谈城镇排水管道非开挖修复技术

谈城镇排水管道非开挖修复技术

郑雷

招商局地产（杭州）有限公司

摘要：本文综合论述了非开挖排水管道维修技术在城镇基础设施维护方面的应用，面临的挑战以及发展趋势。文章通过对该技术原理，实际应用案例以及其优点的分析，揭示出非开挖技术与传统开挖方法相比较所具有的成本效率，环境保护以及技术可靠性等方面的突出优点。与此同时，本文还对该项技术所受到的技术限制、环境影响等挑战进行了探讨，并给出了一些应对策略。最后本文对非开挖技术未来的发展进行展望，为工程实践者们提供一些建议，目的在于推动非开挖技术在城镇排水系统的广泛推广与不断创新。

关键词：非开挖技术；城镇排水管道；基础设施维护

引言：非开挖修复技术作为城市基础设施维修的创新方法起源于20世纪中期先进的工程实践。其地面破坏最小、施工速度较快代替传统开挖方法，大大减少了城市日常生活中的扰动。在城镇排水管道维修方面，非开挖技术利用专用维修材料及设备可无需开挖地面就能完成管道维修更新。该技术在提高修复效率的同时，也减少了对环境的影响，是城市基础设施管理的一项重要革新。其应用范围已由小规模住宅区扩展至复杂城市中心并显示出广泛适用性及明显经济效益。所以在目前城市飞速发展的大环境中，非开挖修复技术已经成为了城镇排水系统养护中的一项关键技术，对改善城市生活质量，实现可持续性发展有着十分重要的作用。

一、非开挖技术在城镇排水管道修复中的应用

（一）技术原理与方法

将非开挖技术应用于城镇排水管道维修，其优点和效益表现在诸多方面。一是明显减少施工成本与工期。传统开挖方法既费时又昂贵，特别适用于城市繁忙地区。非开挖技术降低了交通及商业活动受到的扰动，避免道路长期封闭及开挖所造成社会经济成本。二是该技术对环境保护有明显的优越性。本实用新型减少对土地造成损害，减少噪音污染及空气污染，利于维护城市生态平衡。另外非开挖技术提高管道耐久性与可靠性。采用诸如环氧树脂衬里等方式可延长管道使用寿命并降低今后维护需求及费用。最后非开挖修复具有灵活性强、适应性强等特点，这也是它的一大优点。本实用新型可应用于不同大小，不同材料的管线，可在地下复杂环境下得到有效恢复，给城镇排水系统养护工作带来更多的可能[1]。

（二）优势与效益评估

将非开挖技术应用于城镇排水管道维修，其优点和效益表现在诸多方面。一是明显减少施工成本与工期。传统开挖方法既费时又昂贵，特别适用于城市繁忙地区。非开挖技术降低了交通及商业活动受到的扰动，避免道路长期封闭及开挖所造成社会经济成本。二是该技术对环境保护有明显的优越性。本实用新型减少对土地造成损害，减少噪音污染及空气污染，利于维护城市生态平衡。另外非开挖技术提高管道耐久性与可靠性。采用诸如环氧树脂衬里等方式可延长管道使用寿命并降低今后维护需求及费用。最后非开挖修复具有灵活性强、适应性强等特点，这也是它的一大优点。本实用新型可应用于不同大小，不同材料的管线，可在地下复杂环境下得到有效恢复，给城镇排水系统养护工作带来更多的可能。

二、非开挖修复技术面临的挑战

（一）技术限制与应对策略

非开挖修复技术虽然在城镇排水管道的养护方面表现出了显著的优越性，但是其也面临着一定的技术制约。首先，该技术需要管道初始条件。由于衬里材料要求有一个较完备的原有管道结构作为支撑，极破损或者变形管道也许不宜进行非开挖修复。另外，非开挖技术对于处理大尺寸或者复杂网络管道也会面临挑战，尤其对转弯或者连接处进行精确修复。鉴于上述制约因素，业界一直在进行着技术的研发与完善。例如，通过增强现场诊断工具，如先进的摄像探头和扫描设备，可以更准确地评估管道状况，选择最合适的修复方法。与此同时，新的柔性衬里材料及定制化修复方案也在不断发展，以便满足更为复杂管道结构及工况[2]。

（二）环境影响与可持续性问题

尽管非开挖修复技术在城镇排水管道养护方面较传统方法降低了环境损害，但其仍然面临具体的环境影响和可持续性。面临的主要挑战之一是所用材料如环氧树脂可能含有对环境有害的化学物质。这些物质在制造，运输，建设等环节都会污染土壤，地下水。另外，非开挖技术所采用的设备及机械在工作过程中会产生噪音及尾气排放等问题，给周围环境及居民生活带来了一定的影响。为了解决上述问题，人们正不断开发出更加环保的替代材料以及更加有效的施工设备。例如，采用生物基或低挥发性有机化合物（VOC）的树脂，可大大减少对环境的不良影响。同时加强现场施工管理、采取更精细工艺流程可降低噪音及排放、提高施工效率。另外，非开挖技术可持续性包括高效利用资源、保护现有基础设施等，有利于延长城市排水系统服务寿命、降低新资源需求量。

（三）成本效益分析

将非开挖技术应用于城镇排水管道维修工程成本-效益分析，是一项比较复杂的课题。直接成本方面非开挖技术初期投资一般高于传统开挖方法，这主要是因为采用特殊材料及设备费用昂贵。但从长远利益来看，非开挖技术整体成本收益显著。该技术缩短道路关闭及交通中断时间，减少对周边商业及居民生活带来的冲击，进而降低由于工程拖延或中断而带来的间接成本。另外非开挖方法增加修复工作效率，减少工程竣工时间，并进一步减少劳动力及管理成本。就长期效益而言，非开挖修复所提供之解决方案一般较长久，降低日后维护需求及相关费用

