紫外光固化修復技術的質量控制

馮 偉

(三峽綠色發展有限公司,北京 100000)

0 引言

在市政管網施工過程中,傳統的開挖鋪設方式需要進行大量的地面處理,對道路設施以及建筑物的破壞較大,施工前拆遷、施工后恢復,需要大量的拆遷、修復費用,而非開挖施工技術對地面環境破壞極小,節省了拆遷、恢復的費用,因此,在相同條件下,非開挖施工的綜合成本均低于開挖法施工,而且管徑越大和埋深越深時,經濟效益越明顯。紫外光固化修復技術是一種常見的非開挖施工技術,廣泛應用于城市市政污雨管網修復,具有顯著的“短、勤、快”的施工特點,為市政管網施工提升了效率。紫外光原位固化法修復工藝是目前存量管網非開挖修復應用范圍最廣、使用量最大的主流工藝,廣泛應用于長江大保護各項目。目前紫外光原位固化法修復施工工藝已較為成熟,根據目前在施的長江大保護項目原位固化法整體修復效果來看,已取得不錯的修復效果,筆者對該技術進行了深入研究,總結該技術在萬盛項目的經驗,旨在更好的將該技術推廣至更多的同類項目中[1]。

1 紫外光固化修復技術簡介

紫外光固化非開挖修復技術(也常稱紫外光固化管道非開挖修復技術、拖入式CIPP管道非開挖修復技術)是指,采用機械牽引,一般采用卷揚機,將浸滿感光性樹脂的氈制軟管拖入預先進行清理過待被修復的管道內,將拖入管道內的軟管兩端安裝好扎頭,灌注壓縮空氣使其緊貼管道內壁,通過紫外光燈照射引發化學反應,使樹脂在管道內部固化,這樣在待修復的缺陷管道內形成一層堅硬的“管中管”結構,從而使已發生的破損或失去輸送功能的地下管道在原位得到修復。

紫外光固化修復所采用的施工工藝不需開挖工作坑、不需注漿,且最大程度減小了對修復后管道過流面積的影響,既對交通影響較小,又能避免道路的重復開挖,社會效益十分突出。另一方面,利用該技術對管道進行修復,在修復質量檢測方面也方便準確,修復后通過CCTV檢測等方式[2],可以對修復后的質量進行全面檢測,檢測結果一目了然[3]。

2 紫外光固化修復施工:以萬盛水環境PPP項目為例

1)萬盛水環境綜合治理PPP項目紫外光固化修復技術主要按照如圖1所示工作流程施工[4]。

2)施工過程中主要控制好三大要素,即水、氣、熱。

a.控水:管道中有滲漏時,如果不進行預處理,可能會因為水壓,導致內襯管與原有管道貼合不緊密,同時如果汞燈照射設備進水可能導致無法正常工作,導致固化中途結束,因此應先進行堵水處理。施工現場提前配備好抽水泵,當發現管道中有滲水時,及時開啟水泵,把管道內本身殘留的積水徹底抽干,同時拉入材料時,要控制好速度和拉力大小,嚴禁生拉硬拽,保證井內無尖銳異物,防止外膜被劃破。在膜兩側扎頭綁扎時,下方墊模板,抬高扎頭、防止浸水。作業隊伍應密切關注天氣預報,避免雨天作業。

b.控氣:拉入內膜時,防止內膜破損,氣體進入,導致內膜出現鼓包,如圖2所示。

經過對萬盛項目非開挖管道修復,紫外光固化修復過程中內膜鼓包情況進行分析,常見原因如圖3所示。

為了避免施工時,氣體進入內膜,施工前應修復管道做好預處理,防止底部堆積雜物,影響燈架通行,檢查并清潔扎頭及燈架表面,使用導燈膜送入燈架。送入燈架時,應小心謹慎操作,確保材料被鼓起,同時輔以全景量化檢測技術來確保管徑的準確性。保壓時,注意保壓壓力和保壓時間,加壓時,應緩慢加壓,防止膜內起褶皺,同時保壓壓力應保證內膜與管道壁緊密貼合。

