市政给排水管道非开挖修复技术的应用效果与经济性分析

1 引言

市政给排水管道系统是城市“生命线”，承担供水和排水任务。因管道长期埋于地下，受地质、水流、腐蚀、地面荷载等因素影响，易出现破裂、渗漏、变形等损坏。传统修复采用开挖方式，施工周期长、影响交通和环境且成本高。随着城市现代化，对市政施工环保、高效、经济要求提高，非开挖修复技术应运而生。该技术不开挖或极少开挖地面修复或更换管道，具有干扰小、速度快、污染小等优点，渐成主流。深入研究其应用效果与经济性，对提高给排水系统效率、降低成本、促进城市可持续发展意义重大。

2 市政给排水管道非开挖修复技术类型

2.1 内衬法

内衬法是较为常见的非开挖修复技术之一。它是将一条新的管道（通常为 HDPE管等耐腐蚀、高强度材料制成）通过牵引、顶进等方式置入原有的损坏管道内，形成“管中管”结构。新管道借助原管道的支撑，同时自身具备良好的耐腐蚀性和密封性，从而恢复管道的输水或排水功能。该方法施工相对简单，对周围环境影响小，可有效延长管道使用寿命。

2.2 缠绕法

缠绕法是用缠绕机将带状型材在旧管道内螺旋旋转缠绕成新管，型材常用耐腐蚀塑料，缠绕后使其与原管道内壁紧密贴合。该方法可根据管道实际情况定制缠绕层数和型材规格，能有效修复不同管径和形状的管道。其优点是施工速度快、密封性好，适合排水管道非开挖修复。例如在城市污水管网局部修复中，缠绕法能快速在破损部位构建新管道结构，恢复污水输送能力，且施工对周边居民生活影响小。

2.3 喷涂法

喷涂法用专用喷涂设备将防水、防腐材料喷于管道内壁，形成均匀内衬层。此内衬层可修复管道轻微裂缝、孔洞等缺陷，增强防渗漏和耐腐蚀能力。喷涂法适用于各种材质和管径的管道，在大口径管道修复中优势明显。大型排水渠道修复工程用水泥砂浆喷涂法，有效修复内壁磨损和渗漏问题，提高排水能力，且施工成本较低。

2.4 裂管法

裂管法是在既有管道中进行内衬施工的非开挖技术，通过破碎原管道，将新管道直接置入破碎后的空间。施工时，先利用裂管设备将旧管道破碎，同时将新管道拖入，实现管径升级，最大可扩径 30‰ 。这种方法适用于需要增大管道过流能力的情况，且新管道的材质和性能可以根据需求选择，能有效提高管道的输送能力和使用寿命。

3 非开挖修复技术的应用效果分析

3.1 管道性能恢复与提升

非开挖修复技术可高效恢复乃至提升市政给排水管道的多项性能。就密封性而言，无论是内衬法打造的“管中管”结构、缠绕法形成的紧密贴合新管，还是喷涂法生成的均匀内衬层，均能妥善解决管道原有的裂缝、孔洞及脱节等问题，显著减少甚至杜绝渗漏现象，确保管道在流体输送过程中不会发生外漏或外界杂质侵入的情况。在结构强度方面，修复后的管道通过新材料与结构设计的结合，能够承受外部土壤压力、地面荷载以及内部流体压力，其抗压和抗变形能力较修复前有显著提升，从而有效防止管道因结构损伤而再次出现故障。此外，所采用的修复材料大多具备优良的耐腐蚀性，如 HDPE、环氧树脂等，能够抵抗水中化学物质及土壤中腐蚀性成分的侵蚀，大幅延长管道的使用寿命。

3.2 对周边环境与社会秩序影响

非开挖修复技术在施工期间对周边环境及社会秩序的影响较轻微。因无需大面积挖掘地面，故不会破坏道路、绿化以及建筑物基础，减轻了对城市原有景观与基础设施的干扰。施工中产生的噪音、粉尘等污染物质较少，防止了对附近居民的日常生活、工作和学习产生影响，减少了因施工引起的居民投诉与矛盾。在交通方面，非开挖修复技术不需长时间封闭道路或只需小范围围挡，不会引发严重的交通堵塞，保证了城市交通的正常运转，降低了因交通阻碍给市民出行和货物运输带来的麻烦。

