知识分享 | 地下管网非开挖修复技术合集
日期: 2025-02-19

非开挖技术概述

(1)螺旋缠绕内衬法采用的基材为聚氯乙烯(PVC)(可带钢带),在工厂预制成PVC内衬带卷盘,把内衬带拉入修复管道内,该技术通过专用的螺旋缠绕机,将预制好的带状型材(如玻璃纤维增强塑料GRP、聚酯、PVC等)在旧管道内部进行螺旋式缠绕,形成一层或多层高强度的新管道内衬。缠绕过程中,带状型材通过精确控制,在管道内连续旋转并前进,同时利用压制卡口、公母锁扣等机制确保型材之间的紧密连接。在内衬管与母管之间的环面空间采用胶结性水泥浆灌注,环隙空间中浆体凝结固化后,实现PVC内衬层+注浆层+现状母管复合一体化结构,利用构成的复合结构体形成一条独立的复合新管。主要用于下水道、雨水渠和涵洞等地下管线的修复。
(2)植筋喷涂法钢筋混凝土内衬是在原管涵渠内部安装钢筋,模板后,新浇筑混凝土内衬,内衬防渗,防腐等性能较好,结构强度好,可提高结构的荷载能力,对结构起到加固作用,但减小过水面积。相对于内部施工简单,成本低。先将内壁腐蚀及松散表层清除并清洗干净,使其表面基本平整,通过膨胀螺栓(或植筋)将钢筋网片固定到管道内壁,然后人工喷涂高性能水泥基材料将钢筋网覆盖至设计厚度,形成一层与既有管道牢固结合的高强度聚合物砂浆钢筋网增强内衬,实现对老旧管涵渠进行修复。
(3)植筋喷涂+垫衬法垫衬法是一种非开挖管道修复技术,通过在旧的管道内使用柔性材料及相应的填充材料再造一层新的内衬层,用以对原管道进行修复处理。该技术采用速格垫材料预制成与修复管道相配套的内衬垫结构,用机械设备牵引入至清理干净管道内,向内衬内注水或充气,利用水压或气压将内衬垫撑起,形成管状结构。对速格垫与原管内壁间的空隙进行填充灌浆,灌浆料采用专用与之配套的浆料。因速格垫材料附有独特锚固键,每平方米分布有420个锚固键。灌浆料固化后,速格垫便通过锚固键与灌浆料形成一个整体,在管内形成新的内衬结构层,达到对原管道的修复作用。垫衬法修复技术修复后的管道,结合了热塑性塑料的柔韧性、延展性、耐腐蚀等优点和混凝土强度高的特点,能很大限度地避免了拆迁麻烦和对环境的破坏,减少了工程的额外投资。
(4)钢板内衬修复法普通钢板内衬,厚度需在10mm及以上,管涵渠内加固修复需四周安装。钢板内衬强度高,焊接连接,施工工艺成熟,防渗性能好,但防腐性能与污水的腐蚀性有关,需加厚钢板或采用不锈钢材料,成本较高。普通钢板重量大,施工需加工,搬运等较复杂。管涵渠内施工焊接对安全要求较高。同时需对基层进行加固,对箱涵壁缺陷进行修复处理。不锈钢内衬修复工艺首先通过临排系统将箱涵内污水抽出调入下游,在管涵渠修复段两端临时封堵后,将管涵渠内污水抽出并清淤,提供干地作业环境,随后采用植筋加固结构、加固不锈钢内衬、的修复方案对原管涵渠进行全断面修复,最后在修复验收合格后将两段临时封堵拆除及清理后即可恢复通水。
(5)紫外光固化法 (CIPP)紫外光固化法(CIPP)是一种先进的非开挖管道修复技术,它通过将浸渍光敏树脂的玻璃纤维软管套入待修复的管道中,充气膨胀后再利用紫外光照射使软管固化,形成具有一定强度的内衬管,从而在管道内部形成一层坚硬的保护层,无需开挖便可完成管道修复。这种方法省去了搭架、翻转、用水等环节,实现了环保、经济、非开挖修复的优越性。

非开挖工艺概述及优点

(1)螺旋缠绕施工方法
