【摘 要】城市给排水管道是重要的城市基础设施，在城市管线日益复杂的背景下，给排水管道的修复变得越来越为困难，采用非开挖修复技术对提高城市给排水管道修复能力有着重要意义。本文分析了非开修复技术的原理、适用范围和优缺点，结合我国城市给排水管理修复工程的需要，就非开挖修复技术的在城市给排水管理修复中的应用进行了分析研究，提出了有效的应用建议。
【关键词】市政工程；给排水；非开挖修复；管道修复
1.引言
给排水管理是城市基础设施的重要组成部分，在人类社会漫长的历史发展过程中，给排水管道对文明的发展有着极为重要的作用。据历史记载，早在公元前2500年埃及和古希腊人就建造出了各种排水沟渠，而国内早在战国时期就出现了陶土管排污水设施，一些古代重要城市甚至拥有较为完整的明渠、暗渠结合的给排水系统。随着经济的发展，给排水管道在市政设施中的地位越来越为重要，已经成为一个城市生存和发展的重要生命线，与城市经济建设和人民生活息息相关，可以形象的解释给水管道就是城市的动脉、排水管道就是城市的静脉，给排水管道的完善程度和管理水平，已经成为一个城市基础设施完善程度和管理水平的重要标志。据统计，我国省会城市排水管道通常在4000km以上，既便中等城市排水管道也在2000km左右，而像北京、上海这样的国际大都市排水管道更是达到10000km。在给排水管道规模越来越大的同时，其损坏也越来越为严重和复杂，查明管道缺陷和修复已经成为城市管理的重要任务之一。
2.非开挖修复技术简介
传统的开挖修复施工简单、直接施工成本低，但由于给排水管道的修复是在城市内进行，采用开挖修复法会对车辆及行人交通造成影响，在施工过程中工人存在较大的安全风险，并会对附近商业活动和附近居民生活、道路寿命、附近设施等造成影响，甚至造成严重的环境污染，种种负面影响使得开挖修复法在极不利于给排水管道的修复，受到来自社会、环境、经济等各方面的限制。
非开挖修复技术是在地表不开槽的情况下探测、检查、铺设、更换或修复各种地下管道的技术。非开挖修复技术对环境、交通等影响极小，同时施工周期短、综合成本低、社会效益高，因此被广泛应用于城市给排水管道修复之中，被各界广泛关注和深入研究。
目前，全世界有超过五十种非开挖修复技术被实际应用于管道修复工程中，给排水管道的非开挖修复技术，按使用年限分类有临时非开挖修复和长效非开挖修复；按修复时机分有抢险型非开挖修复和预防型非开挖修复；按修复目的分有结构性非开挖修复、防腐蚀性非开挖修复和防渗漏非开挖修复；按修复位置分有局部非开挖修复和整体非开挖修复。在我国，目前通常采用按修复位置分类的方法， 将非开挖修复技术分为局部非开挖修复和整体非开挖修复两种。
整体非开挖修复技术是一种基于井间整段管的非开挖修复技术，采用整体非开挖修复的方法，可以有效的起到防腐、防渗，增加管道结构强度的目的。整体看来，整体非开挖修复技术是当前非开挖修复技术的主流。
整体非开挖修复技术修复后，管道内的内衬管和旧管之间的结构，可分为自立管、复合管、双层管三种构造，从而可分为自立管、复合管、双层管三种不同的整体非开挖修复技术。自立管不用考虑旧管道的强度，而只考虑内衬管自身的承受能力，此内衬管需要能够承受外部压力，要求能够具有同新管相当的耐久度和负载能力。在自立管非开挖修复设计时，通常按埋管时管道所随的荷载来计算并设计内衬管。复合管整体非开挖修复技术内衬管和旧管会形成一体共同承受外部荷载，两者形成一体后需要具有和新管相当的荷载能力和耐久度，在施工时需要在旧管和内衬管间注浆，以使两者形成一体。双层管整体非开挖修复技术中，旧管承受外部荷载，而内衬管则承担地下水压荷载，两者以双层构造的形式共同承担外部荷载，采用双层管结构时内衬管可以较簿，具有较好的经济效益和施工性能。
