管道非開挖修復(fù)中的短管置換裂管法介紹
來源：jrlbc.com 發(fā)布時間：2025-08-06
管道非開挖修復(fù)中的短管置換裂管法（也稱為碎管法或脹管法）是一種環(huán)保的管道修復(fù)技術(shù)，通過破碎舊管并同步拉入新管，實(shí)現(xiàn)管道的原位更換，無需大規(guī)模開挖。以下是該技術(shù)的詳細(xì)解析：
一、技術(shù)原理與核心步驟
技術(shù)原理
破碎與擴(kuò)張：利用液壓或氣動裝置，通過特制的裂管頭（如刀盤式或脹管式）將舊管破碎，同時擴(kuò)張管周土壤，形成與新管直徑匹配的空腔。
同步置換：在破碎舊管的同時，通過牽引機(jī)將新管（如PE管、PVC管）拉入空腔，完成管道置換。
關(guān)鍵參數(shù)：裂管頭直徑通常比新管大10%~20%，以確保新管順利安裝；破碎力需根據(jù)舊管材質(zhì)（如鑄鐵、混凝土）調(diào)整，避免過度破壞管周結(jié)構(gòu)。
操作流程
前期準(zhǔn)備：
管道檢測：通過CCTV（閉路電視檢測）或聲吶檢測確認(rèn)舊管破損位置、材質(zhì)及管徑。
工作坑開挖：在管道起點(diǎn)和終點(diǎn)各開挖一個工作坑（尺寸約2m×3m），深度需覆蓋管道埋深。
設(shè)備就位：將裂管機(jī)、牽引機(jī)、液壓泵站等設(shè)備安裝在工作坑內(nèi)，并連接裂管頭和新管。
裂管置換：
啟動裂管機(jī)：裂管頭以5~15cm/min的速度前進(jìn)，同步破碎舊管并擴(kuò)張土壤。
新管拉入：牽引機(jī)以與裂管頭同步的速度拉入新管，確保新管與舊管軸線重合。
實(shí)時監(jiān)控：通過壓力傳感器監(jiān)測裂管頭破碎力，通過位移傳感器監(jiān)測新管拉入量，避免卡管或過度擴(kuò)張。
后期處理：
端部密封：在新管與檢查井連接處安裝密封套管，防止?jié)B漏。
回填恢復(fù)：用砂石或流態(tài)填料回填工作坑，恢復(fù)地面。
通水測試：進(jìn)行水壓試驗(yàn)（壓力≥1.5倍工作壓力）或CCTV復(fù)檢，確認(rèn)修復(fù)質(zhì)量。
二、技術(shù)優(yōu)勢：非開挖修復(fù)的核心價值
施工效率高
單日進(jìn)度：在地質(zhì)條件良好時，單日可完成50~100米管道置換，是傳統(tǒng)開挖法的3~5倍。
案例參考：某城市DN600鑄鐵管修復(fù)項(xiàng)目，采用短管置換裂管法，3天完成300米管道更換，而傳統(tǒng)開挖法需15天。
環(huán)境影響小
減少揚(yáng)塵：無需大面積開挖，施工揚(yáng)塵量降低90%以上。
降低噪音：裂管機(jī)噪音≤85dB（A），符合城市夜間施工標(biāo)準(zhǔn)（≤55dB（A）需搭配降噪罩）。
保護(hù)植被：僅需開挖2個工作坑，對地面綠化破壞率<5%。
成本可控
綜合成本：在管徑DN300~DN1200范圍內(nèi)，短管置換裂管法綜合成本比傳統(tǒng)開挖法低15%~30%（主要節(jié)省于交通疏導(dǎo)、綠化恢復(fù)等間接費(fèi)用）。
經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)：當(dāng)管道埋深>3m或穿越交通要道時，非開挖技術(shù)成本優(yōu)勢更顯著。
適用性廣
管徑范圍：適用于DN100~DN1200的管道，尤其適合中大口徑管道修復(fù)。
材質(zhì)兼容性：可修復(fù)鑄鐵管、鋼管、混凝土管、陶土管等，新管材質(zhì)以PE管為主（耐腐蝕、柔韌性好）。
地質(zhì)適應(yīng)性：在砂土、黏土、粉土等地質(zhì)條件下均可施工，但需避開巖石層（需提前進(jìn)行巖石破碎預(yù)處理）。
三、應(yīng)用場景：匹配修復(fù)需求
