曹井国，天津科技大学化工与材料学院副教授，研究领域为城镇给水排水管道非开挖修复技术，中欧联合非开挖技术研究中心主任，主持并完成了国家十二五水专项“城市排水管渠原位修复材料（内衬管）产业化”（2015ZX07309001-05）课题，研制了无纺布内衬软管的制备技术，实现了核心材料内衬软管的国产化；发表论文8篇，申请专利13项，2020年主持了中国水协团体标准《城镇排水管道原位固化修复用内衬软管》的编制工作，填补了国内外非开挖修复材料标准的空白。

针对目前国内外紧缺的原位固化内衬软管材料进行标准化，规范关键材料的生产，促进行业的健康发展；组织成立了“非开挖标准体系创新联盟”，与奥地利RTi集团联合成立了“中欧联合非开挖技术研究中心”，与多家的外资企业建立了产学研合作关系，就我国非开挖技术“卡脖子”问题，核心“材料”问题，技术“标准化”问题，进行学术交流、课题攻关、成果转化和人才培养。

本书以城镇给排水管道非开挖修复工艺及设备为主线，主要介绍了管道修复预处理设备、管道检测技术与设备、注浆修复工艺及设备、原位固化修复工艺及设备、紫外光固化修复工艺及设备、机械制螺旋缠绕修复工艺及设备、热塑成型修复工艺及设备、喷涂修复工艺及设备、穿插法修复工艺及设备、碎（裂）管法管道更新技术及设备、非开挖修复其他通用设备，旨在为读者呈现非开挖现有工艺特征和专用设备。

本书具有贯穿技术、标准和施工的特色，对施工技术与装备进行了深入解析，可供给排水领域的科研人员、设计人员、工程技术人员参考，也可供高等学校市政工程、环境工程、机械工程及其他相关专业师生参阅。