局部非开挖修复技术是对管道中已损坏部分进行修复施工的技术，包括嵌补法、注浆法、套环法、局部涂层法、局部内衬法。目前在我国嵌补法、注浆法、套环法三种方法主要应用于给排水管道的日常维护中。局部涂层法由于操作简便且成本较低，则多应用于给排水管道的修复工程中。
3.部分给排水管道非开挖修复技术简介
3.1 现场固化法
现场固化法是将浸满热固性树脂的毡制软管用注水翻转或牵引的方法，将其送入旧管内后加热固化，在管内形成新的内衬管的一种非开挖管道修复方法。这种方法使用树脂等在未固化前为液态粘稠状的材料，因此内衬管能够紧密的贴合于原管道内壁，形成一个与原管道形状完全相同的管道，这种方法在需修复管道短距离内存在较大起伏和弯折点时依然能够顺利使内衬管通过，具有断面损失小、技术成熟、施工速度快，可应付变曲变形等管道的优点，但由于材料和设备价格较高，且大多需要进口，因此施工成本昂贵。但由于这种方法适用范围广、修复质量好，且对交通环境影响小，使其成为目前世界上使用最多的非开挖修复方法。随着工艺技术的发展，现场固化法甚至可以应用于蛋形、马蹄形、方形等管道的修复之中。其寿命较高，修复后管道管道光滑，能有效提升给排水管道的水力性能。
3.2 螺旋制管法
螺旋制管法是将带肋的PVC或PE板材从井口送入井内，由安装在井内的制管机将PVC板带绕制成螺旋管，不断向管内推进形成新管以完成管道修复的技术。螺旋制管法是澳大利亚Rib-loc公司的专利技术，是一种使用面仅次于现场固化法的非开挖修复技术，应用比现场固化法更加广泛。
3.3 滑衬法和紧贴内衬法
滑衬法和紧贴内衬法都是在旧管内插入一条新管道以完成修复的方法。滑衬法起源于上世纪60年代中期，最是即应用于排水管道的非开挖修复之中，滑衬法施工时，先将一根直径较小的新管直接插入或拉入旧管内，再向新旧管之间的环形间隙内灌浆，当固化后形成一个具有内外承压机制的管中管。滑衬法操作简单，施工速度较快，但由于这种管中管的结构管中，衬管对管道断面的影响较大，且结构强度不大，在施工时需要开挖工作坑进宪施工，对交通会造成一定影响，尤其是当埋位很深的给排水管道进行修复时，需要开挖的工作坑极大，因此这种方法较少采用，在我国多用于一些中小城市给排水管道修复中。采用滑衬法需要对环隙注浆以提高结构强度，注浆过程中滑衬法的重要环节，如果注浆效果不好，内衬管缺少抗弯强度，将会直接造成管道底部隆起甚至局部断裂、丹塌变形现象。
紧贴内衬法是对滑衬法的改进，紧贴内衬法所使用的内衬管原始外径比原管道内径稍大，一般在3%-5%，在施工时，先将内衬管进行机械变形短暂性的缩径，使其较容易安装入旧管道之中，待安装入旧管道之中后，再通过加热、加压、机械成形等方法，或者依靠自然作用使变形装入的内衬管恢复到原来的形状和尺寸，以使其同旧管紧密的结合在一起。紧贴内衬法分为缩径法和折叠管法两种。缩径法是基于PE材料在一定范围内有变形后恢复的记忆功能所设计出来的方法，将PE管材缩径后插入旧管道内，再利用其记忆功能或打压，使其涨紧在旧管道内壁上，从而完成内衬修复工作。折叠管法又叫变形法或“U”型管法，这种方法使用可变形的PE或PVC材料作为管道材料，施工前事先改变衬管几何形状为U形或C等，使其有效缩径，在插入旧管后来再利用加热、加压等方法使其膨胀同旧管紧密结合。
4.结束语
同开挖修复法相比，、非开挖修复技术不会阻断交通，不会破坏绿土、植被，不会影响周围商业、经济等正常活动和秩序，能有效的应用于如河流、公路、机场、绿地等不允许开挖的施工场合，具有较好的环境效益和社会效益。随着材料和技术的进步，非开挖修复技术应用更为广泛，施工更为方便，施工质量越来越高，已经成为城市给排水管道修复中最为经济可行的施工方法。在实际应用时，应当根据施工要求和场地现状及管道破坏情况，采用合适的方法进行施工，以最低的成本实现最高的施工效益。
