非開挖修復技術在城市密集區排水管道修復中的應用

胡東起，史芳弟，王徐越，鐘益斌，游家凱，何海濤（.中電建生態環境集團有限公司， 廣東 深圳 580；. 中國水利水電第五工程局有限公司， 四川 成都 60000 ；. 中國水利水電第十二工程局有限公司， 浙江 杭州 004）

隨著城鎮化進展的不斷加快，被稱為城市良心工程的地下管道工程也在不斷完善。由于快速的城市發展、更新改造與地下管道建設規劃不完全匹配，加之管網建設本身缺乏一定的前瞻性，往往形成城市密集區舊管網系統下穿建（構）筑物，存量管道維護空間狹小甚至無法維護的現象；同時，部分區域缺少管道專業維護導致存量管網的使用壽命縮短，管道缺陷密度增大，嚴重影響雨、污水管道收集能力，降低了污水處理廠處理產能，增加了滲漏污水入河的風險。因此城市高密度區存量管網修復勢在必行。

城市密集區人口眾多，各類建筑物星羅棋布，尤其在城市老舊城區巷道中，施工空間極其狹窄。要在如此狹小的施工空間解決排水管網缺陷問題，常規開挖修復工程幾乎無設備操作空間，只能進行人工開挖，施工速度慢，造價高，安全風險高；同時也不可避免地對周圍居民出行造成一定的影響。為此，施工占地面積小、安全環保的非開挖修復技術是解決這一難題的首選工藝。

1 非開挖修復

非開挖技術旨在通過不開挖或微開挖對管道缺陷進行修復[1]。因其在施工過程中對周邊環境、地面交通及地下管線影響小等優點，被稱為環境友好型施工新技術，在工程中逐漸得到應用[2]。

1.1 開挖修復的特點及施工流程

與常規的開挖修復相比，非開挖修復施工占用面積小且對周邊居民出行基本不造成影響，減少了大量的施工協調問題，同時也增加了道路施工的安全性。非開挖修復多采用機械化施工設備，操作簡便，機械化程度高。針對不同程度的管道缺陷密度，靈活選用局部修復與整體修復方案，能夠快捷、有效地對管道進行一次性多部位的修復，與傳統的開挖、鋪管、回填工藝相比極大地縮短了項目工期。非開挖修復技術不受管道上部空間覆蓋物的影響，減少了工程施工帶來的征拆與協調問題，極大地節約了工程投資成本[3]。

非開挖修復主要工藝流程包括管道清淤、檢測、管道預處理和管道缺陷修復。管道清淤主要通過管道封堵，利用高壓水槍配合清淤罐車實現；管道檢測主要通過 CCTV 對管道缺陷進行檢測與評估，空間狹小無法下放檢測車的管段可以采用管道潛望鏡（pipe quick viewinspection, QV）檢測儀進行初步檢測與評估[4]；管道修復主要通過預處理和管道非開挖修復技術實現。管道預處理主要通過工程措施為管道非開挖修復提供安全可靠的操作空間，確保非開挖修復的修復質量。

1.2 非開挖修復技術及其選用原則

排水管道缺陷分為功能性缺陷和結構性缺陷。非開挖修復主要應用于結構性缺陷修復，而功能性缺陷主要通過清淤疏通及加強日常管養解決。常見的結構性缺陷類型及相應的非開挖處理技術如表 1 所示。

表 1 常見的結構性缺陷類型及相應的非開挖處理技術

目前非開挖修復技術并不適用于所有的管道缺陷修復，對于非開挖修復技術的選取要充分考慮管道的管材、管徑、管長、埋深、缺陷密度、周邊環境、修復后的效果及非開挖設備的適用性，同時進行必要的經濟性對比分析。由于非開挖技術尚處于發展階段，各項技術還在不斷完善，對于非開挖修復技術的選擇應結合設備技術發展情況，不斷調整其修復方法與適應性[5]。

1.3 非開挖修復與開挖修復的對比分析

相比于開挖修復，非開挖修復占用空間小，對周邊環境更友好；在實施效果方面，開挖修復技術更為成熟，修復效果更容易得到保障，非開挖技術因其技術限制存在修復后管徑縮小或遺留其他缺陷，修復效果不如開挖修復容易控制；在實施經濟性方面，因考慮到開挖修復的支護費用及非開挖修復的預處理費用，應根據項目具體實施方案進行對比分析。

