燃氣管道非開挖修復(fù)更新技術(shù)
一、燃氣管道非開挖修復(fù)的起因

由于原有燃氣管道的老化、腐蝕、運行管理不善等原因，不可避免地會產(chǎn)生各種損傷和泄漏，城市燃氣管網(wǎng)的改造將涉及大批管道的更新，地下燃氣管道修復(fù)的工程量將逐年加大。在交通繁忙地段采取原有的開挖路面埋設(shè)新管的方式將無法滿足新形勢市建設(shè)的要求，非開挖管道更新修復(fù)技術(shù)無疑將彌補原有技術(shù)的不足，可盡量減少對交通、周圍環(huán)境的影響，降低施工成本。
二、燃氣管道非開挖修復(fù)技術(shù)的種類
燃氣管道更新修復(fù)技術(shù)主要有以下三種：①裂管法修復(fù)技術(shù)；②管道穿插技術(shù)；③翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)技術(shù)。


（一）裂管法修復(fù)技術(shù)
裂管法又稱脹管法、碎管法或爆管法，其原理是用一組割刀輪將原舊管道切開并脹擴后，回拉帶入一根同管徑或大一級的新管，以達到替換舊管道或擴容的目的。裂管法可以替換的舊管包括鋼管、鑄鐵管等，可置入的新管包括PE管和鋼管。另外，由于其裂管裝置為一串圓形切削刀輪，沿此裝置還可將管道的附屬設(shè)備如法蘭盤等裂開。一般一次更換舊管道的長度為lOOm左右。
（二）管道穿插技術(shù)
管道穿插技術(shù)根據(jù)穿插管的口徑可分為異徑非開挖穿插以及擠壓穿插技術(shù)，擠壓穿插技術(shù)按照擠壓形式的不同，又可分為均勻縮徑法以及“U”形穿插法。
由于耐腐蝕、使用壽命長、焊接及維修方便等優(yōu)勢，PE管材料已廣泛應(yīng)用于中低壓燃氣管道。同時，PE管具有良好的柔韌性，易于彈性變形，便于牽引，適合進行穿插作業(yè)。
（三）翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)技術(shù)（CIPP原位固化法）
翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)作為管道非開挖修復(fù)技術(shù)的一種，僅需在路面開挖工作坑就可以在原地原位使舊管道得到重建和更新，且其施工原理先進、選材合理、適用范圍廣。其原理是以浸透熱固性樹脂的纖維增強軟管或編織軟管作為管道的襯里材料，采用氣壓或液壓法將此軟管翻轉(zhuǎn)進管道內(nèi)，并使浸透熱固性樹脂的一面貼附在鋼管內(nèi)壁表面并壓緊，然后采用熱水或蒸汽使軟管上的熱固性樹脂固化，形成一層堅硬的“管中管‘’結(jié)構(gòu)，從而使已發(fā)生破損或失去輸送功能的城市燃氣和埋地管道在原地原位得到暈建和更新。
頂管技術(shù)是一項用于市政施工的非開挖掘進式管道鋪設(shè)施工技術(shù)。優(yōu)點在于不影響周圍環(huán)境或者影響較小，施工場地小，噪音小。而且能夠深入地下作業(yè)，這是開挖埋管無法比擬的優(yōu)點。但是頂管技術(shù)也有缺點，施工時間較長，工程造價高等。


頂管施工突出的特點就是適應(yīng)性問題。針對不同的地質(zhì)情況、施工條件和設(shè)計要求，選用與之適應(yīng)的頂管施工方式，如何正確地選擇頂管機和配套輔助設(shè)備，對于頂管施工來說將是非常關(guān)鍵的 。
目前世界上的頂管技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了十分成熟的階段，各種各樣的頂管方式方法出現(xiàn)。但是，萬變不離其宗，頂管施工技術(shù)的原理都是一樣的。一般都是垂直地面做工作井，然后用高壓液壓千斤頂，將水泥或者鋼制管道涂抹潤滑介質(zhì)頂入地下，各種技術(shù)的差別就在于運輸管道內(nèi)挖掘出來的泥土，石頭等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先進的還有遙控的。