【关键词】市政工程；给排水；非开挖修复；管道修复
1.引言
给排水管理是城市基础设施的重要组成部分，在人类社会漫长的历史发展过程中，给排水管道对文明的发展有着极为重要的作用。据历史记载，早在公元前2500年埃及和古希腊人就建造出了各种排水沟渠，而国内早在战国时期就出现了陶土管排污水设施，一些古代重要城市甚至拥有较为完整的明渠、暗渠结合的给排水系统。随着经济的发展，给排水管道在市政设施中的地位越来越为重要，已经成为一个城市生存和发展的重要生命线，与城市经济建设和人民生活息息相关，可以形象的解释给水管道就是城市的动脉、排水管道就是城市的静脉，给排水管道的完善程度和管理水平，已经成为一个城市基础设施完善程度和管理水平的重要标志。据统计，我国省会城市排水管道通常在4000km以上，既便中等城市排水管道也在2000km左右，而像北京、上海这样的国际大都市排水管道更是达到10000km。在给排水管道规模越来越大的同时，其损坏也越来越为严重和复杂，查明管道缺陷和修复已经成为城市管理的重要任务之一。
2.非开挖修复技术简介
传统的开挖修复施工简单、直接施工成本低，但由于给排水管道的修复是在城市内进行，采用开挖修复法会对车辆及行人交通造成影响，在施工过程中工人存在较大的安全风险，并会对附近商业活动和附近居民生活、道路寿命、附近设施等造成影响，甚至造成严重的环境污染，种种负面影响使得开挖修复法在极不利于给排水管道的修复，受到来自社会、环境、经济等各方面的限制。
非开挖修复技术是在地表不开槽的情况下探测、检查、铺设、更换或修复各种地下管道的技术。非开挖修复技术对环境、交通等影响极小，同时施工周期短、综合成本低、社会效益高，因此被广泛应用于城市给排水管道修复之中，被各界广泛关注和深入研究。
目前，全世界有超过五十种非开挖修复技术被实际应用于管道修复工程中，给排水管道的非开挖修复技术，按使用年限分类有临时非开挖修复和长效非开挖修复；按修复时机分有抢险型非开挖修复和预防型非开挖修复；按修复目的分有结构性非开挖修复、防腐蚀性非开挖修复和防渗漏非开挖修复；按修复位置分有局部非开挖修复和整体非开挖修复。在我国，目前通常采用按修复位置分类的方法， 将非开挖修复技术分为局部非开挖修复和整体非开挖修复两种。
整体非开挖修复技术是一种基于井间整段管的非开挖修复技术，采用整体非开挖修复的方法，可以有效的起到防腐、防渗，增加管道结构强度的目的。整体看来，整体非开挖修复技术是当前非开挖修复技术的主流。
整体非开挖修复技术修复后，管道内的内衬管和旧管之间的结构，可分为自立管、复合管、双层管三种构造，从而可分为自立管、复合管、双层管三种不同的整体非开挖修复技术。自立管不用考虑旧管道的强度，而只考虑内衬管自身的承受能力，此内衬管需要能够承受外部压力，要求能够具有同新管相当的耐久度和负载能力。在自立管非开挖修复设计时，通常按埋管时管道所随的荷载来计算并设计内衬管。复合管整体非开挖修复技术内衬管和旧管会形成一体共同承受外部荷载，两者形成一体后需要具有和新管相当的荷载能力和耐久度，在施工时需要在旧管和内衬管间注浆，以使两者形成一体。双层管整体非开挖修复技术中，旧管承受外部荷载，而内衬管则承担地下水压荷载，两者以双层构造的形式共同承担外部荷载，采用双层管结构时内衬管可以较簿，具有较好的经济效益和施工性能。
