管道变形无损修复短管置换碎裂管法.施工透明

管道变形无损修复：短管置换碎裂管法施工全透明解析

在地下管道运维中，老化管道常出现严重变形、腐蚀缺失甚至塌陷等问题，当变形率超过 30% 或管壁完整性丧失时，CIPP 紫外光固化等内衬修复技术已无法适用。短管置换碎裂管法作为非开挖修复领域的 “换代型技术”，通过 “碎旧管、铺新管” 一体化作业，实现管道结构的彻底更新，且全程无需大面积开挖，尤其适配交通主干道、核心商圈等敏感区域的管道变形修复。以下从技术本质到施工全流程进行透明化拆解。

一、技术核心：原理与关键特性

1. 技术定义

短管置换碎裂管法是通过非开挖方式，利用锥形裂管头在原有破损管道内部进行挤压破碎，将旧管碎片挤入周边土壤形成支护空间，同时将预制短管（多为 HDPE、HTPE 等高强度管材）依次连接并同步拉入破碎通道，一次性完成旧管废除与新管铺设的无损修复技术。其核心逻辑是 “以旧管碎片为临时支撑，用短管拼接替代整体管道”，避免开挖导致的地面破坏与管线干扰。

2. 关键特性（与 CIPP 技术对比）

对比维度短管置换碎裂管法修复本质.管道结构彻底置换.原有管道内衬加固.适用变形率≤50%（严重变形、塌陷均可）≤30%（中度变形）管径适配新管内径不缩小（可扩大）略有缩小（内衬厚度占用空间）施工周期3-5 天 / 100 米核心优势结构强度高、寿命长（50 年 +）施工更快、对管道完整性要求低

二、施工全流程：透明化步骤与操作标准

为实现 “施工透明”，需从前期勘察到验收形成全环节可追溯体系，每个步骤均明确操作规范、监控手段与责任节点。

（一）前期勘察与方案公示（透明化基础）

三维精准检测

采用 CCTV 检测机器人 + 声呐探测组合技术，对管道变形位置、塌陷范围、埋深（通常 3-8 米）及周边土壤类型（黏土需预加固）、地下管线分布（燃气、电缆等）进行扫描，生成可视化三维模型。例如宁波锦奉大道项目中，通过机器人检测明确 60 米管道存在 3 处塌陷，最大变形量达管径的 40%，为方案设计提供精准数据。

方案公开与交底

制定包含 “施工范围、工期（精确到天）、设备清单、风险预案” 的方案，在施工现场及政府官网公示。组织周边商户、居民召开交底会，明确：① 仅在管道两端开挖直径 1.2-2 米的工作井（非开挖路面）；② 施工噪音控制在 60 分贝以下（仅限日间作业）；③ 临时导流方案（如使用水泵引流污水）。

（二）预处理：管道清障与土体加固（隐蔽工程透明化）

清淤与堵水

用高压水射流（压力 20-25MPa）清除管道内淤泥、杂物，清淤后通过 CCTV 二次检测，确保管道内无直径＞5cm 的障碍物（避免卡阻裂管头）。

在上游井室放置堵水气囊，下游安装临时水泵导流，确保施工段管道无水作业（含水率≤10%），并在井口设置 “水流监测仪”，实时公示流量数据。

土体固化（按需实施）

若管道周边为松散砂土或地下水位较高（水位高于管底 0.5 米以上），需进行注浆加固：从工作井向管周 1 米范围注入水泥 - 水玻璃双液浆，固化时间≥24 小时。加固后采用钻孔取芯检测（每 10 米 1 个取样点），公示芯样强度数据（需≥1.5MPa）。

（三）核心施工：碎管与短管置换（全程可视化操作）

此环节是技术核心，需通过 “设备联动 + 实时监控” 实现透明化作业，关键步骤如下：

步骤序号.操作内容透明化管控手段标准要求裂管头安.工作井内设置监控摄像头，全程直播操作.锥形裂管头直径比旧管大 10%-15%，硬度≥HRC502旧管破碎与牵引启动.裂管头内置压力传感器，实时显示破碎压力.压力稳定在 3-5MPa，避免压力骤升导致地面隆起短管拼接与同步拉入CCTV 机器人全程跟拍，画面同步至地面屏幕短管采用热熔对接，接口强度≥管材本体强度.新管位置校准.激光定位仪实时监测新管中心线偏差.偏差≤20mm，确保与原有井室对齐

