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给水管道在线不开挖更新技术

(出自：《中国给水排水》2002年第11期)

方勇1，詹永光2，赵国成3

(1.阿特金斯顾问＜深圳＞有限公司，广东深圳518008；

2.泉州市自来水集团，福建泉州362000；3.深圳市机电设备安装公司，广东深圳518040)

摘要：对目前国内外常用的给水管道在线不开挖更新技术进行了系统的综述，比较、阐述了各种技术的适用性、局限性以及相关的技术经济指标，并提出了技术方案的选择原则。

关键词：给水管道；不开挖；更新技术

中图分类号：TU991.3

文献标识码：C

文章编号：1000-4602(2002)11-0090-03

在常年的运行中，因为物理、化学、电化学、微生物等的作用，在给水管道的内壁会逐渐形成不规则的“生长环”，且随着管龄的增长而不断增厚，使得过水断面面积减小、输水能力降低并严重污染水质，同时，管道因为缺少维护而漏损严重。

传统的改造方法是开挖敷设一条新的给水管道(旧管道报废)，但因为这些超龄管大都敷设在人口稠密、商业繁荣的市区，管道周边充塞着污水、雨水、煤气、热力、电力、通讯电缆等其他市政管道和设施，有部分管线上方还骑压着建筑物或完全被压在道路下方，故改造项目的实施存在着相当的难度。为解决这一问题，不开挖更新管道技术应运而生。因为该技术具有施工场地小、施工简单等优点，很快得到了广泛应用。

1管道在线不开挖技术

不开挖技术(TrenchlessTechnology)首先兴起于石油、天然气行业，主要用于油、气管道的更新修复，以后逐步应用于污水管及给水管的翻新改造中，并随着PE管等新型管材的应用而迅速推广。其工艺主要有：

①管道在线修复翻新工艺——内衬管滑(拉)入衬装(Sliplining)、无缝衬装(Close-FitLining)、管道翻衬(Cured-in-PlaceLining)、管道喷涂衬装(SprayLining)；

②在线管道更新工艺——爆(碎)管衬装(PipeBursting)；

③非在线敷管工艺——非定(导)钻技术(ImpactMolingRamming)、定(导)钻技术(GuidedBoringDirectionalDrilling)、顶管及微型隧道施工工艺(PipeJackingMicrotunnelling)。

2管道在线不开挖更新技术

表1综合了管道在线不开挖更新技术的各自适用范围及局限性。

2.1内衬管滑(拉)入衬装

该方法是将一条新的PE管拉入到旧的管道中，内衬管前端要装圆锥扩管头以克服拉入过程中原管道的阻力，同时利用牵引绳将圆锥扩管头与卷扬机相连。在原有管段的端部要加装PE管保护圈以防在PE管拉入时被划伤。PE管衬装完后，为固定内衬的PE管还要在原有管道和PE管之间灌注水泥砂浆。施工当中PE管可以事先用对熔焊机焊接好，小管径的PE管还可以装配成管道盘轮，这样可以极大地减少拉入衬装的时间。一次拉入的长度可超过100m，在分支管、消火栓、阀门等处要挖工作坑并于PE管上开口以接支管。

一般内衬PE管的管径小于原有管道的管径，衬入PE管后，虽然管道的摩擦系数减小，但其横截面积也变小，故管道的过水能力最大可下降30%。

2.2无缝衬装

该法是将直径大于或等于原管道管径的PE管衬入管道，衬装后PE管变形复原并与原有管道内壁紧紧贴在一起而无需灌入砂浆固定。施工中所使用的PE管一般为高、中密度的薄壁聚乙烯管材，衬装的方法类似于滑(拉)入衬装工艺。该法的关键是要在衬装前将内衬管的截面积减小。截面的变形可以是弹性的或半永久塑性的，变形管的复原可以是自然的或是通过注入外界的高压或高温介质(如压力水、高温水、高压蒸汽)而屈服复原。变形的方法为：①将PE管拉长(在管壁厚度不变的情况下，当某种PE管被拉长4%时则管径将缩小6%)，衬入后，因为不再受拉力的作用而使管长缩短、管径变大，从而达到无缝贴衬的目的；②将管道横截面变形(PE管在生产时被挤压)，再通过专用的设备将横截面变为“U”或“C”形，也可以在现场将PE管沿管壁圆周方向扭曲变形，然后进行衬装并利用水压、高温水或高压蒸汽的作用将变形的管道复原。无缝衬装需要较高的技术水平，要精确计算内衬PE管的横截面变化情况，同时还需要特制的内衬管缩径钢模或扭曲钢模等设备。

表1在线不开挖管道更新技术比较

项目

适用管径(mm)

衬装后管道断面面积变化

技术优势

技术局限

内衬管滑(拉)入衬装

63～2000

减小10%～30%

施工速度快；施工技术水平要求不高；衬装可以适应大角度的弯头；造价比传统开挖工艺稍高。

衬装连续管时需开挖管线以引入工作坑；管道的断面减小量大；恢复支管供水需要在连接处开挖；施工时水流必须改线。

无缝衬