郑如钢 1   潘秀媚 2 

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摘要: 本文深入剖析排水管道与检查井内衬砂浆喷涂修复技术，详述其技术研发历程、核心技术要点、相关设备功能特性、市场应用实例以及对行业发展的深远影响，旨在为相关领域的研究与实践提供全面参考与借鉴，推动该技术在城市排水管道设施维护领域的广泛应用与持续发展。

关键词: 排水管道修复；内衬砂浆喷涂法；砂浆修复装备；检查井修复
 

1 引言

   在城市基础设施体系里，排水管道和检查井扮演着 “生命线” 的关键角色，其稳定、高效运行是城市正常运转的重要保障。伴随城市化进程的高速推进，城市规模持续扩张，排水管道和检查井面临着日益严峻的挑战。管道老化、破损、腐蚀等问题频繁出现，严重影响排水系统的正常功能，进而对城市的生产生活秩序造成干扰。

   传统的排水管道和检查井修复方法，如开挖修复存在诸多弊端。施工周期冗长，往往需要长时间封闭道路或中断排水，给城市交通和居民生活带来极大不便；成本高昂，不仅涉及材料、人工费用，还包括因施工对周边环境和设施造成影响的间接成本；此外，开挖施工对城市环境破坏较大，容易引发扬尘、噪声污染，破坏城市路面及周边绿化等。

   在此背景下，非开挖修复技术应运而生，成为解决排水管道和检查井修复难题的有效途径。非开挖修复技术以其对环境影响小、施工速度快、不破坏路面结构等优势，逐渐在城市排水系统维护中占据重要地位，其中管涵、井室内衬砂浆喷涂修复技术凭借独特的技术特点和良好的修复效果，且以其低成本的优势受到越来越多的关注和应用。 

2 技术研发历程

2.1 早期技术引进与探索

   上世纪 60 年代，国内从事砂浆施工机械生产企业开始关注国外先进的砂浆泵送技术，率先从德国引进 putzmeister 砂浆泵送技术，开启了在砂浆喷涂领域的探索之路。本世纪初，国内城市基础设施建设处于发展阶段，而排水系统管理与维护滞后，对技术的需求已初见端倪。通过对引进技术的初步消化吸收，施工单位尝试将其应用于一些简单的排水管道修复项目中，为后续技术的自主研发积累了宝贵经验。

2.2 技术改良与自主创新阶段

   随着国内城市建设的加速，对排水管道和检查井修复技术的要求不断提高。科研人员和相关企业在引进技术的基础上，结合国内复杂多样的地质条件、管道材质和施工环境，展开了大量的技术改良和创新工作。针对不同管径、不同材质的排水管道，研发出多种适配的喷涂工艺和材料配方。例如，研发出高强度、高粘结性的防腐喷涂砂浆，以确保修复后的管道具备足够的承载能力和密封性。

   在这一阶段，多项关键技术取得突破。研发出集压力喷涂与匀称搅拌功能为一体的核心技术，并成功应用于多种修复设备中。通过对搅拌工艺和喷涂设备的优化，实现了喷涂材料的均匀混合和稳定输送，大大提高了修复质量和施工效率。同时，在设备研发方面也取得显著成果，研发出多种新型修复设备，如旋喷器、专用砂浆喷涂修复机组等，这些设备在性能上逐步超越引进设备，具备了更强的适应性和可靠性。

3 核心技术要点

3.1 压力喷涂与搅拌一体化技术

   该技术的核心在于将喷涂和搅拌功能有机结合，实现喷涂材料在搅拌均匀的同时，以稳定的压力喷射到修复部位。通过特殊设计的搅拌机构和喷涂系统，能够根据不同的施工需求，精确控制喷涂压力和材料的混合比例。在搅拌环节，采用独特的桨叶设计，使搅拌体内形成多流向交错的循环漩涡，确保喷涂材料中的各种成分充分混合，提高材料的均质性。在喷涂过程中，利用压力传感器实现远程控制技术，应用无级机械变速与变频控制技术实现对压力的精准调节，保证喷涂材料能够均匀、牢固地附着在管道或检查井内壁上。

3.2 旋喷技术

   旋喷技术是排水管道与检查井内衬原位砂浆喷涂修复技术中的关键环节。旋喷器采用大扭矩电机作为动力源，砂浆从电机中空转子内置料管直接输出浆料，电机驱动高速旋喷头进行喷射。这种设计方式具有诸多优势，首先，喷射压力强劲，能够将砂浆有效喷射到管道或检查井内壁的各个角落，确保修复的全面性；其次，砂浆层附着力强且均匀，通过高速旋转喷头产生的离心力，使砂浆在喷射过程中匀称分布在修复表面，形成紧密贴合的新的内衬修复层；再者，涂层厚度可根据施工需求进行灵活调节，操作人员可以通过控制电机转速和喷射经过时间等参数，精确控制涂层厚度，满足不同修复场景的要求。

