螺旋缠绕法管道修复技术详解：A型（固定式）与B型（自承重）工艺对比

引言：非开挖技术的革新选择

随着城市化进程加速，地下管网老化问题日益凸显。传统开挖修复方式不仅施工周期长、交通影响大，而且在繁华城区往往难以实施。在众多非开挖管道修复技术中，螺旋缠绕法以其独特的工艺优势，成为大口径管道修复的首选方案之一。该技术可在原有管道内部形成一条全新的”管中管”，实现对老旧管道的结构性修复。

一、技术原理：从带材到管道的螺旋成型

螺旋缠绕法的核心原理是利用PVC-U或HDPE带状型材，通过专用缠绕设备在窨井内部进行螺旋缠绕成型。型材两侧设有精密的锁扣结构，在缠绕过程中逐圈咬合连接，形成连续的圆筒状内衬管。随着缠绕的推进，内衬管直径逐渐扩大，最终紧密贴合原管道内壁，形成一层光滑、致密的新管道。

与传统的CIPP（原位固化法）不同，螺旋缠绕法无需现场固化工艺，型材本身即为成品材料，缠绕完成后即可形成具有一定结构强度的内衬管。这一特点使其特别适合于需要快速恢复通水的应急抢修工程。

带状型材通常采用PVC-U（硬聚氯乙烯）或HDPE（高密度聚乙烯）材质，两者各有优势：PVC-U型材刚性较好，环刚度稳定；HDPE型材柔韧性更佳，适应变形能力强。型材宽度根据管径不同，一般在50~200mm范围内选择。

二、两种工艺类型深度解析

（一）A型工艺：固定式（钢性）缠绕+注浆复合结构

A型工艺又称固定式或钢性缠绕工艺，其核心技术特征是在螺旋缠绕完成后，向原管道与内衬管之间的环状间隙灌注水泥砂浆，形成”原管+注浆层+内衬管”的三层复合结构。

注浆材料通常采用水泥基砂浆，抗压强度要求≥30MPa，确保与原管道、内衬管形成整体受力体系。注浆层的作用包括：填充环隙空腔，使内衬管获得均匀的外部支撑；将外部荷载传递至原管道；增强整体结构的抗压和抗变形能力。

A型工艺适用于原管道结构严重损坏、存在较大变形或错位的工况。通过注浆层的填充和支撑作用，可有效恢复管道的整体承载能力。其缺点是施工周期相对较长（需等待注浆材料固化），且注浆质量控制难度较大。

（二）B型工艺：自承重（行走式）缠绕技术

B型工艺又称自承重或行走式缠绕工艺，其核心特点是内衬管本身具有足够的环刚度，无需注浆即可独立承受外部荷载。该工艺采用特殊的PVC-U带肋型材，通过优化截面设计，使内衬管环刚度达到SN≥10000N/m²，满足大部分市政管道的结构要求。

带肋型材的截面设计是其关键技术所在。型材内外表面设有加强肋条，既提高了环刚度，又改善了水流特性。内衬管与原管道之间形成自然间隙，无需填充任何材料，原管道仅作为施工通道和临时支护。

B型工艺施工速度快、工艺简单，特别适合于原管道结构基本完好、仅需防腐或提高水力性能的工况。其缺点是对原管道的规则性要求较高，管道变形严重时内衬管难以顺利穿过。

（三）A型与B型工艺对比分析

从结构机理看，A型工艺属于复合受力体系，原管道、注浆层、内衬管共同承担外部荷载，适用于结构修复场景；B型工艺属于独立受力体系，内衬管自身承担全部荷载，原管道仅起防护作用。

从施工效率看，B型工艺无需注浆工序，施工周期通常比A型工艺缩短30%~50%。以DN800管道为例，B型工艺日均修复可达200~300m，而A型工艺因需等待注浆固化，日均进度约为100~150m。

