紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)在城市排水管網(wǎng)改造中的應(yīng)用

王智彬

（福州市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 福州 350004）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)，截止到2017年12月1日，我國城市排水管道長度已達(dá)到63 萬余公里。同時(shí)，大量的排水管道在運(yùn)營若干年后，都不同程度的出現(xiàn)功能性缺陷和結(jié)構(gòu)性的缺陷，如破裂、變形、腐蝕、脫節(jié)、異物穿入、沉積、滲漏等。如不采取有效的處理措施，將會(huì)出現(xiàn)地下水滲漏、路面塌陷、管道堵塞，排水不暢等一系列后果，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

目前，針對地下排水管網(wǎng)缺陷的處理措施主要分為開挖修復(fù)和非開挖修復(fù)。傳統(tǒng)的開挖工藝維修更換管道工期長、施工難度大、造價(jià)高，還將涉及路政、園林、供水、供電、供氣、電信等多個(gè)相關(guān)權(quán)屬單位，也會(huì)產(chǎn)生大量的恢復(fù)費(fèi)用。而非開挖修復(fù)是在完全不開挖或者是微開挖的情況下，利用管道原有的檢查井，對管道缺陷進(jìn)行修復(fù)或更新。應(yīng)用范圍廣、綜合成本低、施工安全性好、環(huán)境污染小、施工周期短等特點(diǎn)是非開挖修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢。本文就城市排水管網(wǎng)改造中非開挖修復(fù)工藝中紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用展開進(jìn)一步研究。

1 紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)原理

所謂的紫外光固化內(nèi)摻修復(fù)技術(shù)就是一種不對管道進(jìn)行開挖就能達(dá)到修復(fù)目的的技術(shù)，大多數(shù)情況下都會(huì)應(yīng)用于煤器管道、給水管道以及排水管道的內(nèi)摻修復(fù)項(xiàng)目中。這種修復(fù)技術(shù)是CIPP（cured in place pipe）內(nèi)摻技術(shù)中重要的技術(shù)之一，其具備良好的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)功能以及密封功能。紫外光固化內(nèi)摻修復(fù)技術(shù)能夠在不進(jìn)行任何開挖施工的前提下，快速完成施工，并且能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，管道進(jìn)行修復(fù)之后表面十分光滑不存在明顯的接頭進(jìn)而形成良好的連續(xù)性內(nèi)襯，應(yīng)用這種技術(shù)對管道進(jìn)行修復(fù)能夠是管道的整體性提升，同時(shí)施工的過程中固化過程中管道內(nèi)部的情況可以通過設(shè)置帶干燈架前面的耐高溫?cái)z像頭實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)施工全過程的動(dòng)態(tài)控制

2 紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)施工工藝流程

在使用紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)進(jìn)行管道修復(fù)作業(yè)的工藝流程大多數(shù)情況下都是先進(jìn)行施工準(zhǔn)備，檢查使用材料以及施工設(shè)備；隨后對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘測，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況來確定施工方案；隨后使用CCTV 內(nèi)窺鏡對管道內(nèi)部進(jìn)行檢測確認(rèn)管道是否能夠?qū)Я?，?dāng)管道出現(xiàn)堵塞的情況下要進(jìn)行必要的疏通；隨后將內(nèi)襯軟管拉入被修復(fù)管道中；進(jìn)行紫外光固化處理；隨后進(jìn)行管道端部以及支線的處理作業(yè)；最后對修復(fù)工程進(jìn)行檢測，確認(rèn)修復(fù)作業(yè)合格之后方可驗(yàn)收。

3 工程概況

本工程為福州市城區(qū)管網(wǎng)改擴(kuò)建工程福飛北路污水管道修復(fù)施工，道路總長度2142 米，管線總長度4899 米。采用紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)施工22 個(gè)管段，共計(jì)修復(fù)三四級缺陷點(diǎn)153 個(gè)，修復(fù)長度688.81 米。該項(xiàng)目之所以采用這種方式進(jìn)行施工是因?yàn)樵谶M(jìn)行施工的過程中需要占用很少的道路面積，施工周期短，不會(huì)對施工地段的交通造成影響。同時(shí)，所有的還是供設(shè)備都集中與施工車上，整個(gè)而施工作業(yè)流程變得更加靈活。

4 紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)施工

4.1 施工前準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場勘查

在進(jìn)行施工之前，需要使用CCTV 內(nèi)窺鏡對舊管道的內(nèi)部情況進(jìn)行檢測，如果出現(xiàn)堵塞的情況需要進(jìn)行必須要的疏通。同時(shí)對管道的破損或者是變形情況進(jìn)行大致掌握，對舊管道的管道內(nèi)徑進(jìn)行重復(fù)的測量，準(zhǔn)確掌握管道的長度以及直徑，將這些數(shù)據(jù)上報(bào)給廠家定制出玻璃纖維內(nèi)摻固化材料。最后講作業(yè)設(shè)備運(yùn)往現(xiàn)場并將設(shè)備的狀態(tài)調(diào)制到最佳狀態(tài)