城市主干管修復(fù)
案例：某市DN800混凝土污水管修復(fù)，管道位于主干道下方，埋深4.5m。采用短管置換裂管法，僅用5天完成500米管道更換，期間未中斷交通。
關(guān)鍵點(diǎn)：需配置大功率裂管機(jī)（破碎力≥200噸）和重型牽引機(jī)（拉力≥50噸），并設(shè)置臨時排水措施（如旁通管或潛水泵）。
穿越障礙物管道修復(fù)
案例：某化工園區(qū)DN400鋼管修復(fù)，管道需穿越鐵路和河流。采用短管置換裂管法，從鐵路兩側(cè)工作坑同步施工，避免對鐵路運(yùn)營的影響。
關(guān)鍵點(diǎn)：需與鐵路部門協(xié)調(diào)施工窗口期，并采用導(dǎo)向儀控制裂管方向（偏差≤1%）。
老舊小區(qū)管道更新
案例：某老舊小區(qū)DN300鑄鐵給水管修復(fù)，管道埋深2.5m，周邊建筑密集。采用短管置換裂管法，僅開挖2個工作坑，減少對居民生活的影響。
關(guān)鍵點(diǎn)：需控制裂管頭破碎力（避免震動損壞周邊建筑基礎(chǔ)），并采用低噪音設(shè)備（如電動裂管機(jī)）。
四、局限性及應(yīng)對措施
管徑限制
問題：當(dāng)舊管管徑<DN100時，裂管頭難以安裝；當(dāng)管徑>DN1200時，裂管力需求激增，設(shè)備成本過高。
應(yīng)對：
小口徑管道：采用CIPP（原位固化法）或點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)。
大口徑管道：采用管片內(nèi)襯法或螺旋纏繞法。
地質(zhì)復(fù)雜性
問題：在巖石層或硬質(zhì)土層中，裂管頭易磨損，施工效率降低。
應(yīng)對：
預(yù)處理：采用高壓水射流或沖擊鉆破碎巖石層。
選用耐磨裂管頭：如鑲嵌硬質(zhì)合金刀頭的裂管頭，壽命可延長3~5倍。
管道變形
問題：當(dāng)舊管變形率>15%時，裂管頭可能卡管，導(dǎo)致施工中斷。
應(yīng)對：
預(yù)整形：采用高壓水槍或機(jī)械擴(kuò)孔器對變形管道進(jìn)行預(yù)處理。
選用柔性裂管頭：如可伸縮式裂管頭，適應(yīng)管道變形。
五、技術(shù)發(fā)展趨勢
智能化升級
導(dǎo)向系統(tǒng)：集成激光導(dǎo)向或陀螺儀，實(shí)現(xiàn)裂管方向?qū)崟r監(jiān)控（精度±0.5°）。
遠(yuǎn)程控制：通過5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)裂管機(jī)遠(yuǎn)程操控，減少現(xiàn)場人員暴露風(fēng)險(xiǎn)。
材料創(chuàng)新
高性能新管：開發(fā)耐高溫（>100℃）、耐高壓（>2.5MPa）的PE管，拓展應(yīng)用場景（如蒸汽管道修復(fù)）。
復(fù)合裂管頭：采用金屬-陶瓷復(fù)合材料，提高裂管頭耐磨性和使用壽命。
模塊化設(shè)計(jì)
可拆卸裂管頭：根據(jù)舊管材質(zhì)和管徑快速更換裂管頭模塊，縮短設(shè)備調(diào)試時間。
便攜式設(shè)備：開發(fā)小型化裂管機(jī)（重量<2噸），適用于狹窄空間施工。
總結(jié)
短管置換裂管法以其環(huán)保、成本可控的優(yōu)勢，成為城市管道修復(fù)的主流技術(shù)之一。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)管道材質(zhì)、管徑、地質(zhì)條件等因素選擇合適的設(shè)備參數(shù)和施工方案，并通過智能化升級和材料創(chuàng)新持續(xù)提升技術(shù)性能。對于復(fù)雜工況（如巖石層、高變形管道），可結(jié)合預(yù)處理技術(shù)或采用其他非開挖方法（如CIPP、管片內(nèi)襯）形成組合解決方案，實(shí)現(xiàn)管道修復(fù)的全場景覆蓋。
