非开挖修复技术在城市密集区排水管道修复中的应用

胡东起，史芳弟，王徐越，钟益斌，游家凯，何海涛（.中电建生态环境集团有限公司， 广东 深圳 580；. 中国水利水电第五工程局有限公司， 四川 成都 60000 ；. 中国水利水电第十二工程局有限公司， 浙江 杭州 004）

随着城镇化进展的不断加快，被称为城市良心工程的地下管道工程也在不断完善。由于快速的城市发展、更新改造与地下管道建设规划不完全匹配，加之管网建设本身缺乏一定的前瞻性，往往形成城市密集区旧管网系统下穿建（构）筑物，存量管道维护空间狭小甚至无法维护的现象；同时，部分区域缺少管道专业维护导致存量管网的使用寿命缩短，管道缺陷密度增大，严重影响雨、污水管道收集能力，降低了污水处理厂处理产能，增加了渗漏污水入河的风险。因此城市高密度区存量管网修复势在必行。

城市密集区人口众多，各类建筑物星罗棋布，尤其在城市老旧城区巷道中，施工空间极其狭窄。要在如此狭小的施工空间解决排水管网缺陷问题，常规开挖修复工程几乎无设备操作空间，只能进行人工开挖，施工速度慢，造价高，安全风险高；同时也不可避免地对周围居民出行造成一定的影响。为此，施工占地面积小、安全环保的非开挖修复技术是解决这一难题的首选工艺。

1 非开挖修复

非开挖技术旨在通过不开挖或微开挖对管道缺陷进行修复[1]。因其在施工过程中对周边环境、地面交通及地下管线影响小等优点，被称为环境友好型施工新技术，在工程中逐渐得到应用[2]。

1.1 开挖修复的特点及施工流程

与常规的开挖修复相比，非开挖修复施工占用面积小且对周边居民出行基本不造成影响，减少了大量的施工协调问题，同时也增加了道路施工的安全性。非开挖修复多采用机械化施工设备，操作简便，机械化程度高。针对不同程度的管道缺陷密度，灵活选用局部修复与整体修复方案，能够快捷、有效地对管道进行一次性多部位的修复，与传统的开挖、铺管、回填工艺相比极大地缩短了项目工期。非开挖修复技术不受管道上部空间覆盖物的影响，减少了工程施工带来的征拆与协调问题，极大地节约了工程投资成本[3]。

非开挖修复主要工艺流程包括管道清淤、检测、管道预处理和管道缺陷修复。管道清淤主要通过管道封堵，利用高压水枪配合清淤罐车实现；管道检测主要通过 CCTV 对管道缺陷进行检测与评估，空间狭小无法下放检测车的管段可以采用管道潜望镜（pipe quick viewinspection, QV）检测仪进行初步检测与评估[4]；管道修复主要通过预处理和管道非开挖修复技术实现。管道预处理主要通过工程措施为管道非开挖修复提供安全可靠的操作空间，确保非开挖修复的修复质量。

1.2 非开挖修复技术及其选用原则

排水管道缺陷分为功能性缺陷和结构性缺陷。非开挖修复主要应用于结构性缺陷修复，而功能性缺陷主要通过清淤疏通及加强日常管养解决。常见的结构性缺陷类型及相应的非开挖处理技术如表 1 所示。

表 1 常见的结构性缺陷类型及相应的非开挖处理技术

目前非开挖修复技术并不适用于所有的管道缺陷修复，对于非开挖修复技术的选取要充分考虑管道的管材、管径、管长、埋深、缺陷密度、周边环境、修复后的效果及非开挖设备的适用性，同时进行必要的经济性对比分析。由于非开挖技术尚处于发展阶段，各项技术还在不断完善，对于非开挖修复技术的选择应结合设备技术发展情况，不断调整其修复方法与适应性[5]。

1.3 非开挖修复与开挖修复的对比分析

相比于开挖修复，非开挖修复占用空间小，对周边环境更友好；在实施效果方面，开挖修复技术更为成熟，修复效果更容易得到保障，非开挖技术因其技术限制存在修复后管径缩小或遗留其他缺陷，修复效果不如开挖修复容易控制；在实施经济性方面，因考虑到开挖修复的支护费用及非开挖修复的预处理费用，应根据项目具体实施方案进行对比分析。

