張家奇

（華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司杭州博約分公司 浙江杭州 310000）

1 引言

在給排水工程中，對(duì)于1990年以前被埋設(shè)的金屬管道，大部分管道并沒有做內(nèi)防腐的措施，所以管道內(nèi)部非常容易出現(xiàn)積累污垢、受到腐蝕、管道穿孔等問題，這會(huì)嚴(yán)重影響到供水的水質(zhì)。目前，全國范圍內(nèi)各個(gè)大中城市，如北京、天津、大連等，紛紛開始對(duì)給排水工程的管道進(jìn)行維修、改造乃至更換，各城市的做法可總結(jié)為以下幾種：如果經(jīng)濟(jì)條件較好，有足夠資金，一般選擇廢除舊管道、鋪設(shè)新管道，此做法需求很大的資金投入；反之，沒有相應(yīng)經(jīng)濟(jì)條件的地區(qū)，則會(huì)選擇不需開挖管道的內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)。

除了在給排水工程中有這個(gè)問題，在管道行業(yè)的起源——石油行業(yè)中，也對(duì)不開挖管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)有更急迫的需求。因此，如何使維修地下管道簡單化、經(jīng)濟(jì)化，已經(jīng)成為管道工程界的重要研究課題。

2 技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

不開挖舊管道修復(fù)指的是，當(dāng)管道所在的實(shí)際環(huán)境中不允許其進(jìn)行開挖換新、修理，或選擇開挖管道非常不經(jīng)濟(jì)劃算，或管道經(jīng)綜合分析屬于不應(yīng)該廢棄的情況，或?yàn)樘岣吖艿垒斔湍芰?、延長其使用壽命等情況下，對(duì)管道進(jìn)行的一種在線維修方式。經(jīng)過幾十年的研究開發(fā)與實(shí)踐，現(xiàn)在形成的工藝技術(shù)有十多種，大概可以分為三類：①插入套管法（其中包括原形套管法和折疊式套管法）；②涂層法；③軟管翻襯法。接下來對(duì)三種方法進(jìn)行簡要介紹。

（1）插入套管法。此方法的原理是將準(zhǔn)備好的塑料原形管或者折疊式套管通過焊接、牽引就位等步驟固定在舊管線上。

（2）內(nèi)涂層法。目前，經(jīng)過多年的實(shí)踐總結(jié)改進(jìn)與原材料工業(yè)的發(fā)展，目前，已經(jīng)形成了幾種工藝，比如：水泥砂漿襯里、樹脂涂層等，但是，此方法的有些工序還有待改進(jìn)，比如表面處理技術(shù)、質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)等。

（3）軟管翻襯法。從1980年以來，美國、英國、日本等國家的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)興起，且發(fā)展速度較快，隨著其高分子化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，軟管翻襯法應(yīng)運(yùn)而生。此方法的工作原理是：在水壓或氣壓的助力下，將復(fù)合增強(qiáng)聚酯纖維和熱固型樹脂等材料進(jìn)行翻襯，使用熱水或自然冷卻方法進(jìn)行固化，在此方法中，襯里厚度范圍是4～20mm，施工管徑是20～3000mm，單次施工長度是900m，最大施工壓力是1.72MPa，內(nèi)襯層的最高使用溫度達(dá)可達(dá)95℃，繼續(xù)使用壽命是30年以上，目前，由于此方法使用范圍廣、施工要求簡單，所以是當(dāng)前使用較為廣泛的方法。

我國技術(shù)人員在借鑒國外工藝的基礎(chǔ)上，從我國實(shí)際國情出發(fā)，結(jié)合我國地下管道中存在的特殊實(shí)際問題，比如：管壁厚度不均、管道內(nèi)焊瘤、管道沉降導(dǎo)致接口錯(cuò)位等諸多問題，創(chuàng)造出了不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)可謂十分具有中國特色，其具有我國獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且處于國際先進(jìn)水平。

