良好、过流断面损失小、变形适用范围大以及可长距离修复等优点,已广泛应用于给排水等相关管网修复工作。

改进的内衬法的优点是:
1)不需要灌浆,施工速度快;
2)过流断面的损失很小;
3)可适应于大曲率半径的弯管;
4)可长距离修复。
改进的内衬法的缺点是:
1)分支管的连接需要开挖进行;
2)旧管的结构性破坏会导致施工困难;
3)只适用于修复直圆形管道。
螺旋缠绕法修复技术
    近几年来随着工艺的改进,管道可在通水的情况(30%以下)作业的螺旋管内衬法应用得越来越多,主要是通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部将带状型材通过压制卡口不断前进形成新的管道。它从材料上入手,也有边施工边做管,也有可用于相当于直径5米的矩形管。使修复的材料根据施工情况而定,带来了更大的便利。如扩胀螺旋管内衬(衬管扩张后紧贴母管,断面损失小)、钢衬螺旋管内衬(螺旋管外包钢带,增加环刚度)、自行式螺旋管内衬(制管机在前,管径可随时变化,制管长度不受限制,可用于矩形、拱形管道)、塑包钢热熔螺旋管内衬(钢带被包裹在PE材料中,接缝用同质材料热熔连接)
碎(裂)管法修复技术
    碎(裂)管法是采用碎(裂)管设备从内部破碎或割裂旧管道,将旧管道碎片挤入周围土体形成管孔,并同步拉入新管道(同口径或更大口径)的管道更新方法。破管机被引入需要更新的灰铸铁、粗陶或石棉水泥管道内,牵引力通过两个距离100米至200米的主要工作井间的缆绳和液压千斤顶传递,利用动态冲击能击碎或涨开旧管,同口径或更大口径的护管或套管将被同时带入形成的空腔里。
采用哪一种修复工艺要注意几个方面的问题:
1)考虑损坏的类型。根据损坏的程度以及相关管线的影响程度,比如只是少量接口损坏可用点状修理,这些都需要细致的巡查;
2)考虑施工质量的稳定性。了解不同工艺的特点以及施工地点的地形结构,选择适宜的工艺,比如嵌补、注浆法有时稳定性较差;
3)考虑对水流的影响。比如套环法、短管内衬法对水流有一定影响;
4)考虑工期长短、施工环境的要求、考虑对周围管线的影响。如嵌补涂层注浆法工期较长,螺旋内衬可以适当带水作业,而裂管法对周围管线存在影响的可能;
5)考虑造价。在考虑了各种工艺的技术优缺点后,造价经常影响了选择,比如CIPP的质量较好,螺旋内衬可带水作业,但价格较贵。

非开挖管道修复技术

传统内衬法
     传统内衬法也称为插管法,是采用比原管道直径小或等径的塑料管插入原管道内,在新旧管道之间的环形间隙灌浆,予以固结,形成一种管中管的管道结构,从而使塑料管道的防腐性能和金属材料的机械性能合二为一,改进管道的工作性能。

     传统的内衬法是使用得最早的一种非开挖地下管道修复方法,适用于各种地下管道的修复。新管可以是由聚乙烯管预先对焊而成的连续长管,也可以是一节一节的短塑料管、玻璃管等,在工作坑连接后分别送入旧管道内。管内人工对口焊接,管顶钻孔注浆。在管径800mm以下小管可采用“列车推进法”如图,这种施工推力随着长度增加而增加;在管径800mm以上大管道可采用“单管推进法”,这种工艺每次只推进一节短管。如这种方法可用于旧管中无障碍、管道无明显变形的情况下。当修复的管道对坡度有一定的要求时,如污水管道,则需要有塑料或钢制的定位器或间隔器。灌浆时,间隔器还可保证新管居于旧管的中间,形成均匀的环形间隙。

传统的内衬法的优点是:
1)施工简单,对工作人员的技术要求低;
2)施工速度快;
3)不需要用专用的设备,投资少、施工成本低;
4)可适应大曲率半径的的弯管。
传统内衬法的缺点是:
1)过流断面受损失较大,但管径较大时影响较小;
2)环形间隙要求灌浆,小管注浆时有可能造成内衬管上浮;
3)需开挖一条导向槽(连续管法);
4)分支管的连接点需开挖进行;
5)一般只适用于圆形断面的管道。
软管内衬法修复技术:
    软管内衬法,也称原始固化法(CIPP),是在现有的旧管道内壁上衬一层浸渍液态热固性树脂的软衬层,通过加热(利用热水、热汽或紫外线等)或常温使其固化,形成与旧管道紧密配合的薄层管,管道断面几乎没有损失,但其流动性能大大改善了。软衬法的施工方式有2种,翻转浸渍树脂软管内衬法和CIPP拉入法树脂内衬法。
1)翻转浸渍树脂软管内衬法
    该技术使用浸透热固性树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料,将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处,然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面,并与旧管的内壁粘结。当软衬管到达终点时,即刻向管内注入热水或蒸汽使树脂固化,形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化后,软衬管形成形状与原管一致、内径比原管稍小的新管。