局部非开挖修复技术是对管道中已损坏部分进行修复施工的技术，包括嵌补法、注浆法、套环法、局部涂层法、局部内衬法。目前在我国嵌补法、注浆法、套环法三种方法主要应用于给排水管道的日常维护中。局部涂层法由于操作简便且成本较低，则多应用于给排水管道的修复工程中。
3.部分给排水管道非开挖修复技术简介
3.1 现场固化法
现场固化法是将浸满热固性树脂的毡制软管用注水翻转或牵引的方法，将其送入旧管内后加热固化，在管内形成新的内衬管的一种非开挖管道修复方法。这种方法使用树脂等在未固化前为液态粘稠状的材料，因此内衬管能够紧密的贴合于原管道内壁，形成一个与原管道形状完全相同的管道，这种方法在需修复管道短距离内存在较大起伏和弯折点时依然能够顺利使内衬管通过，具有断面损失小、技术成熟、施工速度快，可应付变曲变形等管道的优点，但由于材料和设备价格较高，且大多需要进口，因此施工成本昂贵。但由于这种方法适用范围广、修复质量好，且对交通环境影响小，使其成为目前世界上使用最多的非开挖修复方法。随着工艺技术的发展，现场固化法甚至可以应用于蛋形、马蹄形、方形等管道的修复之中。其寿命较高，修复后管道管道光滑，能有效提升给排水管道的水力性能。
3.2 螺旋制管法
螺旋制管法是将带肋的PVC或PE板材从井口送入井内，由安装在井内的制管机将PVC板带绕制成螺旋管，不断向管内推进形成新管以完成管道修复的技术。螺旋制管法是澳大利亚Rib-loc公司的专利技术，是一种使用面仅次于现场固化法的非开挖修复技术，应用比现场固化法更加广泛。
3.3 滑衬法和紧贴内衬法
滑衬法和紧贴内衬法都是在旧管内插入一条新管道以完成修复的方法。滑衬法起源于上世纪60年代中期，最是即应用于排水管道的非开挖修复之中，滑衬法施工时，先将一根直径较小的新管直接插入或拉入旧管内，再向新旧管之间的环形间隙内灌浆，当固化后形成一个具有内外承压机制的管中管。滑衬法操作简单，施工速度较快，但由于这种管中管的结构管中，衬管对管道断面的影响较大，且结构强度不大，在施工时需要开挖工作坑进宪施工，对交通会造成一定影响，尤其是当埋位很深的给排水管道进行修复时，需要开挖的工作坑极大，因此这种方法较少采用，在我国多用于一些中小城市给排水管道修复中。采用滑衬法需要对环隙注浆以提高结构强度，注浆过程中滑衬法的重要环节，如果注浆效果不好，内衬管缺少抗弯强度，将会直接造成管道底部隆起甚至局部断裂、丹塌变形现象。
紧贴内衬法是对滑衬法的改进，紧贴内衬法所使用的内衬管原始外径比原管道内径稍大，一般在3%-5%，在施工时，先将内衬管进行机械变形短暂性的缩径，使其较容易安装入旧管道之中，待安装入旧管道之中后，再通过加热、加压、机械成形等方法，或者依靠自然作用使变形装入的内衬管恢复到原来的形状和尺寸，以使其同旧管紧密的结合在一起。紧贴内衬法分为缩径法和折叠管法两种。缩径法是基于PE材料在一定范围内有变形后恢复的记忆功能所设计出来的方法，将PE管材缩径后插入旧管道内，再利用其记忆功能或打压，使其涨紧在旧管道内壁上，从而完成内衬修复工作。折叠管法又叫变形法或“U”型管法，这种方法使用可变形的PE或PVC材料作为管道材料，施工前事先改变衬管几何形状为U形或C等，使其有效缩径，在插入旧管后来再利用加热、加压等方法使其膨胀同旧管紧密结合。
4.结束语
同开挖修复法相比，、非开挖修复技术不会阻断交通，不会破坏绿土、植被，不会影响周围商业、经济等正常活动和秩序，能有效的应用于如河流、公路、机场、绿地等不允许开挖的施工场合，具有较好的环境效益和社会效益。随着材料和技术的进步，非开挖修复技术应用更为广泛，施工更为方便，施工质量越来越高，已经成为城市给排水管道修复中最为经济可行的施工方法。在实际应用时，应当根据施工要求和场地现状及管道破坏情况，采用合适的方法进行施工，以最低的成本实现最高的施工效益。