這項(xiàng)技術(shù)的原理是：在不開挖地面的原則下，利用現(xiàn)存的地面開口，比如：管道三通、閥門等，選擇復(fù)合纖維增強(qiáng)軟管作為載體（此材料是具有防滲透、耐蝕功能的保護(hù)膜）浸漬環(huán)氧聚合物，依靠水、氣體作為動(dòng)力，使軟管緊緊貼于舊管道的內(nèi)層，等待軟管固化后，就會(huì)在舊管道內(nèi)形成光滑的、與原管道成為一個(gè)整體的“管中管”，從而修復(fù)被腐蝕的管道、延長管道的壽命。這種技術(shù)，不僅能夠有效解決管道的損壞問題，提高管道各類性能，延長管道壽命，其資金消耗少，也能夠?qū)Νh(huán)境保護(hù)起到很大的積極作用，還不需要對(duì)地面進(jìn)行大面積開挖，所以也不會(huì)影響交通、對(duì)人們的日常生活造成不便，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

3 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要工序、指標(biāo)與特點(diǎn)

3.1 主要工序

圖1 技術(shù)的主要工序示意圖

對(duì)不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要工序介紹如下：

（1）清管：使用水性清洗液，采用機(jī)械工藝，清除舊管道內(nèi)的污垢、銹跡，使管道內(nèi)壁的金屬可見度達(dá)到60%以上；

（2）CCTV檢查：利用CCTV管內(nèi)攝錄器，對(duì)管道內(nèi)的清潔質(zhì)量、內(nèi)襯層的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查；

（3）固化：對(duì)軟管進(jìn)行加熱或常溫固化等操作，使其表面變得光滑而且堅(jiān)硬，并且能夠緊密貼在舊管道的內(nèi)壁上，成為“管中管”；

（4）軟管制作、基料配制、合成作業(yè)：采用機(jī)電一體化翻襯機(jī)組（具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)），實(shí)現(xiàn)高分子材料的配比和軟管輸送這兩個(gè)步驟的自動(dòng)化，確保軟管的厚度非常均勻，保證其各項(xiàng)性能、指標(biāo)達(dá)到技術(shù)設(shè)計(jì)要求；

（5）端口處理，選用“套袖式”連管，確保端口可靠，同時(shí)確保端口不會(huì)對(duì)內(nèi)襯材料造成傷害；

（6）試壓連管：等到內(nèi)管完全固化后，根據(jù)管道施工相關(guān)規(guī)范，分段進(jìn)對(duì)管道進(jìn)行試壓，等待業(yè)主驗(yàn)收合格后，就可以進(jìn)行最后的連管工序和投產(chǎn)。

3.2 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)

此技術(shù)可修復(fù)的管道直徑范圍為：50～1200mm，可承受壓力范圍為：0.6～10.5MPa，粗糙度低于 5μm，內(nèi)襯的厚度范圍為：2～10mm，工作最高溫度可達(dá)95℃，作業(yè)坑面積大概為2m×1.5m，與原管道相比，其輸送壓力可提高3～5%，輸量可提高10%左右，抗彎強(qiáng)度大于等于90MPa，抗拉強(qiáng)度大于等于65MPa，抗壓強(qiáng)度大于等于110MPa，擊穿電壓約為3.5kV/mm，抗沖擊能力強(qiáng)，單次翻襯長度可達(dá)1000m，使用壽命可達(dá)30～50年，介質(zhì)包括油氣水或者酸堿性腐蝕介質(zhì)，投資消耗不到新建鋼質(zhì)管的60%，在進(jìn)行內(nèi)襯材料選擇時(shí)，可以根據(jù)管道輸送物質(zhì)類型，選用滿足食品級(jí)衛(wèi)生要求的無毒材料。