一、技術(shù)原理與核心步驟
技術(shù)原理
破碎與擴(kuò)張：利用液壓或氣動裝置，通過特制的裂管頭（如刀盤式或脹管式）將舊管破碎，同時擴(kuò)張管周土壤，形成與新管直徑匹配的空腔。
同步置換：在破碎舊管的同時，通過牽引機(jī)將新管（如PE管、PVC管）拉入空腔，完成管道置換。
關(guān)鍵參數(shù)：裂管頭直徑通常比新管大10%~20%，以確保新管順利安裝；破碎力需根據(jù)舊管材質(zhì)（如鑄鐵、混凝土）調(diào)整，避免過度破壞管周結(jié)構(gòu)。
操作流程
前期準(zhǔn)備：
管道檢測：通過CCTV（閉路電視檢測）或聲吶檢測確認(rèn)舊管破損位置、材質(zhì)及管徑。
工作坑開挖：在管道起點(diǎn)和終點(diǎn)各開挖一個工作坑（尺寸約2m×3m），深度需覆蓋管道埋深。
設(shè)備就位：將裂管機(jī)、牽引機(jī)、液壓泵站等設(shè)備安裝在工作坑內(nèi)，并連接裂管頭和新管。
裂管置換：
啟動裂管機(jī)：裂管頭以5~15cm/min的速度前進(jìn)，同步破碎舊管并擴(kuò)張土壤。
新管拉入：牽引機(jī)以與裂管頭同步的速度拉入新管，確保新管與舊管軸線重合。
實(shí)時監(jiān)控：通過壓力傳感器監(jiān)測裂管頭破碎力，通過位移傳感器監(jiān)測新管拉入量，避免卡管或過度擴(kuò)張。
后期處理：
端部密封：在新管與檢查井連接處安裝密封套管，防止?jié)B漏。
回填恢復(fù)：用砂石或流態(tài)填料回填工作坑，恢復(fù)地面。
通水測試：進(jìn)行水壓試驗(yàn)（壓力≥1.5倍工作壓力）或CCTV復(fù)檢，確認(rèn)修復(fù)質(zhì)量。
二、技術(shù)優(yōu)勢：非開挖修復(fù)的核心價值
施工效率高
單日進(jìn)度：在地質(zhì)條件良好時，單日可完成50~100米管道置換，是傳統(tǒng)開挖法的3~5倍。
案例參考：某城市DN600鑄鐵管修復(fù)項(xiàng)目，采用短管置換裂管法，3天完成300米管道更換，而傳統(tǒng)開挖法需15天。
環(huán)境影響小
減少揚(yáng)塵：無需大面積開挖，施工揚(yáng)塵量降低90%以上。
降低噪音：裂管機(jī)噪音≤85dB（A），符合城市夜間施工標(biāo)準(zhǔn)（≤55dB（A）需搭配降噪罩）。
保護(hù)植被：僅需開挖2個工作坑，對地面綠化破壞率<5%。
成本可控
綜合成本：在管徑DN300~DN1200范圍內(nèi)，短管置換裂管法綜合成本比傳統(tǒng)開挖法低15%~30%（主要節(jié)省于交通疏導(dǎo)、綠化恢復(fù)等間接費(fèi)用）。
經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)：當(dāng)管道埋深>3m或穿越交通要道時，非開挖技術(shù)成本優(yōu)勢更顯著。
適用性廣
管徑范圍：適用于DN100~DN1200的管道，尤其適合中大口徑管道修復(fù)。
材質(zhì)兼容性：可修復(fù)鑄鐵管、鋼管、混凝土管、陶土管等，新管材質(zhì)以PE管為主（耐腐蝕、柔韌性好）。
地質(zhì)適應(yīng)性：在砂土、黏土、粉土等地質(zhì)條件下均可施工，但需避開巖石層（需提前進(jìn)行巖石破碎預(yù)處理）。
三、應(yīng)用場景：匹配修復(fù)需求
城市主干管修復(fù)
案例：某市DN800混凝土污水管修復(fù)，管道位于主干道下方，埋深4.5m。采用短管置換裂管法，僅用5天完成500米管道更換，期間未中斷交通。
