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非开挖管道修复技术应用前景及工法介绍
时间:2024-06-06 浏览:82次

  非开挖修复技术,作为对传统开挖施工方式的革新,自20世纪70-80年代在西方发达国家兴起以来,已经在全球范围内得到了快速发展和广泛应用。这项技术主要针对城市地下管网的修复与改造,避免了传统开挖修复对城市交通、环境以及居民生活造成的严重影响,具有施工成本低、效率高、环境影响小等显著优势。

  一、地下管道应用现状:

  1.管网漏损严重。中国每年因供水管网漏损损失约100亿立方米水,甚至超过南水北调工程预期输水量,带来巨大的经济损失和环境影响。如,2018年广州市一条地铁施工导致的地下管道爆裂,引发了交通混乱和道路塌陷事件,对城市正常运行造成了严重影响。

  2.管道事故频发。现有管道使用年限久,均存在地下管线老化、破损、渗漏等问题。如自来水管道爆裂、煤气泄漏爆炸、污水四溢等,给城市带来危害。全国每年因地下管线事故直接经济损失约50亿元,间接损失约400亿元。

  3.技术多样化。近年来,管道事故频发,结合实际施工场景,采用*适合的工法应用于待修管道。其中包括但不限于Pipe-inLiner™柔性内衬软管穿插修复技术、热塑成型紧密贴合修复技术、螺旋缠绕内衬法等多种非开挖修复工法。这些技术广泛适用于不同材质(如碳钢、铸铁、水泥、PE等)和不同管径的供水、排水、燃气管道,能够满足不同场景下的修复需求,可以有效解决地下管线老化、破损、渗漏等问题,提高城市基础设施的安全性和稳定性。

  二、非开挖管道修复技术应用前景:

  1.应用范围扩大:随着城镇化进程加速,地下管网系统日益复杂,非开挖修复技术的应用范围将进一步扩大,特别是在人口密集、交通繁忙的城市中心区域。市场需求日益增长:全球每年约有50万千米地下管线需要新建,仅美国污水管道修复投资将达1万亿美元,中国每年需新建10万千米管道,30万千米市政管道急需修复。

  2.相比传统的开挖后重新埋管,非开挖修复具有一定的优势:

  ①对施工区域周围环境及交通影响较小;

  ②速度快,施工周期短;

  ③综合成本低,社会效益与经济效益明显;

  ④劳动强度低,施工安全性高;

  ⑤对难以进入的区域也可施工,如铁路、公路、河流、建筑物、闹市区等地时,其他方法无法替代等。

  3.成本效益优化:随着技术成熟度提高和规模化应用,非开挖修复的成本将进一步降低,其经济效益和社会效益将更加明显。未来,非开挖技术将持续与信息技术、人工智能等高新技术融合,实现更智能化、精准化的修复作业,提高修复效率和质量。

  三、非开挖修复技术工法介绍

  (1)Pipe-inLiner™柔性内衬软管穿插修复技术

  Pipe-inLiner™柔性内衬增强软管修复属于可独立承压的内衬修复。管道经过修复后使管线内壁光滑,摩擦阻力小,不易结垢,阻止了管线的再腐蚀,充分达到了管道维修和提升管道过流性能、延长管道寿命且一次性解决整段管道的问题的目的。内衬软管为内衬胶层+中间纤维层三层一体结构,有一定的环刚度,可保证没有内压或者有少量外压的情况下,内衬管保持圆形,使产品性能达到高耐压(*大工作内压:4.0MPa,*大爆破压力:12.0MPa)、高耐磨、低伸长、耐水解、耐紫外线、耐细菌、耐老化等特性,软管的易部署性,可广泛用于各种复杂地形的大流量液体输送。

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  工艺特点

  ①可修复管径DN50-DN1400;

  ②内衬厚度4mm-8mm,柔性,管径损失小;

  ③快速安装,拖拽速度达到300-500米/小时;

  ④单根修复长度长,可一次性修复10公里;

  ⑤半结构性修复,管道自身具备独立承受内压的能力;

  ⑥理论延长主管道寿命至少40年,延长自来水管道寿命50年;

  ⑦内衬管可以直接修复有小于45度弯头的管道;

  ⑧小面积操作井,减少道路施工,对环境影响小;

  ⑨无化学污染;

  (2)热塑成型紧密贴合修复技术

  FFPP™热塑成型内衬修复的基本原理是将工厂预制(并折叠成“U”或“H”型)的合金PVC内衬管加热变软后,采用牵引拖拉方式置入原有管道内,然后通过静置、加热、加压等方法将其横截面复圆,待其冷却后形成与原有管道紧密贴合的管道内衬。

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  修复完成后,FFPP™内衬修复管会在原管道内形成一个全新的紧贴原管道的硬质合金PVC管道,可以实现全结构性或半结构性修复,延长管道寿命、防腐以及修复原管道结构性缺陷。高环刚度的FFPP™内衬管可以承受管道上方土层以及车辆行驶的压力,防止管道发生塌陷等事故。适用于城市地下污水管道、雨水管等重力管道,可用于短距离的自来水管道修复。

  工艺优点

  ①与母管超紧密贴合;

  ②修复后增加管道过流能力;

  ③施工不受环境影响,严寒酷暑、昼夜都可以施工;

  ④可修复弯管,变径管,异形(非圆形)管道;

  ⑤可修复严重损坏、错位、极端负荷下的管道;

  ⑥无污染物排放,环保性好;

  ⑦预加热可在运输途中进行,节省工程时间。

  (3)螺旋缠绕内衬法

  通过缠绕机将带状型材在旧管道内螺旋旋转缠绕成一条新管。带状型材两边的公母锁扣在螺旋旋转中互锁,使新管连续无缝。当螺旋管缠绕完毕后,通过拉动预埋的钢线,将次级锁扣拉断,让新管开始径向扩张,紧紧地贴在原有管道的内壁上。

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  工艺特点

  该工艺具有耐酸碱、耐腐蚀、质量轻、施工方便、密封性好、不漏水等优点,适合于排水管道非开挖修复。

  (4)HDPE内衬修复法

  管道内衬HDPE管技术是将外径等于或略大于主管道内径的HDPE衬管,经**设备缩径后,使其截面小于主管道的内截面积,在牵引力的作用下快速插入主管道。依靠HDPE衬管自身记忆特性或借助压力和温度使缩径后的HDPE衬管回弹膨胀,HDPE衬管外壁紧密贴合于主管道内壁,形成牢固的管中管。

  工艺特点

  ①在管道原位进行施工,无需全线开挖,一次施工长度1000-1500米

  ②施工周期短,无需养护,可即修即投

  ③修复成本低,约为新上管道的60%左右

  ④提高管道的耐压强度20-40%

  ⑤内衬层连续,无易腐蚀的薄弱点

  ⑥内衬层光滑,不结垢、滋生细菌,减小摩阻

  ⑦适用于DN100-DN1600的各种材质的管道

  四、结语

  非开挖修复技术作为现代城市基础设施维护的重要技术手段,对于提升城市建设的质量和效率起到了至关重要的作用。随着技术的不断创新和进步,相信非开挖修复技术在未来的发展中将发挥更加重要的作用,为城市的可持续发展贡献力量。