4 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與其他管道修復(fù)技術(shù)相比，不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，列舉如下：①施工要求較少，即使在管道錯(cuò)口處、彎頭處等復(fù)雜結(jié)構(gòu)處，也可以施工；②作業(yè)坑較小，造價(jià)較低，施工周期較短，對(duì)周邊影響較小，對(duì)環(huán)境的污染較少；③內(nèi)襯層很??；④施工設(shè)備要求簡單，周期較短；⑤施工時(shí)間較為自由，不會(huì)受到季節(jié)影響；⑥適用范圍廣，被修復(fù)管道類型（材質(zhì)、形狀）適用類型局限較少，對(duì)管道清理程度的要求不高；⑦其線膨脹系數(shù)與鋼質(zhì)管道的線膨脹系數(shù)非常接近；⑧能夠使管道的輸量和輸送壓力提高。

表1 其他修復(fù)方法與不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的比較結(jié)果

根按美國NACE機(jī)構(gòu)的相關(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，在管道修復(fù)的施工過程中，對(duì)內(nèi)襯材料造成的劃痕深度應(yīng)當(dāng)小于10%，對(duì)于不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)來說，其內(nèi)襯管是沒有固化前翻襯進(jìn)管道內(nèi)的，襯管與原管道之間并沒有相對(duì)滑移的現(xiàn)象，所以根本不會(huì)存在以上問題；而且，此技術(shù)中，由于精心選用了較為特殊的材料，所以施工工藝也比較簡便，所以該技術(shù)能夠滿足使用領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)要求。

5 不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)工程的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及造價(jià)

該技術(shù)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：①內(nèi)襯的軟管與外部舊管道貼合得非常緊密；②內(nèi)襯管道具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，施工難度不高，但是其耐用度很高；③其施工與加工已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。

該技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了以下專利技術(shù)：①翻襯法復(fù)合軟管成形裝置；②修復(fù)地下管道的復(fù)合軟管；③組裝式翻襯法管道修復(fù)裝置。

6 問題探討

給排水工程中的不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)工程的技術(shù)的應(yīng)用前景十分良好，但其現(xiàn)在還存在一些問題需要注意，對(duì)其探討如下：

（1）目前，該技術(shù)在我國已經(jīng)有了一個(gè)較為良好的發(fā)展，而且已經(jīng)在管道工程界和業(yè)主的積極認(rèn)可，越來越多的工程單位開始消防，因此，此技術(shù)需要盡快規(guī)范化，才能得到更加有序的發(fā)展。

（2）該技術(shù)原理雖簡單，但是每個(gè)環(huán)節(jié)都需要深厚的專業(yè)知識(shí)積累。因此，其技術(shù)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化專業(yè)分工并分專業(yè)開發(fā)，還應(yīng)該提高機(jī)電一體化水平，減少人為失誤。

（3）應(yīng)當(dāng)加大該技術(shù)的宣傳力度，讓用戶充分了解該技術(shù)的國際先進(jìn)性與良好經(jīng)濟(jì)型，擴(kuò)大該技術(shù)的市場(chǎng)，并且通過提高管理水平降低工程的成本，使該技術(shù)更具有普及性。

7 結(jié)束語

目前，不開挖翻襯法管道內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)是世界上工人的最為簡單化、經(jīng)濟(jì)化的方法，其在我國已進(jìn)入了進(jìn)一步開拓階段。該技術(shù)在應(yīng)用中，適用管道類型多、作業(yè)難度低、對(duì)環(huán)境的污染較小、負(fù)面影響小，優(yōu)點(diǎn)諸多，因此發(fā)展前景非常良好，為了給其積極發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境，國家相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)盡快制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)建筑單位也應(yīng)該重視人才篩選、技術(shù)開發(fā)與宣傳等，從而更好地使該技術(shù)發(fā)揮效用。

[1]俞蓉蓉，蔡志章.地下金屬管道的腐蝕與防護(hù).北京：石油工業(yè)出版社，1998.