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摘要：我国有许多城市的供水网络的历史都已达到了上百年的时间，这些供水网络管道在多年的试用下面临着需要修复的问题。不过受城市交通情况的影响，自来水管道修复工作通常无法用大规模的路面开挖方式。所以等径压缩内衬法、内涂层法、翻转内衬法等不需要大规模的路面开挖方式被人们开发出来。本文从我国城市的自来水管道情况出发，分析非开挖管道修复技术的具体方法，希望能够为城市建设贡献自己的一份力量。
关键词：非开挖技术；自来水管道；管道技术
一、国内自来水管网情况
国内最早城市给排水供水管网甚至可以追溯到19世纪末。有明确、详细资料记载的为上海杨树浦地区的城市给排水管网[1]。1883年，φ500毫米的输水管道将杨树浦水厂中的水输送到城市，开启了国内城市自来水发展的新篇章。至上个世纪50年代起我国城市自来水建设速度得到了非常快的增长。到了上个世纪90年代，国内自来水已经基本上实现了全国范围的普及。此时我国的城市自来水管网系统特征为：
管道为φ75毫米以上的为铸铁管，管道为φ50毫米的为镀锌钢管。在上个世纪90年代，φ75毫米口径的铸铁管大多使用的是球墨铸铁管，φ50毫米的使用的是PE管、U—PVC管以及衬塑镀锌钢管，其他超大口径水管材质一般以钢管为主。
我国早期主体管道的接口为青铅，直至上个世纪50年代才开始用石棉水泥刚性接口取代青铅接口。Φ500毫米以上的超大口径管道大多应用的是胶圈石棉水泥接口，也有少量的大口径管道应用了过胶圈膨胀水泥接口。在上个世纪90年代，几乎所有球墨铸铁管均以实现了胶圈滑入式柔性接口的普及应用。一般用焊接的方式完成钢管接口部位的连接。PE管道一般用承插与热熔对接方式连接。U—PVC管道大多应用了胶圈滑入承插接口。
管道的防护工作最早出现在上个世纪的60年代，当时国内的内防护材料为沥青，后来改用水泥砂浆作为内衬，当然也有一些地区使用环氧煤沥青，不过总体上来说管道内衬涂料变化不大。
二、自来水管网问题与需要修复的原因
从我国的水厂出水水质监测结果来看，当前国内大多数供水厂水质都能够达到国家规定标准。不过因为许多管道使用年代过于久远，在二次供水及管道输配的过程中，水质则会出现些许质量的变化，导致很多地区的居民都有投诉水质的情况发生。
以上海地区为例，上海地区城市供水管网问题主要包括：
第一点，由于部分供水管道应用时间过长，导致管件与管道的质量开始出现严重下滑。部分管道甚至出现了结垢情况，导致水质严重下降，流水不畅的问题成为了用户投诉的主要原因。
第二点，一些城市自来水管道在锈蚀的影响下，出现了管径变小的问题。这会导致余氯降低、流速变慢、流量变小等问题的出现，进而导致水质下降。
第三点，阀门操作不合理、管网施工质量不佳致使水质出现浑浊问题。
第四点，一些使用时间长达70、80的管道已经不得不进行修复[2]。
第五点，城市的大规模建设使地面沉降事件经常发生。而地面沉降所带来最大的影响便是，许多管道出现破裂，自来水管道漏水严重，有些水厂产销差甚至高达21%。
但因为上海是一座人口非常密集的城市，许多建筑都有着较为久远的历史，楼房之间存在间距狭小的问题，许多地下管线资料并不齐全，复杂的地下管线为管道施工带来了巨大难度。所以明挖管道修复显然并不现实。而解决上述自来水管网问题又刻不容缓，所以非开挖自来水管道修复工作已经进入了关键时期。
三、非开挖自来水管道修复技术
自来水管网修复工作必须从竞争性、实用性、市场需求、经济性等多个角度出发。
（一）等径压缩内衬托管法
过去大口径托管法一般用于石油管道、天然气管道修复，而目前自来水管道修复也逐渐开始将这项技术应用于管道修复工作。
