UV—CIPP在川沙路下水管道修復(fù)中的應(yīng)用技術(shù)研究

謝波　寧淼

摘 要：文章以川沙路排水管道為例，對于其模擬CIPP修復(fù)處理，對CIPP的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，詳細(xì)分析了CIPP的施工方法、壁厚設(shè)計等方面的問題，討論了該CIPP修復(fù)技術(shù)的具體特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：技術(shù)研究；下水管道；CIPP翻轉(zhuǎn)法

川沙中是上海浦東川沙鎮(zhèn)的一段公路，道路兩側(cè)設(shè)置有雨水管，2.7km長度以及1.3～4.5m埋深。采用CCTV技術(shù)對雨水管道進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)多處損壞。本次研究擬采用非開挖方法對雨水管道進(jìn)行修復(fù)處理。依照不同的損壞程度對修復(fù)技術(shù)進(jìn)行選擇，比例開槽翻排、翻轉(zhuǎn)法修復(fù)技術(shù)或局部樹脂固化修復(fù)技術(shù)等。對單段損壞超過5處的Ф450～Ф600，則通過整體內(nèi)襯技術(shù)結(jié)合CIPP翻轉(zhuǎn)法，并聯(lián)合使用土體注漿技術(shù)。其中CIPP修復(fù)部分達(dá)到2083m的長度，占總長度的77%。

1 CIPP翻轉(zhuǎn)法的工藝特點(diǎn)

CIPP即翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法，全稱為Cured In Place Pipe。該技術(shù)可以應(yīng)用于不同管徑，不同大小、不同材料、不同形狀的安裝施工，相關(guān)的管道修復(fù)操作不受管材的影響，可以一次性修復(fù)500m的長度，并對90°彎頭的管道進(jìn)行處理。CIPP修復(fù)技術(shù)能夠維持30～60a的管道壽命。

該技術(shù)的修復(fù)原理為通過遇光固化與樹脂加熱方法將處于未成型狀態(tài)下的樹脂軟管通過水壓翻轉(zhuǎn)至特定的修復(fù)管道內(nèi)，確保修復(fù)材料能夠于管道內(nèi)部緊密貼合在一起，在于管道內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)加熱，固化管道內(nèi)的樹脂，在較短時間內(nèi)能夠在管道內(nèi)部的破損區(qū)域形成一個新的內(nèi)襯管。

通常情況下，內(nèi)補(bǔ)管主要由外層黏合劑、聚酯紡織毛氈以及聚乙烯涂層表面組成。其基本材料主要來源于進(jìn)口，工藝原理參考圖1。

2 內(nèi)襯壁厚設(shè)計

當(dāng)前我國在CIPP管道修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方面尚處于初級階段，相關(guān)操作的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尚未形成。在內(nèi)襯壁厚設(shè)計方面，施工單位普遍依照埋設(shè)管道的殘余強(qiáng)度、埋深、管徑以及施工區(qū)域的施工條件、地下水位以及土質(zhì)等因素進(jìn)行施工設(shè)計。本次研究所修復(fù)的管道主要為策略管道，均為局部損壞，多余的負(fù)載與周圍土體可以利用新修內(nèi)襯管與原有管道共同承載。具體的操作方法為

2.1 工程設(shè)計情況

依照管道檢測結(jié)果、使用年限以及埋設(shè)情況，本次研究對原管內(nèi)內(nèi)徑的1.5%進(jìn)行取整，Φ600取9mm，Φ450取7mm。

2.2 采用國外標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)際的施工操作中，許多施工單位直接引用國外已經(jīng)形成的計算方法。這種方法具有實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣以及設(shè)計要素覆蓋全面等方面的優(yōu)勢。需要注意的是，施工單位在引用國外標(biāo)準(zhǔn)的同時，也需要對現(xiàn)有的施工條件進(jìn)行分析，盡量提高國外標(biāo)準(zhǔn)對于特定施工需求的兼容性。

3 管道修復(fù)施工

具體的施工程序?yàn)楣艿狼逑础贫ㄊ┕し桨浮鷤}庫材料加工→現(xiàn)場拉入充氣，熱固化→冷卻割頭→恢復(fù)通水。在材料準(zhǔn)備階段具體包含灌浸樹脂與恒溫出貨等，相關(guān)的操作均在工廠內(nèi)完成。

管道內(nèi)施工的具體步驟為：準(zhǔn)備臨時排水→管內(nèi)通風(fēng)清除→管內(nèi)檢測調(diào)查→管內(nèi)襯充氣，熱固化施工→管頭部切開→管內(nèi)檢測→驗(yàn)收通水。

