非开挖方法的管道修复技术（下）

螺旋缠绕法是一种通过专用缠绕机将带状塑料管材（如聚氯乙烯或聚乙烯）在管道内部缠绕成型，从而生成一条新型的、高强度的内衬管道。施工时疏扩大规模开挖掘，现场从检查井位置进入管道进行修复。

原理

使用特制的聚合物带材，通过机械设备在管道内部进行螺旋缠绕，一条与旧管贴合的新管道结构。带材通过咬合或焊接密封连接

优点

• 施工投入少：设备便利、操作简单，施工成本较低。

• 环境要求低：施工过程中对管道内部的清洁度和管道环境要求较低。

• 弹性施工：施工过程中可随时暂停或调整，适应强。

• 适用范围广：适用于各种材质、形状和尺寸的管道修复，包括圆形、椭圆形和非规则管道。

挑战与研究方向

• 材料优化：开发具有更高强度、使用寿命更长的塑料带材。

• 机械设备升级：提升缠绕机的自动化程度和施工效率，优化缠绕成型的精度。

• 适应复杂工况：研究解决复杂管道条件（如高地下水位或大弯角）下的施工问题。

• 质量检测：集成在线质量检测技术，实时监测施工效果，确保修复质量。

（来源：Rehabilitation+Methods+Trenchless+Tech）

原理

·通过一台破管机将旧管道破裂并扩径，同时将新管道拖入原管道位置。破管机通常通过牵引钢索或液压装置驱动。

优点

• 可实现管道直径的扩容，满足更大的管道需求。

• 修复效果持久，适用于各种材质的旧管（如铸铁、PVC、混凝土）。

挑战与研究方向

• 地面扰动控制：研究如何减少破管操作对地面建筑和周边设施的影响。

• 优化：提升设备性能，确保机械故障均匀，避免对新管道的损伤。

• 应用环境扩展：开发适应复杂地质条件（如岩层或高地下水位）的破管技术。

五、喷涂内衬法：

除了涵盖从半结构到全结构管道修复的CIPP之外，喷涂内衬是另一种非开挖修复方案。水管中的裂缝和缺陷不仅会导致漏水，还会使周围土壤和/或腐蚀的主管道中的污染物（例如重金属）渗入饮用水中。喷涂水泥砂浆或环氧树脂可在管道内表面形成涂层，防止主管道进一步腐蚀、生物膜积聚和结核形成，从而维持安全的饮用水输送系统。然而，如果对主管道的评估确定其在结构上可以长期持续，则最适用，因为喷涂内衬目前被指定为非结构性解决方案。环氧树脂本身具有一定的强度，因此如果涂上厚层，它可以在短时间内支撑现有结构；然而，与CIPP修复相比，这种解决方案成本高昂。此外，使用厚厚的环氧树脂层不能排除长期变形的可能性，也不能保证安全性——就其承受压力的能力而言。到目前为止，聚合物喷涂内衬已经广泛应用于直径为 15 至 30 厘米（6 至 12 英寸）的供水系统，并且在许多情况下已被证明是有益的。喷涂内衬的一个优点是应用时间快（甚至与 CIPP 相比）：在大多数情况下，施工仅需一天，因此可以避免服务旁路。喷涂方法恢复服务所需的工作量也比 CIPP 少得多，因为在应用内衬后，施加负压或通过服务管道吹气可以轻松去除覆盖服务连接的薄聚合物膜。

（喷涂设备，来源：管道修复）

原理

·使用专用喷涂设备在管道内壁均匀地涂覆一层聚乙烯涂层或复合材料涂层（如环氧树脂或聚氨酯），形成保护层或新的内衬管壁。

优点

• 对形状管道要求低，适用于弯曲和不规则管道。

• 涂层薄，不影响管道内径。

• 可针对腐蚀或局部损坏进行局部修复。

挑战与研究方向

• 涂层材料：开发更高强度、更长使用寿命的涂层材料，同时提升抗化学腐蚀性能。

• 机器人喷涂技术：结合自动化和机器人技术，实现精确喷涂和远程操作。

• 质量控制：实时监测涂层厚度和涂覆力，确保施工效果。

总结

这几种非开挖修复技术各有优势，适用于不同的管道条件和工程需求。从学术和工程角度来看，未来研究应集中于以下方面：

• 开发更加高效、环保的新材料和新工艺。

• 物联网融合和智能监控技术，实现修复过程的全面数字化。

• 制定完善的行业规范和评估标准，确保修复质量和安全性。

开发非修复挖掘技术的发展不仅推动了城市地下管网的现代化改造，也为基础设施的可持续发展提供了技术支撑。