第1章绪论

1.1供水管道现状003

1.1.1供水管道发展概况003

1.1.2供水管道病害问题003

1.1.3城镇供水管道漏损原因分析研究006

1.2城镇排水管道的发展情况009

1.2.1城镇排水管道现状009

1.2.2城镇排水管道的病害特征010

1.3给排水管道检测技术发展现状014

1.3.1闭路电视（CCTV）检测法015

1.3.2潜望（QV）检测法016

1.3.3声呐检测法016

1.3.4探地雷达检测法017

1.3.53D激光扫描检测法017

1.3.6超声导波检测法018

1.3.7带压管网检测技术018

1.3.8管道漏损检测技术019

1.3.9管道剩余强度检测技术020

1.4给排水管道非开挖修复技术发展现状023

1.4.1原位固化法024

1.4.2机械螺旋缠绕法025

1.4.3原位热塑成型法026

1.4.4喷涂法026

1.4.5穿插法027

1.4.6碎（裂）管法027

1.5非开挖修复施工关键设备028

参考文献029

第2章管道修复预处理设备

2.1管道清理工艺032

2.1.1清障技术032

2.1.2清淤技术033

2.1.3清洗技术037

2.2管道修复预处理设备039

2.2.1清障设备040

2.2.2清淤设备041

2.2.3污泥脱水设备047

2.2.4清洗设备051

2.3施工案例054

2.3.1工程概况054

2.3.2施工准备055

2.3.3施工过程057

2.3.4检测验收059

参考文献060

第3章管道检测技术与设备

3.1管道检测技术061

3.2传统检测技术063

3.3闭路电视（CCTV）检测063

3.3.1CCTV检测原理063

3.3.2CCTV检测设备064

3.3.3CCTV检测设备选型066

3.3.4CCTV检测流程067

3.4电子潜望镜（QV）069

3.4.1电子潜望镜检测原理069

3.4.2电子潜望镜选型072

3.4.3电子潜望镜检测流程073

3.5声呐检测技术074

3.5.1声呐设备检测原理074

3.5.2声呐检测设备076

3.5.3声呐检测设备选型078

3.5.4声呐检测流程080

3.6雷达检测技术081

3.6.1雷达检测原理081

3.6.2雷达检测设备082

3.6.3雷达检测设备选型084

3.6.4雷达检测流程085

3.7激光3D扫描检测技术086

3.7.1管道3D扫描原理086

3.7.23D扫描检测设备087

3.7.33D扫描检测设备选型089

3.7.43D扫描检测流程090

3.8超声导波检测技术091

3.8.1超声导波技术的工作原理091

3.8.2超声导波检测设备093

3.8.3超声导波检测设备选型094

3.8.4超声导波检测设备检测流程095

参考文献096

第4章注浆修复工艺及设备

4.1注浆工艺098

4.1.1技术与分类098

4.1.2历史与发展099

4.1.3注浆技术在管道工程中的应用101

4.1.4预处理注浆加固技术102

4.1.5模注修复法注浆加固技术107

4.2注浆设备112

4.2.1管中雷达112

4.2.2注浆泵（站）112

4.2.3钻孔机115

4.2.4注浆管115

4.3施工案例116

4.3.1工程概况116

4.3.2施工过程11

6参考文献118

第5章原位固化修复工艺及设备

5.1原位固化修复工艺119

5.1.1翻转内衬法原位固化修复技术120

5.1.2拉入内衬法原位固化修复技术124

5.1.3原位热固化工艺特点125

5.1.4原位固化修复工艺质量控制126

5.2原位固化施工设备135

5.2.1主要施工设备135

5.2.2热水固化设备136

5.2.3蒸汽固化设备138

5.2.4设备选型及注意事项141

5.3施工案例145

5.3.1工程概况145

5.3.2施工要求145

5.3.3施工过程145

5.3.4施工后处理149

参考文献151

第6章紫外光固化修复工艺及设备

6.1紫外光固化修复工艺152

6.1.1工艺简介152

6.1.2国内外应用研究进展152

6.1.3紫外光固化软管153

6.1.4引发体系与固化光源155

6.1.5紫外光固化施工156

6.1.6固化缺陷及解决办法161

6.1.7相关标准166

6.2紫外光固化修复施工设备167

6.2.1管道检测设备167

6.2.2玻纤软管拉入设备168

6.2.3紫外光固化设备169

6.3施工案例178

6.3.1工程概况178

6.3.2施工准备178

6.3.3工程紫外光固化设备178

6.3.4内衬软管材料叠料下井179

6.3.5送入紫外光灯链179

6.3.6紫外光固化180

参考文献180

第7章机械制螺旋缠绕修复工艺及设备

7.1机械制螺旋缠绕修复工艺182

7.1.1工艺介绍182

7.1.2国内外技术研究进展182

7.1.3固定式缠绕工艺183

7.1.4移动式缠绕工艺184

7.1.5技术优势及应用场景185

7.1.6修复设计186