非開挖管道修復(fù)技術(shù)介紹
隨著城市的發(fā)展，城市地下管網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴大，但大批的地下管道由于鋪設(shè)時間的久遠，現(xiàn)已紛紛達到或接近使用年限，管道的修復(fù)技術(shù)已日益引起各方面的關(guān)注。傳統(tǒng)的開挖修復(fù)和更換管道技術(shù)，不但導(dǎo)致了施工成本居高不下，而且給施工區(qū)域的居民與社區(qū)生活帶來了嚴(yán)重的干擾和影響，“馬路拉鏈”現(xiàn)象在很多城市中層出不窮。基于傳統(tǒng)技術(shù)種種弊端的顯現(xiàn)，使非開挖技術(shù)應(yīng)運而生。非開挖技術(shù)首先興起于石油、天然氣行業(yè)，主要用于油、氣管道的更新修復(fù)，以后逐步應(yīng)用于污水管及給水管道的翻新改造中，并隨著HDPE管等新型管材的應(yīng)用而被迅速推廣。非開挖管道修復(fù)技術(shù)中，首先被開發(fā)應(yīng)用的是CIPP（原位固結(jié)法），于1971年發(fā)明，1977年獲取；隨后內(nèi)襯PE管等材料相繼被開發(fā)應(yīng)用，隨著科技的進步，使國外的非開挖管道修復(fù)技術(shù)更加保持了迅猛的發(fā)展勢頭。目前，我國關(guān)于非開挖管道修復(fù)技術(shù)還處于起步階段，與國外專業(yè)化技術(shù)水平相比，差距還很大。
1、非開挖管道修復(fù)技術(shù)的特點
1）應(yīng)用范圍廣?？捎糜谂潘艿馈⒔o水管道、工業(yè)管道；輸油、輸氣、輸水管道；還可以用于管道和干管道接頭的修復(fù)以及人工井修復(fù)。目前TYFOFIBERWRAP修復(fù)技術(shù)、TARLINE修復(fù)技術(shù)、U型襯里修復(fù)技術(shù)都用于管道修復(fù)；AMEX-10修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于管道接頭修復(fù)；PERFORM修復(fù)技術(shù)主要是用于人工井修復(fù)。
2）非開挖施工不會阻斷交通，不破壞綠地、植被，不影響商店、、學(xué)校以及居民的正常生活和工作秩序。
3）施工簡便，工期短。