關(guān)鍵點(diǎn)：需配置大功率裂管機(jī)（破碎力≥200噸）和重型牽引機(jī)（拉力≥50噸），并設(shè)置臨時排水措施（如旁通管或潛水泵）。
穿越障礙物管道修復(fù)
案例：某化工園區(qū)DN400鋼管修復(fù)，管道需穿越鐵路和河流。采用短管置換裂管法，從鐵路兩側(cè)工作坑同步施工，避免對鐵路運(yùn)營的影響。
關(guān)鍵點(diǎn)：需與鐵路部門協(xié)調(diào)施工窗口期，并采用導(dǎo)向儀控制裂管方向（偏差≤1%）。
老舊小區(qū)管道更新
案例：某老舊小區(qū)DN300鑄鐵給水管修復(fù)，管道埋深2.5m，周邊建筑密集。采用短管置換裂管法，僅開挖2個工作坑，減少對居民生活的影響。
關(guān)鍵點(diǎn)：需控制裂管頭破碎力（避免震動損壞周邊建筑基礎(chǔ)），并采用低噪音設(shè)備（如電動裂管機(jī)）。
四、局限性及應(yīng)對措施
管徑限制
問題：當(dāng)舊管管徑<DN100時，裂管頭難以安裝；當(dāng)管徑>DN1200時，裂管力需求激增，設(shè)備成本過高。
應(yīng)對：
小口徑管道：采用CIPP（原位固化法）或點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)。
大口徑管道：采用管片內(nèi)襯法或螺旋纏繞法。
地質(zhì)復(fù)雜性
問題：在巖石層或硬質(zhì)土層中，裂管頭易磨損，施工效率降低。
應(yīng)對：
預(yù)處理：采用高壓水射流或沖擊鉆破碎巖石層。
選用耐磨裂管頭：如鑲嵌硬質(zhì)合金刀頭的裂管頭，壽命可延長3~5倍。
管道變形
問題：當(dāng)舊管變形率>15%時，裂管頭可能卡管，導(dǎo)致施工中斷。
應(yīng)對：
預(yù)整形：采用高壓水槍或機(jī)械擴(kuò)孔器對變形管道進(jìn)行預(yù)處理。
選用柔性裂管頭：如可伸縮式裂管頭，適應(yīng)管道變形。
五、技術(shù)發(fā)展趨勢
智能化升級
導(dǎo)向系統(tǒng)：集成激光導(dǎo)向或陀螺儀，實(shí)現(xiàn)裂管方向?qū)崟r監(jiān)控（精度±0.5°）。
遠(yuǎn)程控制：通過5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)裂管機(jī)遠(yuǎn)程操控，減少現(xiàn)場人員暴露風(fēng)險(xiǎn)。
材料創(chuàng)新
高性能新管：開發(fā)耐高溫（>100℃）、耐高壓（>2.5MPa）的PE管，拓展應(yīng)用場景（如蒸汽管道修復(fù)）。
復(fù)合裂管頭：采用金屬-陶瓷復(fù)合材料，提高裂管頭耐磨性和使用壽命。
模塊化設(shè)計(jì)
可拆卸裂管頭：根據(jù)舊管材質(zhì)和管徑快速更換裂管頭模塊，縮短設(shè)備調(diào)試時間。
便攜式設(shè)備：開發(fā)小型化裂管機(jī)（重量<2噸），適用于狹窄空間施工。
總結(jié)
短管置換裂管法以其環(huán)保、成本可控的優(yōu)勢，成為城市管道修復(fù)的主流技術(shù)之一。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)管道材質(zhì)、管徑、地質(zhì)條件等因素選擇合適的設(shè)備參數(shù)和施工方案，并通過智能化升級和材料創(chuàng)新持續(xù)提升技術(shù)性能。對于復(fù)雜工況（如巖石層、高變形管道），可結(jié)合預(yù)處理技術(shù)或采用其他非開挖方法（如CIPP、管片內(nèi)襯）形成組合解決方案，實(shí)現(xiàn)管道修復(fù)的全場景覆蓋。
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