2 非開挖在光明區核心區域排水管網修復中的應用

2.1 工程簡介

項目位于深圳市光明區，主要涉及光明區馬田街道和公明街道兩個街道。光明區公明核心片區域已陸續實施了市政管道雨污分流工程、小區及工業區正本清源工程、城中村排水管網接駁工程、河道綜合整治工程、全面消除黑臭水體工程等多項管道建設工程。根據區域內雨、污水管網項目實施年限，將 2015 年前建設的雨、污水管道作為存量管道。據統計，項目區域內存量市政排水管網約 373 km、城中村存量排水管網約 114 km、工業區及小區存量排水管網約 1 442 km。本項目僅針對存量排水管網的缺陷進行修復。

城中村、工業區及小區等存量管網因占地空間狹小，周邊城市更新覆蓋加之前期缺少運營維護，導致管道破損、滲漏嚴重，影響污水收集，甚至造成地面坍塌。結合項目區域環境，本項目優先選用非開挖修復進行管道缺陷處理。

2.2 工程技術路線

本著節約投資，適用現場施工的原則制定了本工程的技術路線，如圖 1 所示。

圖 1 工程技術路線

2.3 非開挖修復在工程應用中的優缺點分析

非開挖修復因其占地空間小，不影響周邊居民出行，其在本項目中被廣泛應用。由于修復技術本身的不足以及受其他工序的影響，在項目應用實施過程中仍然存在不足之處。

（1）技術不夠完善，不能處理所有的管道缺陷類型。目前非開挖修復還不適用于管道線性整形，只能進行開挖換管；對于管道起伏，目前尚沒有相對應的非開挖技術可以完全修復，只能進行傳統的開挖修復；對于管徑小、缺陷級別為 Ⅳ 級的變形、錯口等管道缺陷，目前常規的點狀原位固化、不銹鋼快速鎖等非開挖技術尚解決不了此類缺陷；對于小管徑 Ⅱ級、Ⅲ 級的破裂、腐蝕、錯口等缺陷，常規的點狀原位固化、不銹鋼快速鎖修復后往往會遺留一、二級變形，修復效果不理想；紫外光原位固化設備施工范圍為兩井段之間，設備本身需要 6 m 以上的施工空間，對于短距離的管道修復也不適用。

（2）局部修復調整為整體修復造成的工程量覆蓋。管道缺陷是一個逐步演變的過程，缺陷等級和缺陷密度會隨著時間推移及周邊環境影響逐步擴大。按照項目技術路線，根據檢測單位出具的缺陷類型、缺陷等級、缺陷長度及缺陷密度，設計單位出具相應的局部修復或整體修復方案。一般在缺陷確定、設計出圖到管道修復期間往往存在一定的時間差，加上修復施工過程中對原有缺陷的干擾，造成缺陷等級和缺陷密度發生演變。因上述原因會導致原局部修復方案調整為整體修復，存在已實施的部分工程量被覆蓋，造成工程損失。

（3）管道非開挖修復驗收標準的適用性。非開挖修復多參照《城鎮排水管道非開挖修復更新工程技術規程》執行，但目前尚未發布非開挖修復后的通用驗收標準，多參照新建管道驗收標準執行。由于非開挖修復具有其技術本生的特點及局限性，完全參照新建管道的要求進行驗收，現有部分修復技術的修復效果達不到要求。本著實事求是的原則，現急需發布針對非開挖修復技術的管道驗收標準，同時根據技術發展情況及時做出更新。

（4）非開挖修復技術定額的確定。目前廣東省已經發布《廣東省排水管道非開挖修復工程預算定額（2019）》。此版定額較 2016 版有了較大的更新，非開挖技術定額選擇更全面細致，但存在部分修復技術因其適用性小，定額未完全包含其發生費用，例如機器人切割管道異物穿入的定額達不到市場價格。因工程定額與市場實際價格的差異，致使部分非開挖修復技術得不到全面的推廣應用。

2.4 非開挖修復的后期展望

非開挖修復技術因其施工靈活，并且對周邊影響小而在城市密集區逐步得到應用。但由于非開挖技術尚處于發展之中，各項技術本身的適用性還需不斷完善，同時非開挖修復對應的設計、施工、驗收規范及造價定額還需不斷更新，因此建立一套專用于非開挖修復的標準規范對于非開挖修復的標準化管理意義重大。

3 結 語

本文介紹了非開挖修復的實施特點與使用原則，同時以光明區核心片區排水管網修復為例，分析了非開挖在實際工程應用中的實施情況，對非開挖修復的選用流程進行說明，對項目實施過程中優點與不足進行分析，以及將其與傳統開挖修復進行對比，旨在說明非開挖修復技術的應用現狀及后續需要提升的內容。只有在解決好以上內容后，才能更好地推進非開挖修復技術的發展。