李伟鹏

调查数据显示，市政管道有35%管道存在功能性缺陷或者结构性缺陷，地下管道事故往往因这些缺陷而起[1]。传统开挖修复成本较低，但市政道路地下管线多，交通量大，采用开挖修复将造成长时间的交通堵塞。非开挖修复为新型工艺，目前成本较高，但采用非开挖修复可以不用破除路面，对交通的影响最小。所以有必要对管道修复进行综合分析，为管道修复设计提供依据。

1.不同修复方式概述

管道缺陷分为两种，功能性缺陷和结构性缺陷：功能性缺陷主要有结垢、障碍物、残墙、沉积、坝根、树根及浮渣;结构性缺陷主要有破裂、渗漏、错口、脱节、腐蚀、接口材料脱落、起伏、变形、支管暗接和异管穿入。

1.1 开挖修复

开挖修复即采用挖掘机或者人力挖掘沟槽，把旧管拆除，然后重新安装新管，最后回填沟槽。其优点为：①成本较低；②新管的使用寿命长。缺点为：①施工过程需要占据至少一条道路，对交通影响大；②需破除修复现状道路，新旧道路衔接往往存在问题；③影响街道商铺的运营。

开挖修复一般有放坡开挖、支护开挖两种方式。

1.1.1 放坡开挖

优点：造价低，施工快；缺点：开挖回填土方量大，雨天易塌方；一般适用于空旷场地，土层较好，周围无建筑物，地下无管线的工程。放坡高度超过5米，应分级开挖。

1.1.2 支护开挖

（1）板式支护

在地质条件较好，槽深小于3m时可采用板式支护。

（2）槽钢支护

优点：槽钢具有良好的耐久性，槽钢可重复利用，施工方便、工期短；缺点：无法阻挡地下水和小颗粒，如果地下水位高，需做好隔水和降水作业。一般适用于埋深少于3m的管道开挖。

（3）拉森钢板桩

优点：耐久性好、二次利用率高、施工方便、工期短；缺点：无法阻挡地下水和小颗粒，如果地下水位高，需做好隔水和降水作业。一般＜4m基坑采用悬臂支护；≥4m基坑增加内支撑，下部需有嵌固端插入稳定土层。

1.2 非开挖修复

非开挖修复即在不开挖的情况下，利用旧管道，采用相关技术对现有管道进行修复。其优点为：①对交通影响小；②施工周期短。缺点为：①成本较高；②局部修复只增加了缺陷管段使用寿命，无缺陷管段使用寿命未增加。

非开挖修复分为整体修复和局部修复。按作用机理主要可分为注浆法、碎（裂）管法和内衬法三大类，目前应用较多的主要为内衬法[2]。

内衬法指通过各种非开挖修复更新方法在原有管道内形成新的管道内衬层，全部或部分替代原管壁功能的技术。该技术为目前非开挖修复技术中应用最广泛、工程适用性最强、对周边环境影响最小的修复方式。

该工艺主要属于半结构型修复，个别工艺属于非结构性修复，可适用于管道局部修复或整体修复。

目前较为成熟的内衬法主要有：紫外光原位固化法、聚氯乙烯热塑成型管道修复法、机械制螺旋缠绕内衬法、短管内衬法、高分子材料喷涂法、局部原位固化法等。

2.不同修复方式综合分析

从管道埋深，经济性，交通量，管道使用年限等方面进行综合分析，对不同修复方式进行比选，为修复工艺的选择提供一定的参考。

本文选取了近年来泉州城区完成的排水管道修复工程，对其不同修复方式的选择进行分析（见表1）。

2.1 管道埋深

管道埋深是指从道路面层到管道外底部的距离。排水管道的深度一般在1m～5m，特殊段排水管道埋深也有5m以上的。对于一般地质，根据规范，沟槽深度在1.5m以内的可以采用直槽开挖，深度在1.5m以上的需放坡开挖，深度在3m以上就需要采用钢板桩支护开挖。

开挖修复需要开挖沟槽，如果采用放坡开挖，不同土质放坡比例不同，老黄土放坡比例为1:0.33，杂填土放坡比例为1:1。不管放坡比例多大，沟槽的宽度都比较大，再加上沟槽深度，存在很大的安全隐患。所以采用开挖修复必须进行交通管制，开挖区域隔离，警示标志等,给居民的日常出行带来较大的不便。如果碰到阴雨天气较长，雨天又容易造成边坡崩塌，造成危险。