固定式螺旋缠绕设备:这种设备通常固定在起始工作坑中,其轴线与管网轴线一致。内衬管的缠绕成型及推入过程同步进行,直到内衬管到达目标工作坑或检查井。在缠绕过程中,需要在主锁扣和次锁扣中分别注入密封剂和胶粘剂。对于需要扩张贴合原有管网的工艺,应在主锁扣和次锁扣间放置钢丝,并在扩张前将端口固定。扩张工艺的钢丝抽拉和螺旋缠绕操作应交替进行,直至整个修复段内衬管扩张完毕。
移动式螺旋缠绕设备:这种设备的轴线应与待修复管网轴线对正,缠绕与行走同步进行。在内衬管缠绕过程中,同样需要在主锁扣和次锁扣中注入密封剂和胶粘剂,并确保销扣嵌合、连接牢固。移动式设备的内衬管两端与原有管网间的环状空隙应进行密封处理,密封材料应与内衬材料相兼容,空隙处进行注浆处理。 
主要优点:
① 螺旋缠绕内衬法具有非破坏性、高效快捷、适应性强和耐用可靠等优点;
② 无需大规模开挖路面,避免了施工对交通、地面设施及周围环境的破坏;
③ 现场施工时间短,可带水作业,可在不影响管道正常运行的情况下快速完成修复;
④ 适用于多种材质、不同直径和复杂状况下的管道修复,满足井间距离长的需求;
⑤ 新形成的内衬层与原管道紧密结合,具有优异的耐压、耐腐蚀和抗冲击性能,提高排水能力。
(2)植筋喷涂修复施工方法
植筋技术通常用于建筑结构中,是在已有混凝土结构上钻孔,然后植入钢筋或锚栓,并注入高强粘结剂,使其与混凝土形成整体,从而加强结构的承载能力。在管道修复领域,植筋技术可以用于加强管道的连接点或修复管道的结构损伤。
喷涂修复法则是一种非开挖管道修复技术,它通过专用喷涂机将预先配制好的膏状修复材料均匀喷涂至管道内表面,使修复材料在管壁形成连续致密的内衬层。这种工艺主要适用于钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、陶土管等管材,可以解决管道渗漏、破损等问题,同时延长管道的使用寿命,是一种经济的管道非开挖修复方法。 
主要优点:
① 长期性、全结构性修复:修复后的管道具有较长的使用寿命,能够提供全面的结构加固。
② 内衬均匀、致密:通过全自动旋转离心浇筑技术,确保内衬层均匀且致密,提高修复质量。
③ 材料与结构表面紧密粘合:对结构上的缺陷、孔洞、裂缝等具有填充和修复作用,充分发挥原有结构的强度。
④ 一次性修复距离长、中间无接缝:不受管道弯曲段制约,内衬层厚度可根据需要灵活选择。
⑤ 防水、防腐蚀:修复结构具有良好的防水和防腐蚀性能,不减少过流能力。
⑥ 设备体积小,设备少,一次性投资成本低:喷涂修复法的设备相对简单,减少了施工成本。
(3)衬垫法管道修复
衬垫法管道修复是一种非开挖的管道修复技术,它通过在原有管道内部安装一个新的内衬管来修复损坏的管道。这种方法可以有效地解决管道老化、腐蚀、渗漏等问题,同时避免了传统开挖修复方法带来的交通中断、环境破坏和成本高昂等问题。
以下是衬垫法管道修复的主要步骤和特点:
管道预处理:首先需要对原有管道进行清理,去除泥沙和其他杂物,确保管道内部干净,以便内衬管能够顺利安装。
速格垫安装:将预制好的速格垫内衬垫通过机械设备牵引入管道中。速格垫是一种带有锚固键的塑料衬垫,它能够与原有管道内壁紧密结合。
注水支撑:在内衬垫安装完成后,通过注水将衬垫撑起,使其紧贴原有管道内壁。这一步骤有助于确保内衬管在灌浆过程中保持正确的位置。