[3]。

三、非开挖技术的未来发展方向

（一）技术创新与改进

未来非开挖技术发展的方向重点是技术创新和完善，满足城镇排水系统越来越复杂的养护要求。第一，前言材料科学领域中，研究者们正着手研制更环保、更长效的衬里材料——这类新型材料是为了降低对环境的影响，而又能提供更长久的服务寿命。比如采用生物基或者可降解材料能够显著减轻排水管道修复作业给环境带来的负担。第二，从施工技术上看，精准的机器人技术以及自动化设备不断研发与引进，它们可以提升非开挖修复精准度与效率，特别适用于城市复杂狭小环境。另外，智能化与数字化也是非开挖技术今后发展的重点方向。非开挖修复作业可通过整合先进传感器，实时数据分析及人工智能算法达到较高自动化及优化程度，以降低人为错误及增加决策精确性。

（二）环境保护与绿色施工

环境保护与绿色施工将是今后非开挖技术发展的核心问题。随着世界范围内可持续发展与环境保护意识的提高，非开挖技术需要不断地进行优化才能降低其对于环境的冲击。这其中包括采用较环保的物质，如低挥发性有机化合物（VOC）的树脂以及可回收利用或生物降解的物质，减少施工时对土壤及水质造成的污染。同时技术创新的重点还会放在降低能源消耗与排放上。比如发展更加有效的机械设备和使用电动或者太阳能等清洁能源作为动力可以明显减少建设过程中碳足迹。另外，今后非开挖技术应更关注施工全过程对生态影响并进行综合环境影响评估及生态保护措施。其中包括建设前缜密的环境风险评估以保证建设方案对周边生态系统扰动最小化。同时加强现场管理与监测，保证各项作业达到环境保护的标准。从政策层面看，有望有更多激励绿色施工与环境保护的规定与标准出台，促进非开挖技术朝着更环保、更可持续发展。

（三）政策与规范制定

随着城镇排水管道维修非开挖技术的不断推广，政策与规范的制定已成为今后发展的重点。一、问题的提出鉴于非开挖技术特殊性，有必要建立并更新专门行业标准及操作规程以保证施工安全高效。这些标准将从选材，施工方法，质量控制和环境保护要求等方面进行阐述，以期指导该产业的良性发展。二是政策层面扶持对于非开挖技术推广非常重要。政府可通过给予资金支持，税收优惠或者补贴来激励更多城市利用非开挖技术维护基础设施。同时政策制定者要充分考虑非开挖技术对环境保护与可持续发展的潜力并制定相关激励政策以推动技术环保与可持续发展。另外，在科技持续进步与市场需求不断改变的情况下，政策与规范亦需持续更新与调整。这就需要政策制定者，行业专家以及学术研究者建立良好的交流与协作机制来保证政策与规范能及时地反映最新的技术发展[4]。

四、案例研究

中国北京某街道上，由于长期使用，一条主排水管道发生了严重磨损与破坏。该管线地处市中心，地下有稠密的地铁网络以及许多重要通信线路。考虑到开挖修复会造成重大交通拥堵及商业损失等问题，地方政府决定利用非开挖技术对其进行维修。该工程选用了管道衬砌技术（CIPP），并由国内领先的基础设施修复公司实施。首先，课题小组利用地下探测技术，采用闭路电视检查系统对管道破坏状况进行了综合评价。然后，利用已有检查井将预制树脂衬里送至管道内，采用热固化方法固化成形，以恢复管道完整性及作用。

该工程成功地显示了非开挖技术解决城市排水系统的高效性与适应性。该项目的关键成功因素包括精确的损坏评估，专业团队精细的运作和先进技术运用。另外，案例也突出了非开挖技术对城市交通及商业活动特别是城市密集环境下的防护优势。对今后工程项目来说，该案例给我们一个重要启示：非开挖技术的应用既可以有效地解决基础设施问题又可以尽可能少地影响到城市的日常经营，这对飞速发展，人口稠密的现代城市来说，显得格外重要。

总结：总的来说，非开挖排水管道修复技术已显示出了极大的潜力和价值，可应用于当代城镇基础设施的养护。预计今后，该技术仍将沿技术创新，环保施工及政策规范三条轴线不断向前推进。我们能够期待更高级的材料，更精确的机器人技术以及更智能的施工方法，这都会进一步促进非开挖技术高效环保。同时随着世界范围内可持续发展与城市生态保护意识不断提高，政策与标准化对于促进非开挖技术广泛应用必将起到至关重要的作用。对工程实践者来说，更新知识与技能、跟上技术发展步伐、在实际工作中兼顾环境保护与成本效益兼顾至关重要。

参考文献：

[1]赵泽鹏,朱钢,聂青.浅谈城镇排水管道非开挖修复技术[J].城市勘测,2023,(S1):76-81.

[2]马涛,郭跃华,王蔚蔚等.城镇排水管道原位固化修复工程碳排放计算与分析[J].环境工程,2023,41(11):54-58+63.DOI:10.13205/j.hjgc.202311011

[3]陆绮荣,梁雅雯,丁昕.基于模糊综合层次分析法的城镇排水管道状况定量评估[J].桂林理工大学学报,2023,43(03):507-514.

[4]旷小军,陈国卿.浅谈城镇排水管道非开挖修复技术[J].人民黄河,2021,43(S2):255-256+258.