地下管网非开挖修复工艺

发布日期：2025-05-09 浏览量：4418

随着城市化进程加速，地下管网作为城市运行的“血管”系统，承载着供水、排水、燃气、电力等核心功能。然而，我国大量管网已进入“老龄化”阶段，渗漏、爆管、腐蚀等问题频发，传统开挖修复模式带来的交通瘫痪、成本高昂和生态破坏等痛点日益凸显。在此背景下，非开挖修复技术以其“微创手术”般的精准优势，正掀起地下工程领域的革新浪潮。

作为国家“十四五”新型基础设施建设的重要方向，非开挖修复工艺通过CIPP紫外光固化、管道机器人检测、喷涂内衬等前沿技术，实现了“不开挖、不扰民、高效率”的智慧化运维。在环保政策趋严、城市更新需求激增的双重驱动下，这一赛道正以年均15%的增速迅猛发展，预计2025年市场规模将突破500亿元。从市政工程到工业管网，从一线城市到县域市场，一场关乎城市韧性与可持续发展的技术革命已然启幕……

地下管网非开挖修复工艺

一、局部树脂修复

局部树脂固化内衬修复法是将含有促进剂的两种树脂按一定比例混合后均匀涂抹在玻璃纤维材料上，接着将纤维材料包裹在特定的修复气囊上，然后放入待修复的管道，定位后，充气，以便含有树脂的纤维材料紧紧地贴在管壁上，最后常温保持一个小时，使得树脂发生化学反应，最终生成玻璃纤维增强塑料。

将搅拌后的混合树脂倒入玻璃纤维材料上，进行碾刮，充分浸润。把充分浸润树脂的玻璃纤维缠绕包在专用管道内衬修补器上，管道内衬修补器把玻璃纤维材料导入需要修复的管道内位置。在CCTV电视检测的监视下，修补器带着气压进行工作。管道内衬修补器放气、撤离，固化后的玻璃纤维紧密粘贴在管道内壁上，修复工作完成。

1、管道局部修复流程

图1-1 管道局部修复流程图（局部树脂）

2、质量控制

局部树脂固化内衬修复法材料可为聚酯树脂、环氧树脂或乙烯树脂，可使用含钴化合物或有机过氧化物作为催化剂来加速树脂固化，进行聚合反应成高分子化合物。

1）材料性能指标应满足以下要求：密度1.2-1.7g/cm3/，黏度150-600Pa.s，环氧当量291-525g/mol，诱导固化时间30-120min。送检材料参数需满足《城镇排水管道非开挖修复工程施工及验收规程》（T/CECS717-2020）的有关规定。

2）毡筒应使用玻璃纤维垫，能装载树脂和承受安装压力，并与使用的树脂系统相熔。玻璃纤维毡在应用之前应具备以下特性：每单位面积质量为1050g/m2/±10%；厚度1.6mm±15%；宽度为500mm。

局部树脂固化修复宽度200mm为一点，一点需一个环修复。超过200mm，则需2个环修复，即当裂缝纵向长度超过200mm时为2点（2个环）计算。局部树脂固化修复按“环”计算，其修复宽度为0.2m以内。

3、施工工艺流程及施工要求

1）施工工艺流程

A、施工工艺流程

a.将毡筒用适合的树脂浸透；

b.将上述毡筒缠绕于可膨胀的气囊上，在CCTV引导下到达需修复的点位

c.向气囊充气、蒸气或水使毡前“补丁“被压覆在管道上，保持压力待树脂固化；

d.气囊泄压缩小并拉出管道；

e.最后进行CCTV检视。进行施工质量检测。

f.非水管道处于流砂或软土暗浜层，由于接口产生缝隙，管周流砂软土从缝隙渗入排水管道内，致使管周土体流失，土路基失稳，管道下沉，路面沉陷。因此，局部树脂固化修复时，必须先进行损坏处管内清洗，并且进行CCTV检测确认干净。

B、工艺操作要求

a.树脂和辅料的配比2:1应合理。

b.毡筒预浸树脂，树脂的体积应足够填充纤维软管名义厚度和按直径计算的全部空间，考虑到树脂的聚合作用及渗入待修复管道缝隙和连接部位的可能性，还应增加5~10的余量。

c.毡筒必须用铁丝紧固在气囊上，防止气囊进入管道时毡筒滑落。

d.充气、放气应缓慢均匀。

e.树脂固化期间气囊内压力应保持在1.5bar，保证毡筒紧贴管壁。

C、施工过程

a.毡布剪裁：根据修复管道情况，在防水密闭的房间或施工车辆上现场剪裁一定尺寸的玻璃纤维毡布。剪裁长度约为气囊直径的3.5倍，以保证毡布在气囊上部分重叠；毡布的剪裁宽度必须应使其前后均超出管道缺陷5cm以上，以保证毡布能与母管紧贴。

b.树脂固化剂混合：根据修复管道情况，供货商要求的配方比例配置一定量的树脂和固化剂混合液，并用搅拌装置混匀，使混合液均色无泡沫。记录混合湿度。同时，施工现场每批树脂混合液应保留一份样本，进行检测并报告它的固化性能。