c.控熱:修復作業施工時,紫外光溫度控制也是極其關鍵的因素,如果材料表面反應溫度低,固化可能不完全。材料表面溫度高,存在著燒壞內膜的風險(與內膜破損相同的異常現象),施工時,嚴格按照材料以及設備廠家的推薦速度進行修復,溫度過低時,降低固化速度,溫度過高時,可以提高固化速度。為了得到最佳的固化效果,一般要求溫度值在90 ℃～120 ℃之間。

3)施工過程中常見問題及原因分析。結合萬盛項目修復過程中常出現的幾類問題,筆者進行了總結匯總,并就每個問題的原因進行了分析,詳見表1。

表1 施工過程中常見問題及原因

出現上述問題的原因可以總結為三方面,即材料尺寸不匹配、施工過程不規范、材料厚度不夠。

3 紫外光固化修復的質量管理與驗收

3.1 質量管理

經過分析前面總結的施工過程中常見問題,萬盛項目主要采取的措施為加強修復過程日志:詳細拍照記錄施工的過程,確保按照規范施工,提升修復質量,進行質量回溯,提升班組技能。

引進武漢中儀公司先進的管道非開挖施工質量管理系統,能夠保證施工修復數據實時上傳,施工管理人員對施工過程進行遠程監督,該系統能夠自動生成修復報告,對施工的數據進行追蹤溯源,截止目前萬盛項目已上傳管理系統的修復管道長度達到11.4 km(見圖4)。

從圖4可以看出,本次修復未對封堵、清洗等進行拍照記錄,有可能是施工時未嚴格進行,軟件可以自動根據拍照時間計算保壓時間、固化總時間等,確保按照保壓時間要求以及合理速度進行固化。后續過程可見固化完成15 min后開始切管口,冷卻時間為15 min,滿足規范要求。

利用APP實時上傳每個施工步驟、施工照片,詳細記錄施工過程,每個步驟都有操作提醒及注意事項,方便工人操作前能夠詳細熟知,嚴格按照操作步驟及提示執行,提升修復成功率,同時使用該系統,導出修復過程報告(見圖5),方便進行質量事故回溯。

3.2 驗收

不同的標準規范修復驗收的內容略有差異,但總體上都是圍繞外觀、厚度、強度、嚴密性4部分[5]。

外觀:修復完成后,需要使用CCTV進行內部檢查,應無裂縫、孔洞、軟弱帶,可見的滲漏應緊貼管壁,無明顯環形褶皺,隆起不應大于2處,高度不應大于管徑的2%,端口切口應平整,貼合縫隙應無滲水現象。

厚度:應在兩端各選4個均布點進行測量,所用工具精度不低于0.1 mm,任一端測量平均厚度值不應小于設計值,任一端最小厚度值不應小于設計值的90%。

強度:抽樣測試,不同尺寸、壁厚、軟管批次的材料都要進行抽樣,試樣長度不得小于250 mm且大于20倍壁厚,寬度不小于20 mm,宜在固化端直接取樣品,如果不具備條件,可在現場按同等條件固化,測試結果應滿足設計要求。

嚴密性:按照GB 50268無壓管道閉水實驗的有關規定進行。

4 結語

經過文章的分析可知,紫外光固化修復技術在實際應用中的操作規范性要求較高,但整體上的技術難度不大。作為技術人員而言,要在施工技術的應用中把握好基本的原則和流程,并且在施工建設的具體開展中確保技術的應用在合理性和有效性上達到一定的水平。只有施工技術的應用在準確性和嚴謹性上能夠達到一定的程度,施工建設的開展才能在具體落實中取得更好的效果,尤其是對管道修復類工程來說,施工技術的應用更加講求安全性和穩定性,需要施工技術人員通過整體流程的合理控制從而為取得更好的施工建設效果提供保障。