非开挖管道修复材料发展现状和前景打开文本图片集人类的生存环境也如人体一样，在不断地新陈代谢，天然形成的山川、湖泊、沙漠和海洋等，正在承担着代谢的功能。而在人类聚集的城镇，为了保障环境和生活的健康有序，各种管道系统维持了水、电、气、油、污、信号等物质和能源的运输。随着城市建设的快速发展，世界范围的地下管道数量日益增多。在这些建设于不同时间、日夜运行的管道中，经常发生损坏、积垢、腐蚀等问题导致管道输送能力下降，甚至造成泄露、爆炸、堵塞、地面塌陷、“城市看海”等事件发生，它代表和考验着“城市的良心”。我国以前在进行管道更换、修复时一直采用开挖的方式越来越不能适应现代城市发展要求。20世纪70年代在英国、美国及日本等国家应用的非开挖管道修复工程技术，尤其是翻转内衬法，也称原位固化法（CuredinPlacePipe，CIPP）已在我国推广使用了多年；但是修复用内衬材料、树脂、灌浆材料长期依赖于进口。如果关键材料的价格昂贵，材料性能不能协同设备、工艺自主开发，我国CIPP技术的推广和发展必然会受到制约。此外，我国快速工业化和城镇化，带来了大量新铺管道的商机，2021年我国城市化率为53%，到2021年预计达到60%，距发达国家的80%城市化率还有不小的差距和发展空间。同时，我国城镇既有管线的维护、修复量巨大，如：北京2021年各类管道长约16.7万km，而每年修复更换管道达到800km，修复中需要使用的树脂材料价值达到6亿元以上。近年来，国家推出城市综合管廊、智慧城市、海绵城市、“水十条”、“一带一路”等重大基础建设，都拉动了管线的市场。本文讨论CIPP技术所涉及的主要材料种类、性能和以及可能引入该行业的新材料。我国市场迫切希望关键材料国产化，国内成熟材料能支撑CIPP技术在国内的大量推广应用，最终实现工艺、设备、材料的相互配合，开发出适合我国高性价比的非开挖技术。一、非开挖管道修复技术非开挖技术顾名思义，就是不用开挖地面，而进行管道修复的施工方式。通常是通过定向钻进或通过管井导入方式，敷设、更换或修复各种地下管线。这种施工技术对地表干扰小，具有较高的实用价值和社会效益。该技术主要包括：顶管、水平定向钻进、微型隧道、爆管等方法。目前已经广泛应用于给水、排水、电力、燃气、通信等新管道建设和旧管道修复中。其主要优点包括：①引入了管线轨迹的测量和控制，有助于智慧城市建设与管理；②施工快速，提高了铺管高效和能力；③解决了复杂地层条件下施工问题；④降低成本，保护环境。CIPP技术实施流程一般包括：①收集管道信息；②管道清洗；③管道内部探测、检测；④确认损坏参数和修复方案设计；⑤需要时，渗漏点进行灌浆处理；⑥非开挖管道修复施工；⑦检测与验收。二、非开挖管道修复中的材料现状目前，非开挖管道修复技术用的管状复合材料增强体一般是一面覆盖有防水层的毛毡（或无纺毡）。使用时，先由预处理后的树脂浸透管状毛毡，再翻转入管道，与管道内壁复合而成管状复合材料。该复合材料包括毛毡、树脂、防渗膜3种成分。其中，树脂将毛毡和管内壁粘接在一起，达到加固、修复、防渗漏作用，防渗膜提供了比原有管道更好的光滑表面，提高了流体的流动性。在CIPP技术中，树脂固化后提供了内衬管道的刚度。目前，国外常用的树脂包括：不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂3大类。国内自主生产的毛毡大多通过缝合，而不是粘合；树脂主要是不饱和聚酯树脂。1.树脂材料通常材料分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料3大类，而复合材料是由2种或2种以上不同性质的材料组成具有新性能的材料。该领域使用的复合材料中树脂部分可流动的分子（一般为线型分子）在引发剂、热、光、辐射等引发下相互交联成网络结构的稳定分子（体型分子）反应（如图1）。通过固化反应，使线型或支链型的分子交联成三维网状结构大分子，提供了强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能。2.不饱和聚酯在CIPP中广泛使用的液态不饱和聚酯树脂（UPR）是在光、热和引发剂的作用下，通过线型聚酯链中的双键与单体（通常为苯乙烯）的双键发生交联反应，形成三维立体交联的不溶、不熔的体型结构分子。这是一种自由基引发的聚合反...
