摘要：围绕建设繁荣、文明、和谐、宜居首善之区的目标，解放思想、开拓创新，确立实施“人文北京、科技北京、绿色北京”战略。近年来，随着北京市城市化的迅猛发展，广大市民对生活质量、生活环境的要求日益提高。北京市的供水事业起步较早，近年来随着城市化发展，部分运行时间较长的供水管线已不能满足新时期的供水水质、水量、水压的保障要求。有鉴于此，北京市城市供水管线有计划的改造及维修就势在必行，但是上述的运行时间较长，亟待改造维修的供水管线，由于历史发展原因，多处在城市的核心区域的市政道路，这些区域市政道路相对较窄，交通流量大，断路占道明挖施工对城市交通系统影响很大，且地面上的征地拆迁费用过高，因此很难实现。
　　关键词：非开挖技术；供水管网；破损；维修。
　　1、非开挖技术
　　1.1非开挖简介
　　非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下（既入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术。该技术对地上干扰小，因此有较高的社会效益和经济效益。
　　采用非开挖技术进行管线施工，可以大大缓解城市地下管线建设带来的道路拥堵状况，加快施工进度。在一些无法实施开挖作业的地区铺设管线，如穿越公路、铁路、河流、古迹保护区、鬧市区等方面，非开挖技术具有明显的优势，可广泛用于煤气、自来水、石油与天然气等管线工程部门。
　　1.2非开挖技术的发展历程
　　我国最早使用的非开挖施工法是顶管法，1953年，北京市在市政工程中首次使用顶管法，此后逐渐推广到全国。1959年，北京地质学院首次采用水平钻进法穿越刚完工的北京三里河路，铺设了三根高压动力电缆，长度为48.5米。从80年代中后期起，现代非开挖技术开始引入中国。进入90年代后，我国现代非开挖技术的引进和开发应用的速度明显加快，相关的政府、社会组织及专业公司不断产生，促进了非开挖产业的形成与发展。
　　1.3非开挖技术的分类
　　非开挖管线修复技术发展至今日，基本工法已十分成熟，且各种新工法层出不穷，大致可划分以下几类：
　　1.3.1内衬管法
　　又称穿插（内衬）法，是指在旧管道中拖入新管，即将一条新的管径略小于旧管道的聚乙烯PE管或钢管拉入到原有旧管道中。也可通过专用设备将直径大于或等于原管道管径的聚乙烯管横截面压为“ U ”形拉人管道，就位后，利用加热或加压使其恢复原来的管道形状，从而与旧管道构成紧密配合的符合管道。
　　1.3.2管内壁喷涂法
　　此法为在管道内喷涂一层膜而对旧管道内部进行修复，以达到避免结垢、减少输送阻力、提高输送能力、增强管内防腐、减少管道漏损的目的。根据喷涂材料的不同，可分为水泥砂浆喷涂和有机化学喷涂。
　　1.3.2管道内翻转法
　　管道内翻转是将由聚合物，玻璃纤维布或无纺纤维材料做骨架，浸渍树脂材料而成，利用水压、气压或卷扬机拉力的作用，将内衬材料翻转进入管道的内壁，并在热水、气的作用下，使树脂固化，形成坚硬的内壁。
　　1.3.4爆 （ 碎 ） 管衬装法
　　该方法采用气压、液压或是静拉力来破坏现存的旧管道，并将旧管道碎屑挤入周围的土层中，同时拉入新管道。主要适用与新管直径大於原有管道的翻新。
　　1.3.5管线定点（修复）法
　　此法是针对不同管线各自特点，分析其易损部位，选择适当工艺，对管线局部薄弱点进行定点修复或加固处理，恢复管线原有输送能力。
　　2、非开挖技术在供水管网维修中的应用
　　非开挖技术在北京市市区供水管网中的应用相对较晚，2000年左右才进行了初步尝试，但发展速度迅速，截至目前已采用不同非开挖技术对数百公里不同口径的管线进行了修复和加固，取得了良好的社会和经济效益。下文将详细列举几处典型供水管线修复案例：
　　2.1内衬管法修复
　　对位于城市主干道立交桥下DN600管线进行修复。由于地表重车的反复碾压及管线基础的不均匀沉降，造成管线数处漏水，对于管线安全运行造成极大隐患。此管线位于交通主干道立交桥下，交通流量十分巨大，此处若采用传统的开槽法维修，将对交通造成极大影响，同时若开挖沟槽处理不善，甚至可能对立交桥基础产生影响，经综合考虑最终决定采用非开挖法进行维修。此次采用缩径内衬管法修复，将一条DN500高密度聚乙烯（HDPE）管道穿入原管道，管道两端经处理以法兰形式与原金属管道连接，因新HDPE管道磨阻系数较原铸铁管道大为减小，经计算管道进行缩径后仍可满足原有通流量要求。
　　2.2管内壁喷涂法修复
　　北京市供水管网在役管线中有部分普通灰铸铁管及钢管未进行内壁处理，致使管线出现不同的程度的结垢、锈蚀现象，当供水条件发生变化（如停水后恢复供水或水流方向改变）时易造成短时的浑水现象。北京市自来水集团为改善供水水质、提高输送能力，2003年起对上述问题管线进行内壁喷涂工作，现已完成数百公里不同口径管线内壁喷涂工作。
　　2.2.1大口径（直径大于1000mm）钢管修复
　　大口径钢管在城市供水管网的主要起到输水作用，部分管线已运行近二十年，存在一定的内壁锈蚀及结垢，对水质安全构成较大威胁。但此类管线多数位于城市主干道，开挖换管或修复难度极大。因此，确定采用非开挖水泥砂浆喷涂法进行内衬处理。其施工主要工序包括：安装临时供水管线，保证施工期间用户正常用水；开挖工作坑（根据管道敷设情况及实际工作需要，一般间隔几百米）；清洁管道，对管道进行除锈、除垢处理；用砂浆喷涂机在管壁上均匀喷射水泥沙浆衬里（局部弯头及上下折点处采用人工涂抹方式处理）；养护水泥砂浆衬里，完成后对管道进行水压实验；管道冲洗消毒，化验合格后与原有系统连接恢复供水。
　　2.2.2小口径（直径小于200mm）管线修复
　　小口径管道材质主要为普通灰铸铁管和老镀锌管，此类管线多数位于居住小区、平房区内，主要承担着向用户配水的功能，与无内衬钢管相似，内壁同样存在腐蚀结垢现象，且此类管线直接向用户供水，一旦水质发生变化，将直接影响用户的正常用水。此类管线修复，若采用传统大开挖方式进行，协调、赔偿问题解决难度较大。最终北京市自来水集团引进了“旋风”内壁喷涂技术，需首先将管道断开，只是由于其口径较小，各种施工机械无法进入，只能采用旋转高压气体携带粒状石英砂打磨内壁结垢，管道露出原有金属光泽后，用高压气体及高压水对管道进行反复冲洗，而后喷涂食品级环氧树脂粉末，经几小时的干燥，环氧树脂达到规定强度，既可恢复正常供水。