这项技术以高密度聚乙烯为聚合物材料[3]。这种材料有着塑性好、承压能力强等优点。应这种材料满足自来水卫生要求，所以其被广泛的应用于自来水管道修复工作。
这种修复技术首先要做的是掌握自來水管道消防栓、支管位置，以及管道损毁情况、管材内径、管材连接方法、埋深、管道走向等内容。结合上述内容确定接受坑与工作坑的长度、深度、位置，以及HDPE管道的厚度、直径。通过计算获知等径牵引力和压缩量。施工中一般需要使用一台牵引机拖动管材，之后使用缩径机实现压缩等径，并将其送入管道。HDPE管道使用热熔焊接方式接长。具体做法为，首先准备热熔焊接机，其由加热镜面板、刨平台、框架组成。焊接所用参数为材料商提供。之后将所需焊接的管道插入框架，刨平并清洁焊接面，之后用焊接连接需要焊接的管道，将焊接机温度升到220℃，完成连接工作。之后将HDPE管道塞入原管接受井位置，此时HDPE管道会逐渐恢复到原来大小，并与原管内壁贴合变成一体。
这种施工方法效率高、成本低，相较于传统修复方法来说能够节省50%的成本花费。不过这种修复技术也有一定缺点需要注意，如果径缩量过大，那么管道很有可能会无法恢复而是永久变形。此外如人为、天气、环境等要素也有可能会造成HDPE管道施工过程断裂。所以在施工前需要充分考虑压缩量、管径取值，施工时需要注意牵引力变化，以防出现不利情况。
（二）翻转内衬法
应用翻转内衬法前需要清洗管道，使用TV管道检视小车检视管道内部情况，之后确定管道清洗方案。一边情况下可以使用90MPa/cm2高压水枪清洗。清晰结果为在保持原有水泥砂浆层仍在管道的基础上，将松动水泥砂浆以及管道锈蚀物冲走，确保在冲洗结束以后的管道无油污、无颗粒、无尘，这样在之后的粘结施工中才会更有效率。在结束水枪冲洗后，还需要使用海绵球与相较刮板清理管道，轻吹到管道积水和垃圾。翻转内衬法的具体施工流程为：做好准备工作—挖掘工作坑—检测管道—清洗管线—再检测—定位设备—填充内衬管材—翻转与进入原管—加热固化—检测—闭水试验。
这种修复方法具有用时短的优势，不过使用设备和材料价格比较高昂，所以往往适用于φ200的管道修复。
（三）内涂层法
这种修复方法主要有两种包括环氧树脂、水泥砂浆。这种修复方式速度快、成本低，常用于φ100以下的管道修复，具体流程如下：
首先需要掌握管线管龄、材质、走向，通过分析水流速度、水流量以及钻孔、敲击听音等方式掌握管道情况，了解是否具备修复可能性，如果可以则制定修复方案。之后清除管内水，并引入热气是管道干燥，将除锈设备连接至管道，喷射石英砂除锈。之后注入高压水冲洗，并在此引入热空气吹干管道。
其次对管道进行喷涂，连接喷涂装备和管道，之后用高压气流喷涂涂料，在管道内壁制造涂膜。在此过程中需要控制气流的喷射速度，确保涂膜均匀。之后送入热空气，使涂膜固化。
最后消毒与水压试验，并对管内水做取样调查。
结语
非开挖自来水管网修复技术相较于传统开挖自来水管网修复技术来说各有优势，而非开挖自来水管网修复技术相较于普通管线修复方法来说优点则多了许多。首先非开挖自来水管网修复技术能够减少对路面的影响，这样在修复自来水管网的过程中就不需要大面积挖掘路面，导致交通出现阻塞问题。其次由于不需要大面积施工因此不会出现灰尘随风飘、溺水满地流等情况，是保护环境的一种有效手段。尤其是城市交通要道、大型建筑下方的自来水管道施工，非开挖技术有着非常显著的优势。因此对非开挖自来水管网技术进行深入的研究和探索有着十分显著的现实意义。
参考文献：
[1]白静.非开挖管道修复技术在城市地下排水管道中的应用[J].工程建设与设计，2018（06）：73-74.