3.3 施工效率与工期控制

非开挖修复技术施工效率较高，可显著缩短修复工期。相较于传统开挖修复需进行路面破除、土方开挖、管道更换及路面恢复等繁琐工序，非开挖修复技术的施工流程更为简便，多依赖机械化作业，降低了人工操作的复杂性与劳动强度。在施工期间，受天气、地质条件等外部因素的影响较小，能够确保施工的连续性与稳定性。一般而言，对于同等长度和损坏程度的管道，采用非开挖修复技术的工期比传统开挖修复缩短一半以上，可快速恢复管道正常运行功能，减少因管道故障引发的停水、排水不畅等问题造成的损失。

4 非开挖修复技术的经济性分析

4.1 经济成本分析

非开挖修复技术的经济成本主要涵盖设备购买或租赁费用、材料费用、人工费用等。相较于传统开挖修复方式，非开挖修复技术在设备与材料上的投入相对更高。比如，紫外光固化内衬修复技术需要专用设备和高性能树脂材料，成本较高。不过，从整体修复成本角度分析，非开挖修复技术优势显著。传统开挖修复需进行路面破除、土方开挖、管道更换、路面恢复等一系列操作，涉及大量机械作业与人工劳动，并且在交通繁忙地段还需承担高额的交通疏导费用。当管道埋深超过 3m 时，开挖修复还得采用钢板桩支护等手段，进一步抬高了成本。相关研究显示，在管道埋深超过 3m 时，非开挖修复的经济成本通常低于开挖修复；而在埋深小于3m、管径小于 DN600mm 的情况下，尽管非开挖修复初期的材料与设备成本稍高，但考虑到开挖修复对路面、绿化等造成的破坏以及后期恢复成本，非开挖修复在综合经济成本方面依然具备竞争力。

4.2 社会成本分析

传统开挖修复施工时，因需封闭道路或限制交通，易引发交通拥堵，增加市民出行时间和成本，对城市正常运转带来较大影响。同时，施工期间产生的噪音、粉尘等会对周边居民的生活质量产生不良影响，甚至可能引发投诉。而非开挖修复技术在施工中对交通和居民生活的影响较小。例如，在一些修复工程中，使用非开挖修复技术仅在施工区域设置少量围挡，对交通的影响微乎其微，周边居民的日常生活也未受到明显干扰。据估算，在交通影响较大的区域，开挖修复产生的社会成本约为非开挖修复的 5 倍左右。非开挖修复技术可减少施工对社会正常秩序的干扰，降低社会成本的。

4.3 环境成本分析

传统修复方式通过开挖会产生大量建筑垃圾，例如废弃管道材料、挖掘出的土方等。这些垃圾在处理与运输过程中会耗费大量资源，并且可能对环境带来污染。另外，开挖过程还可能损坏周边绿化植被及生态环境。而采用非开挖修复技术则几乎不会产生建筑垃圾，对周围环境的破坏微乎其微。以某公里长的管道修复为例，使用非开挖修复技术可减少约 1500 吨渣土外运，从而大幅降低环境污染。同时，该技术避免了对绿化植被的破坏，有助于保护城市生态环境，环境成本优势极为突出。

5 结论

市政给排水管道非开挖修复技术在应用效果和经济性上优势明显，在城市基础设施维护中作用愈发重要。该技术能高效解决管道损坏问题、改善运行状况，对交通、社会和环境影响小，综合效益良好。随着技术发展创新，成本将降低、应用范围会更广。未来，有望与物联网、大数据等融合，实现智能化监控管理，提高修复效率和质量。同时，研发环保、高性能修复材料是重要方向。市政工程领域应加大推广应用力度，完善技术体系，保障城市给排水系统安全稳定运行，推动城市可持续发展。

参考文献

[1]李莉.非开挖管道修复技术及其应用[J].市政工程技术，2024,42(3):123-128.

[2]张歆旻.城市给排水管道非开挖修复技术的经济性分析[J].工程经济，2023,33(5):45-49.

[3]陈龙龙.非开挖修复技术在市政管道工程中的应用案例研究[J].中国建设信息化，2022,(15):66-69.