2)CIPP拉入法树脂内衬法 
    CIPP拉入法树脂内衬法是采用有防渗薄膜的无纺毡软管,经树脂充分浸渍后,从检查井处拉入待修复管道中,用水压或气压将软管涨圆,固化后形成1条坚固光滑的新管,达到修复的目的。从国外旧管修复情况来看,由于这项技术适应性强、质量可靠,利用检查井作业,可以做到一锹土不动,是真正意义上的非开挖,已在排污管道修复上得到广泛的应用。

     通过软管内衬法修复技术修复的管道过流断面的损失基本可忽略,但其流动性能却大大改善。该类修复技术可修复铸铁管、钢管及混凝土等多种材质的地下管道,既可用于供水、污水及燃气管道的修复,也可用于化工等工业管道的修复,尤其适用于城市中交通拥挤、地面设施集中或占压严重、采用常规开挖地面的方法无法修复和更新的管道。该修复技术具有全天候施工、无接头且流动性好、可适应非圆形断面和弯曲的管段等优点,可适用管径范围为50~2000mm的各类管线的修复;其局限性是对管道清洗的要求高、成本大、树脂固化时间长(一般在5h以上)以及每段施工编织管均需单独定制。
U型内衬HDPE管修复技术 
    U型内衬HDPE管修复技术通常也称为紧密结合内衬法,其原理是采用外径比旧管道内径略小的HDPE管,通过变形设备将HDPE管压成U型并暂时捆绑以使其直径减小,通过牵引机将HDPE管穿入旧管道,然后利用水压或气(汽)压与通软体球将其打开并恢复到原来的直径,使HDPE管涨贴到旧管道的内壁上,与旧管道紧密的配合,形成HDPE管的防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构。管道修复后在使用过程中,由于管内存在介质压力,内衬管最终会紧贴于原管内壁。
    此类修复技术一般适用于结构性破坏不严重的直圆形管道,可适用管径范围为75~2000mm,管线长度1000m左右的各类管道。该技术因其具备卫生性能良好、过流断面损失小、变形适用范围大以及可长距离修复等优点,已广泛应用于给排水等相关管网修复工作。
改进的内衬法的优点是:
1)不需要灌浆,施工速度快;
2)过流断面的损失很小;
3)可适应于大曲率半径的弯管;
4)可长距离修复。
改进的内衬法的缺点是:
1)分支管的连接需要开挖进行;
2)旧管的结构性破坏会导致施工困难;
3)只适用于修复直圆形管道。
螺旋缠绕法修复技术
    近几年来随着工艺的改进,管道可在通水的情况(30%以下)作业的螺旋管内衬法应用得越来越多,主要是通过螺旋缠绕的方法在旧管道内部将带状型材通过压制卡口不断前进形成新的管道。它从材料上入手,也有边施工边做管,也有可用于相当于直径5米的矩形管。使修复的材料根据施工情况而定,带来了更大的便利。如扩胀螺旋管内衬(衬管扩张后紧贴母管,断面损失小)、钢衬螺旋管内衬(螺旋管外包钢带,增加环刚度)、自行式螺旋管内衬(制管机在前,管径可随时变化,制管长度不受限制,可用于矩形、拱形管道)、塑包钢热熔螺旋管内衬(钢带被包裹在PE材料中,接缝用同质材料热熔连接)如图所示。
碎(裂)管法修复技术
    碎(裂)管法是采用碎(裂)管设备从内部破碎或割裂旧管道,将旧管道碎片挤入周围土体形成管孔,并同步拉入新管道(同口径或更大口径)的管道更新方法。破管机被引入需要更新的灰铸铁、粗陶或石棉水泥管道内,牵引力通过两个距离100米至200米的主要工作井间的缆绳和液压千斤顶传递,利用动态冲击能击碎或涨开旧管,同口径或更大口径的护管或套管将被同时带入形成的空腔里。 
采用哪一种修复工艺要注意几个方面的问题:
1)考虑损坏的类型。根据损坏的程度以及相关管线的影响程度,比如只是少量接口损坏可用点状修理,这些都需要细致的巡查;
2)考虑施工质量的稳定性。了解不同工艺的特点以及施工地点的地形结构,选择适宜的工艺,比如嵌补、注浆法有时稳定性较差;
3)考虑对水流的影响。比如套环法、短管内衬法对水流有一定影响;
4)考虑工期长短、施工环境的要求、考虑对周围管线的影响。如嵌补涂层注浆法工期较长,螺旋内衬可以适当带水作业,而裂管法对周围管线存在影响的可能;
5)考虑造价。在考虑了各种工艺的技术优缺点后,造价经常影响了选择,比如CIPP的质量较好,螺旋内衬可带水作业,但价格较贵。