7.1.7主要修复设备192

7.2缠绕机193

7.2.1固定式缠绕机193

7.2.2移动式缠绕机195

7.3钢带成型机198

7.4注浆设备200

7.4.1制浆机200

7.4.2挤压式注浆机200

7.4.3螺杆式注浆机201

7.5设备维护与故障处理201

7.5.1定期保养201

7.5.2缠绕机组日常维修与保养201

7.5.3特殊作业条件（冬季、雨季）下的维修与保养202

7.5.4设备故障与处理措施202

7.6施工案例202

7.6.1工程概况202

7.6.2工程设计203

7.6.3施工过程203

7.6.4主要设备206

参考文献207

第8章热塑成型修复工艺及设备

8.1热塑成型修复技术208

8.1.1热塑成型修复技术的特点209

8.1.2热塑成型修复技术的适用范围209

8.1.3热塑成型修复壁厚设计209

8.1.4内衬管材料211

8.1.5施工过程214

8.2热塑成型内衬修复施工设备215

8.2.1热塑修复车215

8.2.2电蒸汽发生器219

8.2.3混气罐220

8.2.4冷干机221

8.2.5牵拉装置223

8.2.6卷扬机224

8.3工程案例225

8.3.1工程概况225

8.3.2施工过程226

8.3.3施工验收227

参考文献227

第9章喷涂修复工艺及设备

9.1喷涂修复工艺229

9.1.1简介229

9.1.2喷涂施工230

9.1.3检测与验收234

9.2无机砂浆喷涂机236

9.2.1高效率管道喷涂机器人236

9.2.2车载式管道内衬离心喷涂机237

9.2.3移动式管道内衬离心喷涂机238

9.2.4滑行式管道内衬离心喷涂修复机238

9.2.5快装式检查井离心喷涂修复组合机架239

9.2.6非开挖管道内衬离心喷涂旋喷器240

9.3高分子聚合物喷涂机241

9.3.1国外典型设备241

9.3.2国内设备242

9.4其他设备245

9.4.1喷涂集成车245

9.4.2搅拌机246

9.5施工案例246

9.5.1工程概况246

9.5.2施工准备247

9.5.3施工过程249

9.5.4施工验收249

参考文献249

第10章穿插法修复工艺及设备

10.1穿插法修复工艺251

10.1.1工艺介绍251

10.1.2修复材料性能252

10.1.3修复设计规定252

10.1.4连续穿插法256

10.1.5短管穿插法257

10.1.6缩径内衬法258

10.1.7折叠内衬法259

10.2牵拉设备260

10.2.1牵引力计算260

10.2.2牵引机260

10.3缩径设备261

10.4折叠变形设备262

10.5工程案例264

10.5.1工程概况264

10.5.2施工过程264

10.5.3施工验收266

参考文献267

第11章碎（裂）管法管道更新技术及设备

11.1碎（裂）管法工艺及原理268

11.1.1碎（裂）管法工艺268

11.1.2碎（裂）管法工艺原理269

11.2碎（裂）管法工艺施工及设计计算271

11.2.1碎（裂）管法工艺施工过程271

11.2.2碎管法工艺选择273

11.2.3碎管法施工过程管道与周围土壤变化274

11.2.4静拉碎（裂）管法拉力设计理论274

11.2.5水力计算277

11.2.6碎（裂）管法局限性278

11.3碎（裂）管法设备278

11.3.1静拉式碎（裂）管机279

11.3.2液压式碎（裂）管机279

11.3.3气动式碎（裂）管机280

11.3.4管道热熔机280

11.3.5气动锤282

11.3.6刀盘282

11.3.7拉管组件283

11.3.8渣浆泵284

11.3.9鼓风机285

11.4施工案例286

11.4.1工程概况286

11.4.2施工流程286

11.4.3施工步骤287

11.4.4竣工验收291

参考文献292

第12章非开挖修复其他通用设备

12.1水泵293

12.1.1叶片式泵-离心泵293

12.1.2容积式泵-往复泵298

12.1.3容积式泵-螺杆泵300

12.1.4水泵流量扬程的确定300

12.1.5水泵选型302

12.2风机、压缩机和真空泵305

12.2.1离心式风机工作原理305

12.2.2旋转鼓风机和压缩机工作原理307

12.2.3真空泵工作原理309

12.2.4设备选型311

12.2.5注意事项312

12.3气囊313

12.3.1气囊工作原理与使用流程313

12.3.2气囊型号分类313

12.3.3注意事项316

12.4柴油发电机组317

12.4.1工作原理317

12.4.2类型分类318

12.4.3设备选型318

12.4.4注意事项320

12.5液压动力站321

12.5.1液压动力站工作原理321

12.5.2动力站类型321

12.5.3液压动力站选型322

12.6卷扬机324

12.6.1卷扬机工作原理325

12.6.2卷扬机的分类325

12.6.3注意事项328

参考文献328