[2]倪万骏.非开挖自来水管道修复技术[J].建筑施工，2017，39（05）：684-686.
关键词：非开挖技术；自来水管道；管道技术
一、国内自来水管网情况
国内最早城市给排水供水管网甚至可以追溯到19世纪末。有明确、详细资料记载的为上海杨树浦地区的城市给排水管网[1]。1883年，φ500毫米的输水管道将杨树浦水厂中的水输送到城市，开启了国内城市自来水发展的新篇章。至上个世纪50年代起我国城市自来水建设速度得到了非常快的增长。到了上个世纪90年代，国内自来水已经基本上实现了全国范围的普及。此时我国的城市自来水管网系统特征为：
管道为φ75毫米以上的为铸铁管，管道为φ50毫米的为镀锌钢管。在上个世纪90年代，φ75毫米口径的铸铁管大多使用的是球墨铸铁管，φ50毫米的使用的是PE管、U—PVC管以及衬塑镀锌钢管，其他超大口径水管材质一般以钢管为主。
我国早期主体管道的接口为青铅，直至上个世纪50年代才开始用石棉水泥刚性接口取代青铅接口。Φ500毫米以上的超大口径管道大多应用的是胶圈石棉水泥接口，也有少量的大口径管道应用了过胶圈膨胀水泥接口。在上个世纪90年代，几乎所有球墨铸铁管均以实现了胶圈滑入式柔性接口的普及应用。一般用焊接的方式完成钢管接口部位的连接。PE管道一般用承插与热熔对接方式连接。U—PVC管道大多应用了胶圈滑入承插接口。
管道的防护工作最早出现在上个世纪的60年代，当时国内的内防护材料为沥青，后来改用水泥砂浆作为内衬，当然也有一些地区使用环氧煤沥青，不过总体上来说管道内衬涂料变化不大。
二、自来水管网问题与需要修复的原因
从我国的水厂出水水质监测结果来看，当前国内大多数供水厂水质都能够达到国家规定标准。不过因为许多管道使用年代过于久远，在二次供水及管道输配的过程中，水质则会出现些许质量的变化，导致很多地区的居民都有投诉水质的情况发生。
以上海地区为例，上海地区城市供水管网问题主要包括：
第一点，由于部分供水管道应用时间过长，导致管件与管道的质量开始出现严重下滑。部分管道甚至出现了结垢情况，导致水质严重下降，流水不畅的问题成为了用户投诉的主要原因。
第二点，一些城市自来水管道在锈蚀的影响下，出现了管径变小的问题。这会导致余氯降低、流速变慢、流量变小等问题的出现，进而导致水质下降。
第三点，阀门操作不合理、管网施工质量不佳致使水质出现浑浊问题。
第四点，一些使用时间长达70、80的管道已经不得不进行修复[2]。
第五点，城市的大规模建设使地面沉降事件经常发生。而地面沉降所带来最大的影响便是，许多管道出现破裂，自来水管道漏水严重，有些水厂产销差甚至高达21%。
但因为上海是一座人口非常密集的城市，许多建筑都有着较为久远的历史，楼房之间存在间距狭小的问题，许多地下管线资料并不齐全，复杂的地下管线为管道施工带来了巨大难度。所以明挖管道修复显然并不现实。而解决上述自来水管网问题又刻不容缓，所以非开挖自来水管道修复工作已经进入了关键时期。
三、非开挖自来水管道修复技术
自来水管网修复工作必须从竞争性、实用性、市场需求、经济性等多个角度出发。
（一）等径压缩内衬托管法
过去大口径托管法一般用于石油管道、天然气管道修复，而目前自来水管道修复也逐渐开始将这项技术应用于管道修复工作。
这项技术以高密度聚乙烯为聚合物材料[3]。这种材料有着塑性好、承压能力强等优点。应这种材料满足自来水卫生要求，所以其被广泛的应用于自来水管道修复工作。