从适用条件看，A型工艺对原管道状况适应性更强，可处理变形、错位、脱节等多种病害；B型工艺要求原管道变形率≤5%，且无明显结构性损伤。

三、完整工艺流程详解

（一）前期准备与检测

CCTV检测是螺旋缠绕法施工前的必要环节。通过高清摄像系统对管道内部进行全面检测，明确管道的损坏类型、位置和程度，为工艺选择和参数设计提供依据。检测内容主要包括：管道变形率、接口状况、沉积物分布、支管位置等。

预处理是确保施工质量的关键步骤。对于管道内的沉积物、结垢、树根侵入等，需采用高压水射流清洗或机械切削方式清除。对于管道局部变形严重或塌陷区域，可能需要进行局部开挖修复或管道复位处理。对于渗漏点，需采用注浆堵漏或局部密封措施。

（二）缠绕设备安装与调试

螺旋缠绕法的核心设备包括缠绕机头、型材供给系统、驱动装置和控制系统。缠绕机头是核心部件，负责将带状型材按照设定角度和速度进行螺旋缠绕，其直径可根据需要在一定范围内调节。

设备安装需在窨井内进行，要求窨井尺寸不小于1.5m×1.5m。首先在窨井底部安装机头支架，然后将缠绕机头吊入井内固定。机头位置需精确调整，确保与原管道轴线重合，偏差控制在管径的1%以内。

型材供给系统安装在地面，通过导向装置将带状型材送入井内。驱动系统通常采用液压或电动方式，可无级调速以适应不同工况。控制系统可实现缠绕速度、张力、直径等参数的实时监控和调整。

（三）螺旋缠绕施工

缠绕起始是工艺的关键节点。首先将带状型材端部固定在机头上，启动缠绕设备，型材开始螺旋缠绕成型。初始阶段需低速运行，观察锁扣连接情况，确保咬合紧密、无跳扣现象。

正常缠绕阶段，操作人员通过视频监控系统观察机头行进状态，调整缠绕参数。缠绕过程中，型材的锁扣连接质量直接影响内衬管的整体密封性和结构强度。优质的锁扣设计应具备自锁功能，在缠绕过程中自动咬合，无需额外紧固。

缠绕速度取决于管径、型材宽度和设备能力。以DN800管道为例，采用100mm宽型材，缠绕速度通常为2~5m/min，日均修复长度可达100~300m。大口径管道（DN1200以上）由于型材用量大，进度相对较慢。

（四）环隙注浆（A型工艺专用）

对于A型工艺，缠绕完成后需进行环隙注浆。注浆材料通常采用流动性良好的水泥砂浆，水灰比控制在0.4~0.5，可添加适量膨胀剂以补偿收缩。

注浆方式有重力注浆和压力注浆两种。重力注浆适用于直径较小、坡度较陡的管道，利用砂浆自重流动填充环隙；压力注浆适用于大口径、缓坡管道，通过注浆泵施加0.1~0.3MPa压力，确保环隙填充饱满。

注浆质量控制的关键是饱满度检测。通常采用敲击法初步判断，空洞区域声音沉闷，充填密实区域声音清脆。重要工程可采用超声波检测或CCTV复检，确认注浆层无大面积空洞。

（五）质量检测与验收

施工完成后，需进行CCTV复检，检查内衬管外观质量、锁扣连接情况、注浆饱满度（A型）等。内衬管表面应光滑平整，无明显划痕、鼓包或凹陷；锁扣连接紧密，无脱扣、错位现象。

对于结构性修复工程，还需进行内衬管环刚度检测。可采用三点加载法，在实验室对内衬管试样进行测试，验证其环刚度是否满足设计要求。B型工艺的内衬管环刚度应≥SN10000N/m²。

四、技术优势与应用特点

（一）可带水作业：解决污水管道修复难题

螺旋缠绕法最突出的优势是可带水作业。由于缠绕过程在管道内部进行，内衬管从下游向上游推进，管内水流可从内衬管外部与原管道之间的间隙通过。即使满管运行的污水管道，也可在不中断排水的情况下进行修复施工。