（2）管道清淤、沖洗及CCTV 檢測

隨后就要對管道施工區(qū)域淤物進(jìn)行處理，大多數(shù)情況下都是采用抓耙機(jī)以及高壓水射流機(jī)并 配備適合的射流頭來對管道內(nèi)部進(jìn)行沖洗和疏通。當(dāng)管道內(nèi)壁有較大的凸起或者是其他損傷的時(shí)候要對這些損傷部位進(jìn)行及時(shí)的處理作業(yè)。目前銑刀機(jī)器人是應(yīng)當(dāng)這種情況的做好處理手段，經(jīng)過處理之后可以對管道繼續(xù)進(jìn)行沖洗。沖洗完畢之后要采用CCTV 內(nèi)窺鏡對管道作業(yè)后的條件進(jìn)行檢測，作業(yè)合格則錄制視頻進(jìn)行保存。這些視頻資料將是確定與判斷管道缺陷的重要參照。

4.2 紫外光固化作業(yè)

（1）拉入底膜

之所以設(shè)置底膜是為了對固化外壁的材料進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而將材料進(jìn)入管道工程中遭受到的摩擦力進(jìn)行消除。在固化材料拉入的過程中往往會(huì)因?yàn)榕c凸起物發(fā)生摩擦而導(dǎo)致破損，底膜的設(shè)置能夠有效的解決這樣的問題。條件允許的情況下就使用卷揚(yáng)機(jī)，不允許就采用人力的方式將保護(hù)膜拉入到需要修復(fù)的管道底部。

（2）拉入內(nèi)襯管

將長度適宜的內(nèi)襯管平穩(wěn)、緩慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5 m/min。 （3）拉入紫外線燈

調(diào)試紫外線燈運(yùn)行狀態(tài)，將燈拉入軟管內(nèi)。。同時(shí)，要利用紫外線等價(jià)端部的CCTV 攝像頭對管道內(nèi)部是否出現(xiàn)下陷情況進(jìn)行觀察，如出現(xiàn)下陷，紫外線燈并不適合強(qiáng)行拉入，必定會(huì)受到一定程度的損傷。這種情況下要對內(nèi)襯管道充氣，當(dāng)內(nèi)襯管道條件允許的情況下方可將紫外線燈拉入。當(dāng)紫外線燈架進(jìn)入管道內(nèi)部的時(shí)候應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)關(guān)注紫外線燈架的運(yùn)行情況，確保其能正常工作。

（4）紫外光固化

要按照控臺(tái)上從L1 到L6 的按鈕按鍵來開啟紫外線燈。在沒有開啟紫外線燈之前，必須要把紫外線等的指示開關(guān)打開，同時(shí)應(yīng)當(dāng)按照燈架的順序來將紫外線等點(diǎn)亮，這個(gè)環(huán)節(jié)要注意，紫外線燈之間的開啟間隔為30 秒一盞。由于內(nèi)襯管道的內(nèi)部作業(yè)環(huán)境相對惡劣，會(huì)嚴(yán)重影響到內(nèi)襯管道的固化效果，因此在進(jìn)行操作的過程中一定要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，并且要通過CCTV 系統(tǒng)來對整個(gè)作業(yè)流程進(jìn)行全過程的監(jiān)控，并且要確保整個(gè)作業(yè)流程能夠通過操作臺(tái)的顯示屏反應(yīng)出來。

（5）卸掉扎頭、端口處理

當(dāng)整個(gè)固化作業(yè)完成之后，要使用鼓風(fēng)機(jī)對管道進(jìn)行10 分鐘的鼓風(fēng)，隨后松開扎帶，將扎頭門板拆除，把紫外等架移出管道。隨后要將整個(gè)扎頭的圓形邊框拆除徹底，并切除端頭的褶皺以及縮徑部分，將樣品保存好，最后將內(nèi)模拉出。使用水泥將切除后兩端的毛邊進(jìn)行處理，杜絕老管道與內(nèi)襯管道之間出現(xiàn)滲漏問題。將固化施工現(xiàn)場清理完畢，完成本次施工。

5 工程驗(yàn)收

5.1 外觀驗(yàn)收

主要通過 CCTV 檢測，觀察修復(fù)后管道是否存在凹陷、劃傷、裂縫、磨損、孔洞、起泡、干斑、隆起、分層和軟弱帶等缺陷，是否有超過管徑 10 %的變形、相對高度大于2%管道內(nèi)徑的褶皺等問題。

5.2 功能性驗(yàn)收

管道內(nèi)襯完成固化后，主要對彎曲強(qiáng)度（GB/T1444）、彎曲模量(GB/T1449)、抗拉強(qiáng)度(GB/T1040.4)進(jìn)行測試，并進(jìn)行閉水或閉氣試驗(yàn)。原位固化法內(nèi)襯管需進(jìn)行耐化學(xué)腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 11547—2008《塑料耐液體化學(xué)試劑性能的檢測》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。在該項(xiàng)目驗(yàn)收中，還進(jìn)行了樣品耐化學(xué)性的浸泡檢測（樣品浸泡時(shí)間為 28 d，試驗(yàn)溫度為 23 ℃左右），檢測浸泡后樣品的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量，檢測結(jié)果均應(yīng)大于樣品初始彎曲強(qiáng)度和彎曲模量的80%。

6 結(jié)語

紫外光固化內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)的“開槽埋管”技術(shù)相比，施工速度快，交通影響小，整個(gè)施工過程不產(chǎn)生廢氣、廢水和噪聲，節(jié)能環(huán)保。修復(fù)后管道的過流面積基本不受影響，地面道路和環(huán)境不需要恢復(fù)，同時(shí)，地下的各種管線和市政基礎(chǔ)設(shè)施也能得到最大的保護(hù)。

目前，該技術(shù)在北京、上海、成都等城市得到廣大的應(yīng)用，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。