3.1 施工前準(zhǔn)備

3.1.1 安全確認(rèn)

施工人員在檢查修復(fù)管道前需要對管道內(nèi)可能存在的各種有毒氣體進(jìn)行檢測，做好氣體評估、檢查以及通風(fēng)排氣工作，確保施工人員的安全。

3.1.2 臨時排水

為了方便施工操作，當(dāng)管內(nèi)存在污水或雨水時可能會對施工造成影響，因此，需要事先封堵管道上游，設(shè)置各項(xiàng)排水設(shè)施或旁通管道，對污水進(jìn)行臨時排放處理，保持管道內(nèi)清潔。

3.1.3 管道清洗

受損管道內(nèi)的垃圾與污泥需要事先清除干凈，對于吸出的清淤需要進(jìn)行干濕分離處理。在高壓水清洗機(jī)與疏通車等設(shè)施完成清理工作后，施工人員需要利用內(nèi)窺鏡來觀察管道，看管道內(nèi)是否存在尖銳突出物、油垢、顆粒等雜物。

3.1.4 管道檢查

由于管道檢查工作是管道修復(fù)施工中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為了確保施工質(zhì)量，施工單位可以邀請第三方專門管道檢查團(tuán)隊來進(jìn)行操作，配合檢測人員對管內(nèi)狀況進(jìn)行記錄與測繪。另外，也可以通過CCTV檢測車設(shè)備中的顯示器裝置直接對需要轉(zhuǎn)折以及改變直徑的管道內(nèi)襯進(jìn)行分析，對管道內(nèi)襯的設(shè)計情況與損壞情況進(jìn)行核實(shí)，對設(shè)計方案進(jìn)行及時的調(diào)整。

3.1.5 管道障礙物

在了解管道阻塞情況后，管道內(nèi)部可能仍然存在體積較大的障礙物，比如各種壓碎破裂物、凹凸裝置或接頭等，這些物體的存在不利于軟管的翻轉(zhuǎn)置入，需要通過專門的局部開挖或切割設(shè)備來進(jìn)行處理。

3.2 內(nèi)襯管拉入

內(nèi)襯管拉入待修復(fù)管道時，先在原管道內(nèi)底部鋪設(shè)一層墊膜，并且需大于1/3的管道周長，目的是減少內(nèi)襯管拉入時產(chǎn)生的摩擦力和避免對內(nèi)襯管的劃傷。內(nèi)襯管拉擴(kuò)前兩端進(jìn)行綁扎，然后平整，緩慢的拉入待修復(fù)的管道，拉入速度不得大于5m/min，拉力不得大于122kn。

3.3 紫外線固化

內(nèi)襯管拉入后，通過空壓機(jī)將壓縮空所充入內(nèi)襯管，使其膨脹，緊貼待修復(fù)管道內(nèi)壁，壓力1kPa/min的速度勻速增加到10kPa，然后打開扎頭，放入紫外線固化燈，再將壓力慢慢的升到45kPa，保持15分鐘，打開燈架。將燈架拉入內(nèi)襯管內(nèi)，紫外線燈架的拉入速度，需根據(jù)管的壁厚，管的厚度，管徑的大小，以及選擇的燈架來確定，燈加胡速度在固化起始端的0.5內(nèi)控制在預(yù)訂速度的一半，然后慢慢升到預(yù)訂速度的一半至終點(diǎn)。在固化的過程中內(nèi)襯管內(nèi)部應(yīng)保持壓力，使其與內(nèi)襯管的待修復(fù)管道緊密接觸。固化中的參數(shù)必須滿足：（1）擴(kuò)充壓力保持在15kPa；（2）開燈時間隔60S；（3）紫外燈架行進(jìn)速度為70～80cm/min；（4）管內(nèi)的溫度要求80～120度；（5）內(nèi)襯管壓力保持在45kPa。

3.4 管道末端處理

固化工序操作完成后，緩慢降低管內(nèi)壓力至大氣壓力，固化后拆除扎帶，拉出底膜。施工人員需要將多余內(nèi)襯切除干凈，管口端采用不銹鋼壓環(huán)與專業(yè)密封膠來加強(qiáng)封口，提高內(nèi)襯管道的防水性能。

4 結(jié)束語

非開挖式UV-CIPP是當(dāng)前我國市政工程中管道修復(fù)工作十分重要的處理方法，該技術(shù)具有除了以上所闡述的優(yōu)勢之外，還存在材料來源與操作主技術(shù)等方面的限制，尤其是基本材料主要還是依賴于進(jìn)口，成本過高。相信隨著國內(nèi)有關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)的性能水平能夠得到進(jìn)一步的提高。

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