关键设备联动逻辑：裂管头（破碎旧管）→ 牵引机（提供 5-10 吨拉力）→ 短管输送架（自动推送短管）→ CCTV 机器人（同步监控），四设备通过无线系统联动，任一环节数据异常（如拉力突然下降）立即停机检查。例如大同迎宾街项目中，50 米管道置换仅用 3 天，通过实时监控发现 2 处破碎压力波动，及时调整裂管头角度避免卡阻。

（四）接口处理与质量检测（结果透明化）

短管接口密封

采用 “热熔对接 + 橡胶密封圈” 双重密封：先通过热熔机将相邻短管熔接（温度 200-230℃，保压 30 秒），再在接口外侧套入不锈钢卡箍压紧密封圈。施工后用气压检测接口密封性（压力 0.1MPa，保压 15 分钟无压降），并拍摄接口特写视频存档。

全流程检测公示

外观检测：CCTV 机器人遍历新管内部，生成 360° 全景影像，公示 “无褶皱、无破损、接口平整” 检测报告；

强度检测：在工作井内截取短管样品，检测环刚度（需≥10kN/m²），结果同步至住建部门监管平台；

密封性检测：采用闭水试验，24 小时渗漏量≤0.5m³/(24h・km)（符合 CJJ 181-2012 标准），检测过程邀请业主或监理全程旁站。

（五）收尾恢复（环境影响透明化）

工作井回填

采用级配砂石分层夯实（每层厚度 30cm，夯实度≥95%），回填过程用压实度检测仪实时监测，数据现场公示。若位于路面下方，回填后采用沥青或混凝土恢复路面，平整度误差≤3mm。

废料处理公示

施工产生的旧管碎片、泥浆等废料（约 0.5m³/10 米管道），由具备资质的单位清运，现场公示清运车辆信息与消纳场地证明，确保 100% 合规处理。

三、施工透明化保障体系：技术 + 管理双维度

1. 技术层面：数字化监控系统

搭建 “施工数据云平台”，实时上传以下数据供监管方与公众查询：

设备运行数据：牵引机拉力、裂管头压力、热熔温度；

质量检测数据：接口气压检测曲线、CCTV 影像、闭水试验渗漏量；

进度数据：每日完成置换长度、剩余工期。

四、实际案例：透明化施工落地实践

案例：宁波市锦奉大道污水管修复工程

工程背景：60 米 DN600mm 混凝土污水管，建成于 2005 年，因土壤沉降导致 3 处塌陷，最大变形量 240mm，无法采用 CIPP 修复，且位于人员密集区，需严控施工干扰。

透明化施工亮点：

前期通过三维检测生成管道变形可视化模型，在现场电子屏循环播放，让居民直观了解破损情况；

核心施工阶段开启 “云直播”，公众可通过扫码观看裂管、短管置换全过程，累计观看量超 2000 人次；

竣工后公示闭水试验视频与检测报告，24 小时渗漏量仅 0.3m³/(24h・km)，远低于标准要求。

结果：5 天完成修复，路面无开挖，周边商户满意度达 98%，成为宁波市非开挖施工透明化示范项目。

五、适用场景与选型建议

1. 最佳适用场景

管道状态：严重变形（变形率 30%-50%）、腐蚀缺失、局部塌陷，且原有管道已丧失承载能力；

环境要求：城市主干道、核心商圈、历史街区等严禁开挖区域；

管材类型：混凝土管、铸铁管等脆性旧管（易破碎），新管优先选用 HDPE（耐腐、柔韧性强）。

2. 选型避坑要点

慎用于：① 周边有直径＜1 米的燃气管道（破碎震动可能造成泄漏）；② 岩石地层（裂管头无法破碎，需先钻孔）；

成本控制：单米造价约 1500-3000 元（高于 CIPP），但寿命比 CIPP 长 10-15 年，适合长期运维需求；

工期匹配：需提前 7 天完成勘察与方案公示，避免临时施工导致居民投诉。

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六、常见问题与透明化回应

问：施工中会不会导致地面沉降？

答：通过裂管头压力实时监控（稳定在 3-5MPa），旧管碎片挤入土壤的体积与新管体积基本平衡，且每 10 米设置沉降观测点，数据每 2 小时公示，沉降量控制在 5mm 以内（如大同项目全程无明显沉降）。

问：短管接口会不会漏水？

答：采用 “热熔 + 密封圈” 双重密封，每个接口均进行气压检测（0.1MPa 保压 15 分钟），检测视频可通过云平台回看，竣工后闭水试验确保整体密封性。

问：施工噪音影响休息怎么办？

答：明确作业时间为 8:00-18:00，使用低噪音牵引机（噪音≤60 分贝），现场设置噪音检测仪实时公示数据，超标立即停机调整。