c.树脂浸透：使用适当的麽刀将树脂混合液均匀涂抹到玻璃纤维毡布之上。通过折叠使毡布厚度达到设计值，并在这些过程中树脂涂覆于新的表面上。为避免挟带空气，应使滚筒将树脂压入毡布之中。

d.毡筒定位安装：经树脂浸透的毡筒通过气囊进行安装。为使施工时气囊与管道之间形成一层隔离层，使用聚乙烯（PE）保护膜捆扎气囊，再将毡筒捆绑到气囊之上，并防止其滑动或掉下。气囊在送入修复管段时，应连接空气管，并防止毡筒接触管道内壁。气囊就位后，使用空气压缩机加压使气囊膨胀，毡筒紧贴管壁。该气压需保持一定时间直到毡布通过常温（或加热或光照）达到完全固化为止。最后，释放气囊压力，将其脱出管道，记录固化时间和压力。

D、毡筒使用的材料和设计要求

毡筒应使用玻璃纤维垫（包含纺织和混织玻璃纤维），能装载树脂和承受安装压力，并与使用的树脂系统相溶。毡筒在安装时应该能紧贴旧管壁，并符合安装的长度，考虑安装时圆周方向的伸展。

a.玻璃纤维毡在应用之前必须具备以下特性：

每单位面积质量：根据ISO3374,1050g/m2，厚度：1.6mm；宽度：根据ISO5025,400mm-2500mm。

b.树脂

使用适合局部固化法的树脂和固化剂系统。为避免树脂性质变化，与其接触的设备，均不能与水接触。

c.厚度设计

局部内衬厚度根据管道部分破损情况，厚度设计公式设计。

d.内衬结构

安装于母管之上的点状或局部内衬必须至少三层，包括一外部混织纤维层和一内部混织纤维层，中间夹层为玻璃纤维编制层。

5.施工材料配备表

3.1不锈钢双胀环法

不锈钢双胀环法主要为不锈钢双胀环法。不锈钢双胀环法主要适用于大口径（DN800以上）管道接口错位、渗漏严重的非开挖修复。

（1）不锈钢双胀环法修复流程

图3.1-1 管道局部修复流程图（不锈钢双胀环）

（2）不锈钢双胀环法施工流程及操作要求

1）施工工艺流程

排设临管→封堵头子→管道排水→管道疏通清理→固定体成圈→安装不锈钢双胀圈

2）工艺操作要求

管道清淤堵漏

封堵管道→抽水清洗→测毒与防护→寻找渗漏点与破损点→止水堵漏

化学注浆加固土体

在橡胶圈双胀圈修复前应对管周土体进行双组份聚氨酯注浆加固，注浆液充满土层内部间隙、空洞，形成防渗帷幕，加强管周土体的稳定，防止四周土体的流失，提高管基土体的承载力，再通过橡胶圈双胀环修复技术进行修理，对不锈钢与管壁缝隙进行双组份聚氨酯填缝处理，达到排水管道长期使用的目的。

橡胶圈双胀圈修理施工方法

先对管道接口处进行疏通清理，然后将橡胶和不锈钢片带入管道后，施工人员先把环状橡胶带固定，然后用不锈钢带压住橡胶带，最后使用液压千斤顶对钢带进行紧固。

（3）不锈钢双胀环法施工材料要求

1）不锈钢环（预制环）

不锈钢片采用奥氏体不锈钢304

材料特性：304不锈钢具有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度（min700V/mm），屈服强度（min450V/mm）均具有优越的表现，相当于碳钢68级，同时，不锈钢还具有耐腐蚀，对侵蚀，高低温都有良好的抵抗力。

2）环状橡胶止水密封袋

环状橡胶止水密封带需采用耐腐蚀的橡胶，紧贴管道的一面需依成齿状、以便更好的贴紧管壁。

3.2 CIPP内衬整修

（1） CIPP内衬整修技术简介

工程DN1500管径及以下的管道CIPP内衬整修主要考虑采用CIPP紫外光固化法。

内衬软管衬入管道后，尽管原管道口径会有所减小，但更新后管道内表面光滑可以改善传输介质的通过性，因此总体来讲，原有管道的输送能力基本不会降低。

（2） CIPP法整体修复施工流程

CIPP法整体修复施工流程图

（3）内衬修复材料及质量要求

管道修复内衬根据管径尺寸和检测的内部腐蚀状况等综合指标要求在工厂定做加工，然后运至施工现场。

采用紫外光固化法进行CIPP修复时，采用的内衬材料玻璃纤维增强材料至少包含两层夹层，内表面应为聚酯毡层加苯乙烯内膜组成，外表面应为单层或多层抗苯乙烯或不透光的薄膜；

