自 20 世紀(jì) 80 年代以來，城市化進(jìn)程迅速加快。根據(jù)聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)，到2050年，全球城市人口將達(dá)到總?cè)丝诘?8%，這意味著大約有 25 億新增城市人口，其中印度、中國(guó)和尼日利亞將貢獻(xiàn)35%的增長(zhǎng)?？焖僭鲩L(zhǎng)的城市人口將導(dǎo)致對(duì)高效供水和污水處理服務(wù)的需求增加。地下水分配系統(tǒng)自最初安裝以來就一直在老化和惡化，許多系統(tǒng)已達(dá)到使用壽命。根據(jù)加拿大基礎(chǔ)設(shè)施報(bào)告卡，截至 2023 年，北美大多數(shù)供應(yīng)飲用水的管道基礎(chǔ)設(shè)施都將超過 55 年歷史，并且其狀況將持續(xù)惡化。最終，管道堵塞、泄漏和水質(zhì)差等問題將會(huì)出現(xiàn)，以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)影響。

（管網(wǎng)損壞情景 | 來源：Rehabilitation+Methods+Trenchless+Tech）

隨著飲用水、廢水和雨水系統(tǒng)的老化，公用事業(yè)部門越來越擔(dān)心這些系統(tǒng)可能對(duì)市民的健康和安全造成風(fēng)險(xiǎn)，包括水質(zhì)差、管道泄漏導(dǎo)致天坑。加拿大市政資產(chǎn)管理局的一項(xiàng)調(diào)查評(píng)估了加拿大水利基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)約 12% 的水系統(tǒng)狀況不佳或非常差，需要立即維護(hù)。約 20% 的水系統(tǒng)狀況一般（即沒有直接威脅），但建議密切監(jiān)測(cè)和更新以防止?jié)撛诠收稀＿@些研究還表明，及早投資恢復(fù)管道狀況可以顯著降低管道損壞速度和長(zhǎng)期維修成本。據(jù)估計(jì)，在加拿大，對(duì)于狀況不佳到非常差的管道，10 年內(nèi)應(yīng)花費(fèi)約 600 億加元（約合 470 億美元）用于立即更換或修復(fù)水利基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于狀況良好的管道，相應(yīng)的更換/修復(fù)成本估計(jì)為 1000 億加元（約 780 億美元）。這些數(shù)字表明，預(yù)計(jì)水管修復(fù)工作量很大。因此，選擇適當(dāng)?shù)男迯?fù)或更換方法對(duì)于提供具有成本效益的施工、節(jié)省資本預(yù)算并造福公民至關(guān)重要。

中國(guó)城市化的快速推進(jìn)，對(duì)供水和排水系統(tǒng)也提出了巨大的需求。目前全國(guó)供水管網(wǎng)總長(zhǎng)度已超過110萬公里，但部分老舊管網(wǎng)面臨漏損率高的問題，全國(guó)平均漏損率率接近10%。針對(duì)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，14年國(guó)務(wù)院發(fā)指導(dǎo)意見，規(guī)劃10年建管線體系。15年推水污染防行動(dòng)計(jì)劃，加強(qiáng)管網(wǎng)建設(shè)。同年底，指導(dǎo)意見促綜合管廊建設(shè)，目標(biāo)2020年建成先進(jìn)管廊。21年“十四五”規(guī)劃，預(yù)計(jì)新建改造污水管網(wǎng)8萬公里。23年三部門行動(dòng)，補(bǔ)環(huán)境基建短板，目標(biāo)25年新增改造污水管網(wǎng)4.5萬公里。24年住建部計(jì)劃年改10萬公里以上地下管線。

同時(shí)，中國(guó)正在致力于應(yīng)用智能檢測(cè)和數(shù)字化管理技術(shù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)狀態(tài)，降低維護(hù)成本，減少故障帶來的社會(huì)和環(huán)境影響。與加拿大類似，中國(guó)水利基礎(chǔ)設(shè)施改造需要加大投資，但快速城市化面臨著更強(qiáng)烈的更新壓力。

以下是近年來相關(guān)政策梳理：

（非開挖技術(shù)發(fā)展歷程）

以下是幾種常見的非開挖修復(fù)方法：

• 原位固化管道：研究最多的技術(shù)之一是插入樹脂浸漬的襯管，該襯管變硬后在舊管道內(nèi)形成新管道。

• 折疊內(nèi)襯：研究探索將較小管道插入現(xiàn)有管道的材料和安裝技術(shù)的改進(jìn)。

• 螺旋纏繞：螺旋纏繞法修復(fù)是采用螺旋纏繞機(jī)將凸凹型高分子材料在舊管道內(nèi)纏繞閉合像拉鏈一樣咬合成一條新的內(nèi)襯管道，這種修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)是可以帶水作業(yè)。