隨著非開挖技術(shù)的進步和發(fā)展，該領(lǐng)域在國內(nèi)市場逐步完善，目前非開挖技術(shù)被廣泛用于各個領(lǐng)域的施工工程。隨著各市早鋪設(shè)使用的各類管道的老化和破壞，管道修復(fù)同管道更新逐步成為了當(dāng)前面臨的較為突出的矛盾。大量的管道修復(fù)工作使決策者面臨著今后主要采用何種管道施工技術(shù)的戰(zhàn)略性選擇。管道修復(fù)技術(shù)乃至地下管道管理模式的革新將對今后城市地下管網(wǎng)的管理以及城市發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
與國外相比，管道修復(fù)和更換技術(shù)在我國剛剛起步，但近年來發(fā)展非常迅速。
這里介紹常用的非開挖管道修復(fù)技術(shù)。
1.局部修復(fù)方法。
(1)嵌補法：在點狀修理中，接縫嵌補是應(yīng)用早的一種非開挖修理方法。早期的嵌補材料為水泥，屬剛性材料，抗變形能力差。近年來，化學(xué)材料越來越多，有環(huán)氧焦油砂漿、聚硫密封膠、聚氨酯等。這些分化學(xué)密封料屬于柔性材料，抗變形能力強，密封效果好。
(2)注漿法：通過向接口部位和管外土體注漿來堵塞滲漏是又一種常用的點狀修理方法。注漿材料可分為水泥漿和化學(xué)漿兩種；按注漿管的設(shè)置位置又可分為地面向下注漿和管內(nèi)向外注漿兩種。美國和日本規(guī)定，嚴(yán)重滲漏的管道不宜采用注漿法，注漿后每隔半年還要進行回訪。注漿法經(jīng)常作為一種輔助手段和嵌補法同時使用。 (3)套環(huán)法：在接口部位安裝止水套環(huán)的一種點狀修理方法。
2.整體修復(fù)方法
(1)涂層法：涂層法是一種簡單的整體修理方法，適用于人員可以進入的大型管道。常用的材料有玻璃鋼涂層、聚脲涂層等，涂層中通常夾有玻璃纖維布。對于目前的城市非開挖管道修復(fù)來說，此種方法的使用已經(jīng)比較落后，且相對其它修復(fù)方法來說，此種修復(fù)方法效果較差。
(2)拉管內(nèi)襯分類：
1)滑襯法：簡單的拉管內(nèi)襯。在完成舊管道清洗后，用絞車直接將直徑略小的襯管整體由地面經(jīng)工作坑拉人舊管道內(nèi)，根據(jù)需要可以在新舊管道的間隙內(nèi)注水泥漿，經(jīng)滑襯法修復(fù)的管道斷面損失較大。
2)折疊拉管：將PE管預(yù)先折成u型并用膠帶纏裹，再用絞車經(jīng)工作坑牽引進入舊管道，后用壓縮空氣或蒸氣使之復(fù)圓并貼緊舊管壁，折疊拉管內(nèi)襯更適用于石油、天然氣之類的壓力管，在排水管中應(yīng)用不多。
(3)現(xiàn)場固化法CIPP(curedinplacepipe)：現(xiàn)場固化法又稱翻轉(zhuǎn)法或襪筒法，1971年由英國人發(fā)明，是世界各國應(yīng)用多的一種非開挖修理方法。安裝前在氈制軟管中罐滿樹脂，將管口翻轉(zhuǎn)后用灌水的方法使軟管由井口進入管道，然后加熱水將樹脂固化，后在舊管內(nèi)形成一道樹脂內(nèi)襯管。
(4)螺旋管內(nèi)襯：螺旋管內(nèi)襯是澳大利亞Rihloc公司的，主要工藝是將帶狀聚氯乙烯(PVC)型材放在現(xiàn)有的人孔井底部，通過專用的纏繞機，在原有的管道內(nèi)螺旋旋轉(zhuǎn)纏繞成一條固定口徑的新管。
(5)短管內(nèi)襯：將特制的塑料短管或管片由檢查井或工作坑進入管內(nèi)，完成接口連接后整列內(nèi)襯管不斷向舊管道內(nèi)推進，直到下一個檢查井。后在塑料短管和母管之間注入水泥漿的修復(fù)方法。內(nèi)襯管材料有聚乙烯管、聚丙烯管和玻璃鋼夾沙管等。
(6)裂管法(cracking)：又稱破管法、爆管法或脹管法。其主要原理是依靠前端的鋼制錐形頭在氣動錘或牽引機的作用下?lián)羲榕f管道，內(nèi)襯塑料管跟著錐形頭，后完成替換舊管的施工。
非開挖管道主要優(yōu)點：
1）地面不需要開挖。
2）現(xiàn)場施工周期短，一般不超過24小時
3）對交通影響小。只占用單排車道，兩個檢查井間距離。
4）適用各種管材的管道（水泥管、鋼管、PVC管等），及不同幾何形狀管線的重建需要。管徑范圍DN100-DN2200mm。
5）內(nèi)襯管耐久實用。內(nèi)襯材料耐磨損、耐腐蝕、強度大、承壓能力高，使用壽命可達50年。
6）整體性強?？梢苑忾]原有的洞孔，裂縫及缺口，隔絕滲入，阻止?jié)B出。這對防止馬路塌陷，起著重要的作用。
7）改善流量，不結(jié)垢。內(nèi)襯軟管光滑的內(nèi)表面降低了水流摩擦。
8）保護環(huán)境，節(jié)省。不開挖路面，不產(chǎn)生垃圾，不堵塞交通。總體的社會效益和經(jīng)濟效益好。
非開挖修復(fù)的方法整體優(yōu)勢在于對地面、交通、環(huán)境以及周圍地下管線等的影響小，因此推廣該技術(shù)在國內(nèi)排水管道修復(fù)領(lǐng)域的運用勢在必行。推廣的難度在于修復(fù)費用和施工技術(shù)要求高，使得很多中小城市望而止步。其實費用高的主要原因在于襯管過去大都依賴進口。如今我國非開挖修復(fù)進入全新的階段，襯管能在瀾寧批量生產(chǎn)，那么修復(fù)費用也會相應(yīng)降低。所以非開挖修復(fù)在我國的發(fā)展是可以預(yù)測的，在不久的將來，此技術(shù)必定會被排水和市政行業(yè)所接受，并且廣泛的利用于城市管道的修復(fù)。
管廊非開挖與其它技術(shù)相比，非開挖技術(shù)起步較晚。但是值得注意的是在最近20多年中，非開挖技術(shù)無論在理論上，還是在施工工藝方面，都有了突飛猛進的發(fā)展。非開挖技術(shù)是極為重要的一種都市鋪設(shè)管道的施工手段，采用非開挖技術(shù)鋪設(shè)管道具有若干得天獨厚的優(yōu)勢。
管廊非開挖施工特點：
1、不開挖地面就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物下穿過，是一種有效的施工技術(shù)。
2、不開挖地面，故而被鋪設(shè)管道路的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦大于開挖法埋管。
3、采用房下非開挖技術(shù)能節(jié)約一大筆征地拆遷費用，減少動遷用房，縮短管線長度，有很大經(jīng)濟和社會效益。
管廊非開挖解析
非開挖技術(shù)在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也逐漸普及。不開挖地面，就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過，是一種能有效地進行環(huán)境保護的施工方法。
非開挖技術(shù)不開挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦大于開挖法埋管。
采用房下非開挖技術(shù)能節(jié)約一大筆征地拆遷費用，減少動遷用房，縮短管線長度，有很大經(jīng)濟效益。