潘秀媚

（香港和宝典宝典资料，浙江温州 325000）

 

摘要：市政排水管道及箱涵的老化破损问题已成为城市基础设施维护的核心挑战，传统开挖修复技术存在交通干扰大、环境破坏严重等缺陷。本文以聚合物增强砂浆喷涂法为研究对象，系统阐述其技术起源、作用原理、设备适配体系及工程应用特性。研究表明：该技术通过高速旋喷系统在管道内壁形成高强复合内衬，具备不开挖作业、适配多材质、多口径管道、施工周期短等优势；结合XD系列、ZPC系列设备的差异化应用，可实现150~1800mm口径管道及特大箱涵的结构性修复。本文成果为市政排水管网非开挖修复的技术选型与工程实践提供了理论参考。
关键词：非开挖修复；聚合物增强砂浆；高压旋喷；管道内衬；市政排水

1 引言
  城市化进程的加速导致地下排水管网的服役年限持续增加，管道腐蚀、渗漏、结构性破损等问题频发。传统开挖修复技术需破坏路面结构，不仅造成交通拥堵、环境扰动，还存在施工周期长、综合成本高等弊端[1]。近年来，非开挖修复技术凭借“微创作业、高效环保”的特性，逐渐成为管网维护的主流方案，其中聚合物增强砂浆喷涂法因适配性强、成本可控，在排水管道及箱涵修复中得到广泛应用[2]。
  本文基于美国APIM公司的技术原型，结合国内温工智能的本土化研发成果，从技术原理、设备体系、工程适配性三个维度展开分析，揭示该技术在市政排水设施修复中的技术优势与应用潜力。

           高压砂浆输送泵                          砂浆高速旋喷器作业
2 聚合物增强砂浆喷涂法的技术体系
2.1 技术起源与材料特性
  聚合物增强砂浆喷涂法的技术原型源自美国APIM公司的管道内衬喷涂技术，国内温工智能于21世纪初完成本土化迭代，形成“排水管道内衬检查井砂浆喷涂修复法”。其核心材料为聚合物纤维增强砂浆，以普通硅酸盐水泥为基材，掺入可再分散乳胶粉、玻璃纤维等改性组分，经优化配比后具备以下特性：
- 力学性能：28d抗压强度≥50MPa，抗折强度≥8MPa，与旧管道基材的粘结强度≥2.5MPa；
- 耐久性能：抗渗等级P12，抗冻融循环≥F150，耐酸碱腐蚀性能优于传统水泥砂浆[3]；
- 施工性能：初始流动度≥180mm，可通过砂浆泵输送实现连续喷射。
2.2 技术原理与作业流程

  该技术的核心原理是高速旋喷成衬：通过砂浆输送泵将浆料输送至高速旋喷器，旋喷器在管道内匀速移动（牵引速度0.5~2.0m/min），使浆料在离心力与射流压力的共同作用下，均匀附着于管道内壁并快速固化，形成厚度可控（5~50mm）的复合内衬层。

      高压泵输送砂浆             高速旋喷器喷涂作业          成型后的管道砂浆内衬
作业流程可分为3个阶段：
1.预处理阶段：采用CCTV检测设备定位管道缺陷，通过高压水射流清除管壁淤积物、松散腐蚀层，确保基材表面洁净、湿润；
2.喷涂作业阶段：根据管道口径选择适配设备，设置旋喷压力、牵引速度等参数，实现浆料的连续喷射与均匀成衬；
3.养护验收阶段：采用喷雾养护维持内衬湿度，24h后检测内衬厚度、密实度，通过闭水试验验证抗渗性能[4]。
3 设备适配体系与工程应用场景
  根据管道口径及构筑物类型，该技术形成了差异化的设备适配方案：
3.1 小口径管道（150~800mm）：XD系列滑撬牵引式喷涂车
  针对小区支管、小型检查井等场景，采用XD系列滑撬牵引式管道内衬喷涂车，其核心配置包括：
- 旋喷器：可更换喷嘴（直径1.5~3.0mm），适配不同口径管道的喷射半径；
- 牵引系统：滑撬式结构配合电动绞车，牵引速度精度控制在±0.1m/min；
- 成衬效果：内衬厚度偏差≤±1mm，密实度≥98%，适用于混凝土、铸铁等材质管道的防渗与结构性修复。

3.2 大口径管道/箱涵（800~1800mm）：ZPC系列喷涂修复车
  针对城市主干道排水管道、中型箱涵，采用ZPC系列手控/驾驶式喷涂修复车，其技术优势包括：
- 作业效率：单台班修复长度≥50m，是人工喷涂效率的3倍以上；
- 适用场景：可实现异形原箱涵的连续喷涂，内衬层平面度偏差≤1mm/m。


      a.手控式                                b.驾驶式

3.3 特大口径箱涵（＞1800mm）：微型砂浆泵+专用喷枪系统
  针对特大箱涵（如城市排水干渠），采用“微型砂浆泵、微型搅拌机、配置长/短柄喷枪”的组合方案：
- 设备部署：通过检查井将设备吊运至箱涵内部，采用人工手持喷枪作业；
- 施工控制：分层喷涂（每层厚度≤10mm），前层终凝后（≥4h）进行下一层作业，确保内衬整体性；
- 质量保障：采用激光测距仪检测内衬厚度，抽样进行芯样抗压强度试验。

  

               通过检查井微型砂浆泵         通过检查井微型搅拌机

   

          应用长柄砂浆喷涂枪                        应用短柄砂浆喷涂枪  

4 技术优势与工程价值

  与其他非开挖修复技术（如紫外光固化法、螺旋缠绕法）相比，聚合物增强砂浆喷涂法具有以下优势：
1.适配性强：可修复混凝土、金属、PVC等多材质管道，覆盖150~3000mm口径范围，兼容圆形、矩形等异形构筑物；
2.成本可控：材料成本约为树脂内衬的40%，设备租赁成本低于螺旋缠绕法30%，综合成本较传统开挖修复降低20%~40%[5]；
3.结构性修复：内衬层与原管道形成“协同受力体系”，可提升管道环刚度≥50%，适用于Ⅲ~Ⅳ级结构性缺陷的修复[6]。
5 结论与展望 
  聚合物增强砂浆喷涂法是一种成熟的排水管道非开挖修复技术，其“高压旋喷成衬+差异化设备适配”的技术体系，可有效解决市政排水设施的老化破损问题。未来该技术的发展方向包括：
- 材料升级：开发早强型聚合物砂浆，实现喷涂后2h开放通水；
- 智能化作业：融合机器人定位与视觉检测技术，实现喷涂参数的实时自适应调节；
- 标准化体系：建立基于内衬厚度、力学性能的修复效果评价标准，提升工程应用的规范性。



参考文献

[1] 市政管网非开挖修复技术应用与成本效益分析[J]. 城市建设, 2025(7): 45-48.
[2] 地下管线非开挖修复技术国内外应用现状[J]. 地下空间与工程学报, 2025, 21(S2): 59-65.
[3] 聚合物增强砂浆的力学性能与耐久性能研究[J]. 建筑材料学报, 2024, 27(5): 123-128.
[4] 管盾技术在排水管道修复中的应用[J]. 非开挖技术, 2019(2): 31-34.
[5] 非开挖修复技术的成本构成与效益分析[J]. 市政技术, 2025, 43(3): 112-115.
[6] 排水管道结构性缺陷修复的技术规范[GB/T 51408-2020]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2020.





作者简介：潘秀媚.女.1970年生.浙江温州市人.工程师.主要从事聚合砂浆应用设备研发.项目策划咨询.Tel:13758453902.