这种修复技术首先要做的是掌握自來水管道消防栓、支管位置，以及管道损毁情况、管材内径、管材连接方法、埋深、管道走向等内容。结合上述内容确定接受坑与工作坑的长度、深度、位置，以及HDPE管道的厚度、直径。通过计算获知等径牵引力和压缩量。施工中一般需要使用一台牵引机拖动管材，之后使用缩径机实现压缩等径，并将其送入管道。HDPE管道使用热熔焊接方式接长。具体做法为，首先准备热熔焊接机，其由加热镜面板、刨平台、框架组成。焊接所用参数为材料商提供。之后将所需焊接的管道插入框架，刨平并清洁焊接面，之后用焊接连接需要焊接的管道，将焊接机温度升到220℃，完成连接工作。之后将HDPE管道塞入原管接受井位置，此时HDPE管道会逐渐恢复到原来大小，并与原管内壁贴合变成一体。
这种施工方法效率高、成本低，相较于传统修复方法来说能够节省50%的成本花费。不过这种修复技术也有一定缺点需要注意，如果径缩量过大，那么管道很有可能会无法恢复而是永久变形。此外如人为、天气、环境等要素也有可能会造成HDPE管道施工过程断裂。所以在施工前需要充分考虑压缩量、管径取值，施工时需要注意牵引力变化，以防出现不利情况。
（二）翻转内衬法
应用翻转内衬法前需要清洗管道，使用TV管道检视小车检视管道内部情况，之后确定管道清洗方案。一边情况下可以使用90MPa/cm2高压水枪清洗。清晰结果为在保持原有水泥砂浆层仍在管道的基础上，将松动水泥砂浆以及管道锈蚀物冲走，确保在冲洗结束以后的管道无油污、无颗粒、无尘，这样在之后的粘结施工中才会更有效率。在结束水枪冲洗后，还需要使用海绵球与相较刮板清理管道，轻吹到管道积水和垃圾。翻转内衬法的具体施工流程为：做好准备工作—挖掘工作坑—检测管道—清洗管线—再检测—定位设备—填充内衬管材—翻转与进入原管—加热固化—检测—闭水试验。
这种修复方法具有用时短的优势，不过使用设备和材料价格比较高昂，所以往往适用于φ200的管道修复。
（三）内涂层法
这种修复方法主要有两种包括环氧树脂、水泥砂浆。这种修复方式速度快、成本低，常用于φ100以下的管道修复，具体流程如下：
首先需要掌握管线管龄、材质、走向，通过分析水流速度、水流量以及钻孔、敲击听音等方式掌握管道情况，了解是否具备修复可能性，如果可以则制定修复方案。之后清除管内水，并引入热气是管道干燥，将除锈设备连接至管道，喷射石英砂除锈。之后注入高压水冲洗，并在此引入热空气吹干管道。
其次对管道进行喷涂，连接喷涂装备和管道，之后用高压气流喷涂涂料，在管道内壁制造涂膜。在此过程中需要控制气流的喷射速度，确保涂膜均匀。之后送入热空气，使涂膜固化。
最后消毒与水压试验，并对管内水做取样调查。
结语
非开挖自来水管网修复技术相较于传统开挖自来水管网修复技术来说各有优势，而非开挖自来水管网修复技术相较于普通管线修复方法来说优点则多了许多。首先非开挖自来水管网修复技术能够减少对路面的影响，这样在修复自来水管网的过程中就不需要大面积挖掘路面，导致交通出现阻塞问题。其次由于不需要大面积施工因此不会出现灰尘随风飘、溺水满地流等情况，是保护环境的一种有效手段。尤其是城市交通要道、大型建筑下方的自来水管道施工，非开挖技术有着非常显著的优势。因此对非开挖自来水管网技术进行深入的研究和探索有着十分显著的现实意义。
参考文献：
[1]白静.非开挖管道修复技术在城市地下排水管道中的应用[J].工程建设与设计，2018（06）：73-74.
[2]倪万骏.非开挖自来水管道修复技术[J].建筑施工，2017，39（05）：684-686.