表1 福建城区完成的10条道路管道修复方式的选择

表1中道路4、道路7和道路9均为次干路，但道路4埋深较浅，深度为1.3m～1.8m，部分小于1.5m的管段可以采用直槽开挖，1.5m～1.8m管段采用放坡开挖，沟槽也不会太大。故修复方式采用开挖修复。而道路7埋深在1.7m～2.8m，道路9埋深在1.8m～2.7m，埋深均较深，采用开挖修复的话，开挖沟槽较大，存在较大的安全隐患。故道路7和道路9修复方式采用非开挖。

2.2 经济性

工程的经济性包含两个部分，工程直接成本和社会成本。开挖修复的工程直接成本主要包括材料费，人工费，设备费和管线养护费等；开挖修复的社会成本主要包括交通拥堵，周围环境的影响和对路面使用寿命的影响等。非开挖修复的工程直接成本包括材料费，人工费，设备费和专利费；非开挖修复的社会成本包括交通影响。

表1中的道路5、道路6和道路8均为支路，其中道路5采用非开挖修复，直接成本为57万元，道路6采用开挖修复，直接成本为43万元，道路8采用开挖修复，直接成本为40万元。

表1中道路4、道路7和道路9均为次干路，其中道路4采用开挖修复，直接成本为62万元，道路7采用非开挖修复，直接成本为81万元，道路9采用非开挖修复，直接成本为74万元。

由此可见，采用非开挖修复的直接成本要大于采用开挖修复的直接成本。

当前，工程建设中对社会成本的重视程度越来越高，虽然非开挖修复的经济性要大于开挖修复的经济性，但社会成本则远远小于开挖修复的社会成本。

2.3 交通量

交通量是影响道路开挖的重要因素。道路采用开挖修复，需对道路进行封闭施工，开挖沟槽小的，封闭半幅路，开挖沟槽大的，就需要采用全封闭。封闭施工将使局部交通量增大，造成交通堵塞，严重影响周边居民的出行。道路采用非开挖修复，就可以大大减少对交通的影响，产生更大的社会效益。

交通量往往跟道路的等级相关，主干路交通量大，次干路次之，支路更次之。

表1中的道路1、道路2、道路3和道路10均为主干路，其修复方式均采用非开挖修复。道路4、道路7和道路9均为次干路，道路5、道路6和道路8均为支路，则根据不同的情况采用不同的修复方式。

综上所述，对于交通量大的道路，修复方式建议采用非开挖修复，对于交通量小的道路，可根据具体情况，选择合适的开挖方式。

2.4 管道使用年限

混凝土管的使用年限是30年，塑料管的使用年限是50年。采用开挖修复，旧管道拆除，重新安装新管道，管道的使用年限重新算起。采用非开挖修复，结构性修复使用年限不低于50年，利用旧管道结构进行半结构性修复，使用年限按旧管道剩余使用年限确定。

表1中道路4、道路7和道路9均为次干路，其中道路4管道使用年限为15年，如果采用非开挖修复，半结构性后使用年限按旧管道剩余使用年限确定。混凝土管的使用年限是30年，管道使用了15年，剩余的使用年限为15年。如采用开挖修复，管道的使用年限就是完整的30年。故道路4采用开挖修复。

道路7管道使用年限为2年，道路9管道使用年限为3年，采用非开挖修复和开挖修复的管道使用年限差别不大，故根据管道埋深，采用非开挖修复。

因此，管道使用年限越久，采用开挖修复越有必要。

3.结语

本文根据泉州市近年来的实际管道修复工程，综合开挖修复和非开挖修复优缺点的分析，通过对管道埋深、经济性、交通量、管道使用年限等方面的分析，为管道修复工程提供参考。其结果为：管道埋深1.5m以内，采用开挖修复更有优势，管道埋深在1.5m以上，采用非开挖修复更有优势；非开挖修复的经济性要大于开挖修复的经济性；交通量小的道路，采用开挖修复更有优势，交通量大的道路，采用非开挖修复更有优势；管道使用年限越久，采用开挖修复越有必要。