灌浆施工:采用高微浆或水泥基等材料将速格垫与管道之间的空隙填充。灌浆材料固化后,速格垫便与管道内壁锚固在一起,形成新的内衬结构,起到防渗、防腐蚀、加固的作用。
质量检测:修复完成后,通过电视检测等技术对修复效果进行检查,确保管道的功能和安全性。
主要优点:
① 耐腐蚀性能:采用高分子树脂材料,具有良好的耐酸碱性能和耐化学腐蚀性能,延长修复层使用寿命。
② 抗压性能:修复材料固化后强度高,能与原管道结构形成一体,共同受力,提高管道抗压性和结构稳定性。
③ 抗变形性能:采用柔性材料,可适应管道的再次变形,确保在变形情况下修复结构层正常发挥作用。
④ 防渗漏性能:材料抗渗漏性能优越,有效修复管道渗漏问题,防止管周边向管内的渗漏现象。
⑤ 提高过流能力:修复后管内表面光滑,糙率小,虽管径稍微减小,但流量不会损失,反而因管径越大,流量会越大。
⑥ 适应性强:适用于多种材质和形状的管道,如圆形、椭圆形、方形等,且对管道曲线走向、轻微起伏和错位情况均可进行安装。
⑦ 施工方便:实现零开挖,不需人工进入管内,占地时间短,对行人交通影响小,安全可靠。
(4)钢板内衬修复法
施工工艺:施工准备–箱涵内壁修复–不锈钢内衬结构安装–支模灌浆–检测试验。
施工准备:布置临排系统将待修复箱涵的上下游连通,然后将待修复和油的两端通过堵头封堵,沿待修复箱涵的长度方向间隔设置投料通风井,施工人员通过投料通风井进入待修复箱涵进行清淤,并设置通风照明设备。
箱涵内壁修复:首先对待修复箱涵内壁进行凿毛;然后对待修复箱涵的顶壁进行植筋并焊接钢筋网片,并喷涂砂浆;最后对待修复箱涵的伸缩缝进行修复。
不锈钢内衬结构安装:首先安装不锈钢侧板,并通过其外侧的不锈钢锚固钢板抵住箱涵侧壁,通过不锈钢锚栓将不锈钢侧板底端的折边固定在箱涵底板上;然后通过千斤顶将不锈钢顶板抬升至安装高度,通过人工将不锈钢顶板沿不锈钢的顶端滑入限定的装配位置,并电焊固定不锈钢顶板和不锈钢侧板的接缝,在不锈钢顶板上开孔并埋入DN20镀锌管作为观测管并焊接固定;最后对待修复箱涵的底板铺设钢筋。
支模灌浆:首先对不锈钢顶板和不锈钢侧板进行满堂式支撑,然后对不锈钢侧板不锈钢顶板和箱涵内壁的间隙依次灌注防腐砂浆;最后待防腐砂浆养护达到强度后,拆除满堂式支撑。
检测试验:CCTV检测后,对修复后的箱涵进行闭水试验检测,检测结果合格后,拆除临排系统。
(5)紫外线光固化
工作流程:现场踏勘——污水截流、导流——管道清洗、疏通——CCTV检测——CIPP紫外线固化修复——验收——恢复使用
该方案适用管径最大目前仅做到DN1600,一般来说,大管径的光固化施工非常困难,需要大型机械设备如吊车进行配合,大管径比如DN2000工程难道都会很大,对材料施工要求都很高。其次UVCIPP光固化的软管材料必须达到大于20000MPA的标准,否则容易断裂。因为大管径软管材料非常重,下井时候容易造成材料扭曲变形,如果施工队伍经验不足,非常可能会造成固化失败。
紫外线光固化修复对超过DN2000的管道修复,需要对保压,行走时间进行控制,对紫外线灯的参数考验也是巨大。若在紫外固化阶段实施效果不好,材料没有完全固化完成,则后期很容易出现材料剥落等情况的出现,严重影响实施效果和后期运维。
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