城镇燃气管道是国民经济发展和人民生活保障的能源大动脉，具有重要地位。随着服役年限增长，早期管线出现损伤及老化，威胁公共安全和社会稳定。非开挖修复技术以安全高效、节能环保、开挖范围小等特点在城镇燃气管道修复改造工程中被广泛应用。

管道非开挖修复技术在国外有近 40 年发展历程，已走向成熟并形成一系列标准。我国从 20 世纪 90 年代中期引入，发展迅速，2010 年发布《城镇燃气管道非开挖修复更新工程技术规程》，填补了非开挖技术标准空白。

燃气管道非开挖修复分为整体修复和局部修复两大类，主要有插入法、内衬法、原位固化法、原位喷涂法、碎（裂）管法等。

工艺简单，施工速度快，设备简单，成本相对较低，可用于大曲率半径弯管，但注浆困难，输送能力损失较大。

（1）缩径内衬法：管道输送能力损失较小，施工速度快，可用于大曲率半径弯管，但施工成本高，设备昂贵，缩径尺寸有限，主管道与支管连接需局部开挖。

缩径内衬法的技术优势为：

1）管道输送能力损失较小；

2）施工速度快，施工周期可缩短20%；

3）可进行长距离管道修复，可用于大曲率半径的弯管。

其局限性为：

1）施工成本较高，施工设备昂贵，缩径尺寸有限；

2）主管道与支管的连接需局部开挖。

（2）折叠内衬法：施工速度快，成本可节约 30%，对管道清理要求低，输送能力损失较小，穿插容易，但增加了管道后期维护和抢险难度，待修复管道结构性破坏会导致施工困难，主管道与支管连接需局部开挖。

折叠内衬法适用于修复管径为100~1200 mm 的管道，分段施工的最大适宜长度为300 m（现场折叠）和500 m（工厂预制折叠）

折叠内衬法的技术优势为：

1）施工速度快，施工周期可缩短20%，潜在施工成本可节约30%；

2）待修复管道的清理要求较低，只要达到内壁光滑无毛刺即可；

3）管道输送能力损失较小；

4）横截面收缩率高达40%，穿插容易；

5）可进行长距离管道修复。

其局限性为：

1）修复后的管道为复合结构，增加了管道后期维护和抢险难度；

2）待修复管到的结构性破坏会导致施工困难;

3）主管道与支管的连接需局部开挖。

开挖量极小，施工速度快，输送能力损失较小，适用范围广，但需要特殊设备，对施工人员技能要求高，对管道清理要求高，每段施工编织管需单独定制。按施工方式分为翻转内衬法和牵引内衬法。

（1）翻转内衬法

翻转内衬法是将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处，然后利用水压或气压使软管浸有树脂的内层翻转到外面，并与待修复管道的内壁粘结。

当软管到达终点时，即刻向管内注入热水或热蒸汽使树脂固化，形成一层紧贴待修复管道内壁的具有防腐、防渗功能的坚硬衬里。固化前软管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段；树脂固化后，形成形状与待修复管道一致、内径比待修复管道稍小的新管，新旧管道共同承压。

（2）牵引内衬法牵引内衬法

是将浸有树脂的软管运到施工现场后，采用牵引的方式把软管拉入待修复管道内部，然后用水压或气压使之膨胀并紧贴管道内壁，固化后形成坚硬光滑的新管，达到修复目的。

具有代表性的牵引内衬法技术有日本的EX工法、FFT-S工法、Omega Liner工法、德国的AllLiner工法等。

（3）原位喷涂法

原位喷涂法是指通过在管道内部喷涂一层涂层而对管道进行修复的方法。自动化喷涂设备在人工远程遥控下在管道内部移动，并将涂层喷涂在管道内表面，涂层固化之后会在管道内部形成结构密封，使管道恢复原来的设计参数，以防止可能的泄漏。