2 非开挖在光明区核心区域排水管网修复中的应用

2.1 工程简介

项目位于深圳市光明区，主要涉及光明区马田街道和公明街道两个街道。光明区公明核心片区域已陆续实施了市政管道雨污分流工程、小区及工业区正本清源工程、城中村排水管网接驳工程、河道综合整治工程、全面消除黑臭水体工程等多项管道建设工程。根据区域内雨、污水管网项目实施年限，将 2015 年前建设的雨、污水管道作为存量管道。据统计，项目区域内存量市政排水管网约 373 km、城中村存量排水管网约 114 km、工业区及小区存量排水管网约 1 442 km。本项目仅针对存量排水管网的缺陷进行修复。

城中村、工业区及小区等存量管网因占地空间狭小，周边城市更新覆盖加之前期缺少运营维护，导致管道破损、渗漏严重，影响污水收集，甚至造成地面坍塌。结合项目区域环境，本项目优先选用非开挖修复进行管道缺陷处理。

2.2 工程技术路线

本着节约投资，适用现场施工的原则制定了本工程的技术路线，如图 1 所示。

图 1 工程技术路线

2.3 非开挖修复在工程应用中的优缺点分析

非开挖修复因其占地空间小，不影响周边居民出行，其在本项目中被广泛应用。由于修复技术本身的不足以及受其他工序的影响，在项目应用实施过程中仍然存在不足之处。

（1）技术不够完善，不能处理所有的管道缺陷类型。目前非开挖修复还不适用于管道线性整形，只能进行开挖换管；对于管道起伏，目前尚没有相对应的非开挖技术可以完全修复，只能进行传统的开挖修复；对于管径小、缺陷级别为 Ⅳ 级的变形、错口等管道缺陷，目前常规的点状原位固化、不锈钢快速锁等非开挖技术尚解决不了此类缺陷；对于小管径 Ⅱ级、Ⅲ 级的破裂、腐蚀、错口等缺陷，常规的点状原位固化、不锈钢快速锁修复后往往会遗留一、二级变形，修复效果不理想；紫外光原位固化设备施工范围为两井段之间，设备本身需要 6 m 以上的施工空间，对于短距离的管道修复也不适用。

（2）局部修复调整为整体修复造成的工程量覆盖。管道缺陷是一个逐步演变的过程，缺陷等级和缺陷密度会随着时间推移及周边环境影响逐步扩大。按照项目技术路线，根据检测单位出具的缺陷类型、缺陷等级、缺陷长度及缺陷密度，设计单位出具相应的局部修复或整体修复方案。一般在缺陷确定、设计出图到管道修复期间往往存在一定的时间差，加上修复施工过程中对原有缺陷的干扰，造成缺陷等级和缺陷密度发生演变。因上述原因会导致原局部修复方案调整为整体修复，存在已实施的部分工程量被覆盖，造成工程损失。

（3）管道非开挖修复验收标准的适用性。非开挖修复多参照《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》执行，但目前尚未发布非开挖修复后的通用验收标准，多参照新建管道验收标准执行。由于非开挖修复具有其技术本生的特点及局限性，完全参照新建管道的要求进行验收，现有部分修复技术的修复效果达不到要求。本着实事求是的原则，现急需发布针对非开挖修复技术的管道验收标准，同时根据技术发展情况及时做出更新。

（4）非开挖修复技术定额的确定。目前广东省已经发布《广东省排水管道非开挖修复工程预算定额（2019）》。此版定额较 2016 版有了较大的更新，非开挖技术定额选择更全面细致，但存在部分修复技术因其适用性小，定额未完全包含其发生费用，例如机器人切割管道异物穿入的定额达不到市场价格。因工程定额与市场实际价格的差异，致使部分非开挖修复技术得不到全面的推广应用。

2.4 非开挖修复的后期展望

非开挖修复技术因其施工灵活，并且对周边影响小而在城市密集区逐步得到应用。但由于非开挖技术尚处于发展之中，各项技术本身的适用性还需不断完善，同时非开挖修复对应的设计、施工、验收规范及造价定额还需不断更新，因此建立一套专用于非开挖修复的标准规范对于非开挖修复的标准化管理意义重大。

3 结 语

本文介绍了非开挖修复的实施特点与使用原则，同时以光明区核心片区排水管网修复为例，分析了非开挖在实际工程应用中的实施情况，对非开挖修复的选用流程进行说明，对项目实施过程中优点与不足进行分析，以及将其与传统开挖修复进行对比，旨在说明非开挖修复技术的应用现状及后续需要提升的内容。只有在解决好以上内容后，才能更好地推进非开挖修复技术的发展。