这一特点使其特别适合于污水主干管、合流制管道的修复，避免了导流施工的巨大投入和环境影响。对于无法完全封堵的管道，螺旋缠绕法几乎是唯一可行的非开挖修复方案。

（二）施工空间需求小：城市中心区的理想选择

螺旋缠绕法的设备体积小巧，入井坑仅需1.5m×1.5m，对地面空间要求极低。相比其他非开挖方法（如CIPP需大型固化设备、碎管法需大型牵引设备），螺旋缠绕法更适合空间受限的城市中心区、狭窄街道、绿化带内施工。

施工过程中产生的噪声、粉尘极少，对周边居民影响小，可实现夜间施工、日间恢复，将交通影响降至最低。

（三）管径适应范围广

螺旋缠绕法适用于DN200~DN3000的管道修复，是目前非开挖技术中管径适应范围最宽的方法之一。小口径管道可采用机头进入方式；大口径管道可采用工人进入操作方式。同一套设备可通过更换机头部件，适应不同管径的施工需求。

（四）适用于多种断面形式

除常见的圆形管道外，螺旋缠绕法还可用于蛋形管、矩形箱涵等特殊断面的修复。通过调整型材宽度和缠绕参数，可适应不同几何形状的内壁，这是许多其他非开挖方法难以实现的。

五、技术局限性与注意事项

（一）内壁粗糙度影响

螺旋缠绕法形成的内衬管内壁存在螺旋形锁扣痕迹，表面粗糙系数n值约为0.011~0.013，略高于光滑的CIPP内衬管（n≈0.010）。对于水力坡度紧张、流速要求高的管道，需复核过流能力是否满足要求。

针对这一问题，部分厂家开发了平滑型锁扣或内涂层技术，可有效降低粗糙系数。对于水力性能要求严格的工程，可考虑采用这些改进产品。

（二）变径处理困难

螺旋缠绕法形成的内衬管直径在单次施工中是恒定的，对于变径管道（如DN600→DN800）难以一次性完成修复。处理方式通常有两种：分段施工，在不同管径段分别缠绕；采用过渡接头连接不同直径的内衬管。

对于管道局部缩颈（如树根挤压、沉积物硬化），需在施工前进行预处理，确保内衬管可通过。否则可能发生机头卡阻，造成施工中断。

（三）支管连接处理

螺旋缠绕后，原管道的支管连接口被内衬管覆盖，需进行支管复位处理。通常采用机械切割方式，在内衬管对应位置开孔，安装专用接头与支管连接。对于支管密集的区域，开孔工作量较大，需预留足够时间。

六、技术标准与规范依据

螺旋缠绕法的推广应用离不开标准化工作的支撑。我国已建立起较为完善的技术标准体系，为工程质量控制提供了依据。

GB/T 41666.7-2024《螺旋缠绕内衬法塑料管道系统》是国家标准，规定了螺旋缠绕法所用带状型材的技术要求、试验方法、检验规则等，涵盖PVC-U和HDPE两种材质。该标准对型材的尺寸偏差、环刚度、冲击强度、连接密封性等关键指标提出了明确要求。

CJ/T 244-2018《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》是行业标准，系统规定了包括螺旋缠绕法在内的多种非开挖修复技术的勘察、设计、施工、验收要求。其中对螺旋缠绕法的适用条件、工艺流程、质量控制要点等进行了详细说明。

此外，各地方也出台了相应的地方标准和技术导则，如《上海市排水管道非开挖修复技术规程》等，对本地工程实践提供了更具体的指导。

七、工程应用典型案例

（一）大口径污水主干管修复

大口径管道（DN1200以上）修复是螺旋缠绕法的传统优势领域。某城市DN1500污水主干管，服役年限超过30年，存在多处渗漏和混凝土剥落。采用A型工艺修复，内衬管采用PVC-U型材，壁厚12mm，环隙灌注C30水泥砂浆。修复后管道结构强度恢复至原设计水平的95%以上，通水能力提高约8%。