喷涂材料主要有水泥砂浆、环氧树脂及聚酯树脂等。该技术适用于修复管径为32~1800 mm的管道。

SICC自动化喷涂设备示意图

修复过程主要包括以下3个步骤：

1）清理：喷涂之前需要清洁管道内部，从而使涂层在管道内的分布能够较为均匀。

2）管道检测和评估：采用CCTV 对清理后的管道内部进行检测和评估，从而确定是否需要进一步清理。

3）喷涂：修复设备包括涂层材料的存储设备、加热系统、泵送系统以及监控系统。加热系统用于控制涂层材料温度，泵送系统用于输送涂层材料并控制混合比例，泵的流量和绞车速度决定了管道内涂层的厚度，监控设备用于查看喷涂过程及效果。

原位喷涂法的技术优势为：

1）可适应管径、断面形状、弯曲度的变化，经济性好；

2）能够延长管道的使用寿命，延缓管道内腐蚀。

其局限性为：由于涂层较薄、强度较低，要求待修复管道有一定的结构完整性。

(4)碎（裂）管法

碎（裂）管法是采用碎（裂）管设备从内部破碎或割裂旧管道，将旧管道碎片挤入周围土体形成管孔，并同步拉入新管道的修复方法。更换后管道的管径可以与原管道相同，也可以大于原管道，管径可以增加30%。

碎（裂）管法适用于待修复管道为易脆管材（如铸铁管等）且管道损伤严重、埋深过大、需要扩容或在重要结构下通过等情况。理论上该方法对待修复管道的管径是没有限制的，但受成本和地面沉降或震动的影响，一般适用于修复管径为50~1000 mm的管道。根据碎（裂）管方式的不同，可以分为静压法、动压法和钻削法。

燃气管道更换通常采用静压法和动压法。静压法是将拉杆插进待修复管道中，然后拉杆与切割刀头、胀管头、拉管器、新管道相连。由切割刀头切开待修复管道，胀管头胀裂被切开的管道，同时将管道碎片挤压进入周围土壤以容纳新管道。

 静压法碎（裂）管示意图

动压法分为气动破碎法和液压膨胀法。目前，主要采用气动破碎法，是由气体冲击矛和胀管器组成，依靠高压空气产生冲击力，通过“环状”压力作用于待修复管道，使其受压而破裂，同时通过胀管器挤压待修复管道的碎片进入周围土壤，为新管道提供空间。

碎（裂）管法的技术优势为：

1）无需对待修复管道进行清理，节约成本和施工时间；

2）沿原管道线路施工，对周围其他地下管道设施几乎无影响。

其局限性为：

1）埋深较浅的管道，碎（裂）管设备的震动可能会对地面造成影响；

2）采用韧性材料进行局部修理的部位可能会影响碎（裂）管进程；

3）主管道与支管的连接需局部开挖。

可适应管径等变化，经济性好，能延缓管道内腐蚀，但涂层较薄、强度较低，要求待修复管道有一定结构完整性。

（1）点状CIPP修复

点状CIPP修复是用专用树脂将玻璃纤维布织物浸透，再用专用修补器（可膨胀管筒）配合CCTV 将玻璃纤维布织物送至管道缺陷处，给修补器充气使其与管壁紧贴，固化后的树脂和玻璃纤维布共同封堵管道缺陷，最后将修补器的压力释放并回收。

该方法适用于修复管径为100~2000mm的管道，通常修复段长度为1.0~4.5 m。

点状CIPP修复示意图

点状 CIPP 修复方法的技术优势为：

1）能够进行结构性修复；

2）内衬管能紧密黏结在待修复管道内壁。

其局限性为：仅能够提高修复部位的结构强度。

(2)机器人修复

机器人修复是利用遥控设备在管道内部远程进行各种作业的技术，是一种较新的非开挖局部修复方法。机器人包括磨削机器人、填充机器人等。磨削机器人用来清除管道内的堵塞物，也能打磨裂缝，为修复材料填充提供良好表面；填充机器人能向磨削过的裂缝里填充环氧砂浆，并能抹平填充材料表面，形成光滑内壁。

机器人修复技术的优势为：

1）设备可进行多种管道内部远程作业；

2）施工速度快。

其局限性为：设备精密专业，一次性投入较大。 

结语：我国管道非开挖修复技术与国外有差距，应加强人才培养引进，增加研发投入，加快标准制修订，实现自主化、科学化和标准化。