• 管道爆裂：研究解決了爆破舊管道并用新管道替換的難題，同時(shí)最大限度地減少地面隆起和周圍公用設(shè)施的損壞。

• 噴涂襯里和涂層：進(jìn)展重點(diǎn)在于材料耐久性、粘附性能以及機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)化。

如果施工區(qū)域受限，例如地下管線密集或擁擠的住宅區(qū)，管道爆破和滑動(dòng)襯砌都會(huì)比CIPP 或噴涂襯砌更具破壞性，因?yàn)樾枰蟮臋z修面積。在這些情況下，CIPP 將是更好的解決方案，因?yàn)樵O(shè)備需要的地面空間較少。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，CIPP 因其安裝快捷、所需檢修空間有限而成為最為廣泛的非開挖管帶修復(fù)技術(shù)之一。固化工藝目前包括：熱水固化法、蒸汽固化法和紫外光固化法。然而，水管修復(fù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的研究落后于修復(fù)技術(shù)的發(fā)展。水管CIPP設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須考慮運(yùn)行管道中的高壓和壓力波動(dòng)，以及修復(fù)后水管的監(jiān)測(cè)要求。

（紫外光固化修復(fù)技術(shù)，來源：中科管道）

原理

在舊管道內(nèi)部引入一根熱固性樹脂的柔性襯管（如無紡布或玻璃纖維），通過熱水、蒸汽或紫外線加熱固化，形成一條內(nèi)襯新管。

優(yōu)點(diǎn)

• 接入點(diǎn)小。

• 適用于各種形狀的管道（圓形、橢圓形、異形）。

• 修復(fù)后管道的強(qiáng)度與新管道的接近，并具有優(yōu)異的防腐性能。

挑戰(zhàn)與研究方向

• 材料改進(jìn)：提升樹脂的耐高溫、抗氧化能力，并開發(fā)更環(huán)保的樹脂體系。

• 固化技術(shù)：研究更快速、均勻的固化方法，如固化光固化技術(shù)。

• 施工監(jiān)測(cè)：通過數(shù)字化技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)過程，確保修復(fù)質(zhì)量。

非開挖管道修補(bǔ)技術(shù)日益普及并持續(xù)進(jìn)步，該技術(shù)已在管道直徑、長(zhǎng)度以及修補(bǔ)層的厚度等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了顯著進(jìn)展。例如，2024年9月，位于浦東新區(qū)金海路（凌空北路至東川公路段）的改擴(kuò)建項(xiàng)目，該污水主管道自建成以來已服務(wù)約20年，頂部普遍存在2級(jí)腐蝕現(xiàn)象，且部分接口存在滲漏問題，經(jīng)過評(píng)估，決定進(jìn)行預(yù)防性的修復(fù)工作。該項(xiàng)目運(yùn)用了UV內(nèi)襯軟管紫外光固化技術(shù)，對(duì)DN800型號(hào)的長(zhǎng)距離污水主管道實(shí)施了前瞻性的加固處理，成果顯著。此次維護(hù)共完成了三段管道的修復(fù)，總長(zhǎng)度達(dá)到389.3米，其中最長(zhǎng)的一段為140.3米。

我國(guó)部分PICC管道修復(fù)成功案例

（來源：中國(guó)給排水）

二、折疊內(nèi)襯法：

原理

將預(yù)制的折疊管道襯里插入舊管道，然后通過水壓或其他方法使其展開并貼合在舊管道內(nèi)壁。

優(yōu)點(diǎn)

• 完全挖掘，少量接入點(diǎn)。

• 適用于各種形狀的管道（圓形、橢圓形、異形）。

• 修復(fù)后管道的強(qiáng)度與新管道的接近，并具有優(yōu)異的防腐性能。

挑戰(zhàn)與研究方向

• 材料改進(jìn)：提升樹脂的耐高溫、抗氧化能力，并開發(fā)更環(huán)保的樹脂體系。

• 固化技術(shù)：研究更快速、均勻的固化方法，如固化光固化技術(shù)。

• 施工監(jiān)測(cè)：通過數(shù)字化技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)過程，確保修復(fù)質(zhì)量。