内衬软管在储存、运输过程中应保持在厂家要求的温度下不会受到阳光照射，扎头应捆扎牢固。

CIPP内衬整修法内衬管的短期力学性能的测试应按表1-1和表1-2中的规定进行，并满足其规定的要求。内衬管的长期力学性能应根据相关的要求进行测试，不应小于初始性能的50%。

（4）CIPP紫外光固化内衬厚度

根据《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》（CJJT210-2014）,对于重力流管道，当采用紫外光固化法进行半结构性缺陷管道修复时，内衬管壁厚的设计应按照以下方法确定。

式中：t——内衬管壁厚（mm）；

D0——内衬管管道外径（mm）；

K——圆周支持率，取值宜为7.0；

EL——内衬管的长期弹性模量（MPa），宜取短期模量的50%；

C——椭圆度折减系数；

P——内衬管管顶地下水压力（MPa），地下水位的取值应符合现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的有关规定；

N——安全系数，取2.0；

μ——泊松比，PE内衬管取0.45；

q——原有管道的椭圆度（％），可取2%；

DE——原有管道的平均内径（mm）；

Dmin——原有管道的最小内径（mm）；

Dmax——原有管道的最大内径（mm）。

本项目中，紫外光固化法厚度按长期弹性模量10000Mpa计算，若实施过程中采用的内衬管材料的长期弹性模量与设计不符，则应同步调整内衬管壁厚。预留一定余量，计算可得不同管径壁厚要求如下：

（5）CIPP紫外光法现场施工

1）现场施工工艺流程

堵水--→清淤-→管道清洗--→管道检测--→搭建卷扬机和修复车--→牵拉入底料保护膜--→牵拉入内衬材料并两端扎头--→开启紫外加热设备--→加热固化过程--→固化完成冷却物料-→切除管口的扎头、处理管口--→CCTV检测验收--→拆堵通水

2）清淤

将待修复管道的水位降至最低点，开始拉膛清淤工作，清除大部分淤泥后再进行高压水清洗。

3）全面堵水

使用工具为：进口堵水气囊；

辅助工具：20KW柴油发电机，气泵，气表、气管，油泵（3寸）、软管。

堵水点：将待修复管道上游井口用气囊堵水，汽油泵配合堵水后临时调水工作。具体位置根据需修复管道的设计平面图确定。

4）管道修复前的彻底清洗

高压水清洗车从上游井口进入向下游井口移动反复清洗直至管道达到内衬修复的要求（清洗标准要求无石快、无成堆的淤泥），同时CCTV检测设备从上游井口进入在待修复管道间监视并配合高压清洗工作。

CCTV检测设备在待修复管道间进行修复前的检测，以确认达到内衬修复条件。要求内部无管道塌陷，管道轴向弯曲度小于30度，管道挫口小于50mm，管道内无钢筋及尖锐突出物。对于管道小面积塌陷、破损及尖锐的钢筋等需要预先采取管道疏通的方法进行处理后，再进行内衬修复。

内衬表面应光洁、平整，无局部划伤、裂纹、磨损、气泡、褶皱等影响管道结构和使用功能的损伤和缺陷。

5）搭建卷扬机和修复车--→牵拉入底料保护膜--→牵拉入软管内衬材料并两端扎头--→开启紫外加热设备

管道预处理完成后，根据现场条件确定软管的拉入方向，将内衬管及紫外光固化车拜访到位。安装卷扬机、导向滑轮、处理扎头，且在扎头端部两端捆绑止水带。

拉入软管之前应在原有管道内铺设衬垫膜，垫膜应置于原有管道底部，并应覆盖大于1/3的管道周长，铺设垫膜的目的是减少软管拉入过程中的摩擦力和避免对软管的划伤。软管拉入时应沿管底的垫膜将浸渍树脂的软管平稳、平整、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5m/min，拉力不得大于61.3KN。

7）充气及固化

软管拉入后，通过压缩空气使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，压力以10mbar/min的速度匀速增加至100mbar，然后再以最大50mbar/min的速度增到250mbar使得软管充分扩张，再将压力缓慢升到700mbar的工作压力至少保持10min。

停止充气，打开扎头，迅速将8×1000W紫外光双灯架放入扎头内，先打开第一个灯架上的紫外光灯，开灯时间间隔后再打开第二个灯架上的紫外光灯，继续直至打开所有灯架上的紫外光等。

将灯链拉入内衬管内，紫外管灯架的拉入速度根据管径、壁厚及灯架组合确定，灯架的速度应在固化起始端的0.5m内控制在预定速度的一半，初始固化阶段紫外线灯行走速度宜控制在0.2~0.3m/min，然后升到预定速度，软管固化过程中应观察控制台显示屏的紫外灯架行走里程并留意线缆标记。当到固化终点端1.0m时再降低到预定速度的一半至终点，紫外灯行走速度控制在0.2m/min。

紫外线固化速度应按规定进行控制，修复过程中通过安装在紫外线前端的CCTV监控测点温度，随时调控温度。如有意外，及时停止进行处理。

固化过程中内衬管内部应保持压力使内衬管与原有管道紧密接触。固化过程中的参数如表所示：