自 20 世紀 80 年代以來，城市化進程迅速加快。根據(jù)聯(lián)合國預測，到2050年，全球城市人口將達到總?cè)丝诘?8%，這意味著大約有 25 億新增城市人口，其中印度、中國和尼日利亞將貢獻35%的增長。快速增長的城市人口將導致對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)已達到使用壽命。根據(jù)加拿大基礎(chǔ)設(shè)施報告卡，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)差等問題將會出現(xiàn)，以及相關(guān)的經(jīng)濟、環(huán)境和社會影響。

（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)部門越來越擔心這些系統(tǒng)可能對市民的健康和安全造成風險，包括水質(zhì)差、管道泄漏導致天坑。加拿大市政資產(chǎn)管理局的一項調(diào)查評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。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)測和更新以防止?jié)撛诠收稀＿@些研究還表明，及早投資恢復管道狀況可以顯著降低管道損壞速度和長期維修成本。據(jù)估計，在加拿大，對于狀況不佳到非常差的管道，10 年內(nèi)應(yīng)花費約 600 億加元（約合 470 億美元）用于立即更換或修復水利基礎(chǔ)設(shè)施。對于狀況良好的管道，相應(yīng)的更換/修復成本估計為 1000 億加元（約 780 億美元）。這些數(shù)字表明，預計水管修復工作量很大。因此，選擇適當?shù)男迯突蚋鼡Q方法對于提供具有成本效益的施工、節(jié)省資本預算并造福公民至關(guān)重要。

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

同時，中國正在致力于應(yīng)用智能檢測和數(shù)字化管理技術(shù)，以實時監(jiān)控管網(wǎng)狀態(tài)，降低維護成本，減少故障帶來的社會和環(huán)境影響。與加拿大類似，中國水利基礎(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。

• 螺旋纏繞：螺旋纏繞法修復是采用螺旋纏繞機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，這種修復的優(yōu)點是可以帶水作業(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：進展重點在于材料耐久性、粘附性能以及機器人應(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)，管道爆破和滑動襯砌都會比CIPP 或噴涂襯砌更具破壞性，因為需要更大的檢修面積。在這些情況下，CIPP 將是更好的解決方案，因為設(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，水管修復設(shè)計標準的研究落后于修復技術(shù)的發(fā)展。水管CIPP設(shè)計標準必須考慮運行管道中的高壓和壓力波動，以及修復后水管的監(jiān)測要求。

（紫外光固化修復技術(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

• 接入點小。

• 適用于各種形狀的管道（圓形、橢圓形、異形）。

• 修復后管道的強度與新管道的接近，并具有優(yōu)異的防腐性能。

挑戰(zhàn)與研究方向

• 材料改進：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：通過數(shù)字化技術(shù)實時監(jiān)測修復過程，確保修復質(zhì)量。

非開挖管道修補技術(shù)日益普及并持續(xù)進步，該技術(shù)已在管道直徑、長度以及修補層的厚度等多個方面實現(xiàn)了顯著進展。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）的改擴建項目，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級腐蝕現(xiàn)象，且部分接口存在滲漏問題，經(jīng)過評估，決定進行預防性的修復工作。該項目運用了UV內(nèi)襯軟管紫外光固化技術(shù)，對DN800型號的長距離污水主管道實施了前瞻性的加固處理，成果顯著。此次維護共完成了三段管道的修復，總長度達到389.3米，其中最長的一段為140.3米。

我國部分PICC管道修復成功案例

（來源：中國給排水）

二、折疊內(nèi)襯法：

原理

將預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

• 完全挖掘，少量接入點。

• 適用于各種形狀的管道（圓形、橢圓形、異形）。

• 修復后管道的強度與新管道的接近，并具有優(yōu)異的防腐性能。

挑戰(zhàn)與研究方向

• 材料改進：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：通過數(shù)字化技術(shù)實時監(jiān)測修復過程，確保修復質(zhì)量。