3.3 箱涵非开挖修复技术

   针对箱涵修复这一特殊领域，研发出专门的非开挖修复技术。该技术可使修复设备直接经检查井进入箱涵内部作业，大大提高了施工效率，降低了工程成本。箱涵修复机组分别均为窄型搅拌机和砂浆喷涂机组成，两者在功能上相互配合，搅拌机采用多维度流线型内弯桨叶，优化搅拌效果，确保喷筑材料的均匀性；砂浆喷涂机具备防护内部组件、保障作业安全等特点，能够在复杂的箱涵环境中稳定运行。此外，各修复机组体积小巧，便于运输和操作，适应箱涵内部有限空间与作业条件复杂的特点，完全实现了非开挖作业。

4 主要设备功能特性

4.1 移动式排水管道及检查井内衬砂浆喷涂修复机（图1）

   该系列修复机根据机械工作基础排量设有多种型号，以满足不同规模施工项目的需求。具有压力传感器远程控制功能，施工人员可以在远离设备的安全位置对喷涂过程进行实时监控和调节。螺杆泵防磨损控制与调节机构的设置，有效延长了螺杆泵的使用寿命，降低了设备维护成本。可随时就地装卸螺杆泵转子定子滑道机构，方便设备的维修和保养。工作压力、排量通过无级调速，能够适应多种聚合物浆料的输送和喷涂要求。混合砂浆采用立式搅拌体内置异形内弯组合浆叶，搅拌时能产生强大的径向流和轴向流，形成多流向交错的循环漩涡，极大地提高了混合效果，确保喷涂材料的质量稳定。同时，配置德国 NODE 公司高品质的机械调速器，排量和压力调控精准，力矩不受外界因素影响，保证了砂浆在喷涂过程中的稳定性，有效避免了堵浆、卡顿、断路等问题的发生。 

   该设备采用上置大容量的卧式强制搅拌机，桨叶设计独特。在搅拌过程中，桨叶能对物料施加强劲的剪切力与挤压力，有效打破物料颗粒和纤维之间的团聚状态，使物料颗粒进一步细化，提高了喷涂材料的性能。卧式强制搅拌机凭借独特的翻转作用，极大地提升了搅拌效率与均匀度，尤其在高强含纤维砂浆的搅拌作业中表现出色，能确保各微粒骨料被充分包裹，实现均匀拌合。卧式结构在物料出料环节更具便利性，可根据不同的施工场景和工艺需求，灵活调整出料速度，提高了施工的灵活性和适应性。 

   该系列分为两大类，拥有多种不同排量机型，可根据实际施工需求进行选择。其特点安装便捷，牢固置于施工车厢内，附置快速卸装脚轮又可下车作业，自带可旋转、伸缩吊臂，便于其它施工机具的搬运和操作。集多种功能于一身，随车不仅能装载预处理设备、检测仪器、行走式排水管道内衬砂浆喷涂修复车、牵引机械等施工辅助器具，还配备了交通警示标志物和防护栏，全方位保障施工人员与设备的安全。在面对无电源、水源或夜间作业环境时，随车的发电机组与水箱可及时解决水电难题，同时还可装载施工材料，一站式满足施工所需的所有配套机械与材料，大大提高了施工效率，缩短了施工周期。 

   由专用搅拌机和砂浆喷涂机分别组成，为目前国内先进的箱涵非开挖砂浆喷涂修复技术。整机均能直接通过检查井进入箱涵内部，在有限空间里展开大面积砂浆喷涂修复作业。机型体积小巧，但搅拌、喷筑性能与常规机型相当，工作效率高。与传统开挖作业设备相比，工程投资成本大幅降低。装卸运载轻松便捷，降低了施工难度和成本。其中，搅拌机采用多维度流线型内弯桨叶，优化搅拌效果，确保喷筑材料的质量；砂浆喷涂机具备防护内部组件保障操作安全的特点，能够在复杂的箱涵环境中稳定运行，为箱涵修复工作提供了可靠的技术支持。

   由旋喷机架与旋喷器组成。旋喷机架结构布局合理，操作人员可根据实际施工情况，精准调节喷筑速度和砂浆层厚度，确保修复质量。采用挂钩、快速夹扣与套管连接技术，无需工具就能快速完成组装或拆解，操作简便快捷，收纳后占地小，方便运输和储存。配备的移动轮让作业机动性更强，降低了劳动强度，提高了施工效率。大功率微型转扬机动力强劲，喷射精准有力，保证了旋喷作业的顺利进行。旋喷器采用大扭矩电机，喷射压力强劲，形成的砂浆层拉伸粘结度高且均匀，工作重心稳，涂层厚度可调节，满足了检查井修复的多样化需求。 

   有轮走式与雪橇式两种类型，分别适用于管道内壁平整管与波纹管。配备的旋喷器动力强劲，能使新形成的管道内衬砂浆层附着力强、均匀密实，抗拉伸粘结强度高。施工成本低，适用管径范围为 300mm - 2000mm，广泛适用于各种排水管道的非开挖内衬砂浆喷涂修复项目，是一种经济、高效的修复设备。

   用于检查井修复预处理，设计精巧，操作轻便，搭配小吊臂就能灵活使用。抓斗动力源有液动、气动配套，可根据现有装备灵活选型，避免传统的依靠人工下井处理淤泥及杂物，有效保障了有限空间与有害气体环境中施工人员的作业安全。同时，降低了施工成本，提高了作业效率，实现了高效安全作业。