（二）蛋形排水管修复

某历史城区保留有大量蛋形排水管，断面尺寸为800mm×1200mm。由于蛋形管无法采用CIPP等软管翻转类技术，螺旋缠绕法成为首选方案。通过调整型材缠绕张力，成功实现了蛋形断面的贴合修复，保持了原管道的特殊几何形状。

（三）合流制管道应急抢修

某城市中心区DN1000合流制管道发生局部塌陷，需在不中断排水的前提下进行修复。采用B型工艺，在管道维持50%通水量的情况下完成螺旋缠绕施工，工期仅72小时。修复后立即恢复全负荷运行，避免了雨季溢流风险。

八、质量控制要点

（一）锁扣连接密封性

锁扣连接是螺旋缠绕法的关键技术环节，其质量直接影响内衬管的密封性和整体性。施工中应重点控制：型材送入角度，确保锁扣正确对位；缠绕张力，避免张力过大导致型材拉伸变形或张力过小导致锁扣咬合不紧；缠绕速度，过快可能导致跳扣或错位。

锁扣连接质量可通过现场取样检测验证。截取一定长度的内衬管试样，进行拉伸试验和密封性试验，确认锁扣连接强度和密封性能满足标准要求。

（二）注浆饱满度控制（A型工艺）

对于A型工艺，注浆饱满度是决定修复效果的关键因素。注浆不饱满会导致内衬管受力不均，局部应力集中，影响整体承载能力。

控制措施包括：优化注浆材料配比，确保良好的流动性和稳定性；合理设置注浆孔位置和间距，一般每隔5~10m设置一个注浆孔；注浆过程中持续观察排气孔情况，确认浆液填充至管道顶部；注浆完成后进行敲击或超声波检测，发现空洞及时补注。

（三）内衬管环刚度验证

环刚度是评价内衬管结构性能的核心指标。B型工艺的内衬管应具备足够的独立承载能力，环刚度应满足设计要求（通常≥SN10000N/m²）。A型工艺的内衬管虽然与注浆层共同受力，但也应具备一定的初始刚度，便于施工操作和质量控制。

环刚度检测通常采用三点加载法，在实验室对内衬管试样进行压缩试验，记录荷载-变形曲线，计算环刚度值。对于重要工程，可在现场取样检测，验证实际施工质量。

九、发展趋势与技术创新

（一）型材材料创新

传统PVC-U和HDPE型材在强度、韧性、耐久性方面各有优劣。近年来，改性塑料、复合材料型材开始应用于螺旋缠绕法，如玻纤增强PVC、纳米改性HDPE等，在保持良好加工性能的同时，显著提高了力学性能和耐腐蚀性能。

（二）智能化施工装备

随着自动化技术的发展，智能化缠绕设备逐步取代传统人工操作。新型设备集成了激光测距、视频监控、自动纠偏等功能，可实现缠绕参数的实时优化调整，提高施工效率和质量稳定性。

（三）数字化质量追溯

建立施工全过程数字化记录系统，将CCTV检测影像、缠绕参数数据、注浆记录等信息关联存储，形成完整的质量档案。通过二维码或RFID标签，可实现修复管道的快速定位和历史追溯，为运维管理提供数据支撑。

结语

螺旋缠绕法作为一种成熟的非开挖管道修复技术，以其独特的带水作业能力、广泛的管径适应性、较小的施工空间需求，在市政管道修复领域占据重要地位。A型（固定式）与B型（自承重）两种工艺各有优势，应根据管道损坏状况、施工条件、工期要求等因素综合选择。

随着材料科学、装备制造、信息技术的发展，螺旋缠绕法的技术水平将持续提升，在城镇地下管网更新改造中发挥更大作用。工程技术人员应深入理解其技术原理和工艺特点，严格遵循技术标准，确保修复工程质量和安全。