CIPP 紫外光固化全內(nèi)襯修復(fù)施工技術(shù)在廣州城區(qū)污水管道修復(fù)中的應(yīng)用

謝堂水，崔光強(qiáng)，張和明

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，昆明650041）

1 引言

研究表明，截至2017 年，我國(guó)大部分城市排水管網(wǎng)覆蓋率達(dá)到80%[1]，全國(guó)管渠總長(zhǎng)度高達(dá)8.201×104km[2]。然而，隨著使用年限的增加，地下管道老化、管體破裂、管道接口脫落問題日益嚴(yán)重。UV-CIPP 非開挖管道修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)成熟實(shí)用的管道修復(fù)技術(shù)[3,4]，具備修復(fù)管道的整體性好且內(nèi)襯管強(qiáng)度高、固化速度快、施工周期短等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為破損管道修復(fù)的主流技術(shù)。本文結(jié)合廣州市中心城區(qū)污水管道修復(fù)實(shí)際工程案例，對(duì)UV-CIPP 非開挖修復(fù)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

2 工程概況

環(huán)洲三路W6-W7、W16-W162 處現(xiàn)狀管管徑為DN1100mm，管材為雙壁波紋管，管道埋設(shè)深度較大，約為7m，破損長(zhǎng)度為30m，急需對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)。該管段施工難度大，存在變形破損、周邊地質(zhì)承載力較差、地基變形模量較小、為粉砂層地質(zhì)的管段容易產(chǎn)生不均勻沉降等問題。

3 工程施工分析

3.1 修復(fù)工藝選擇

管道修復(fù)技術(shù)分為開挖管道修復(fù)技術(shù)和非開挖管道修復(fù)技術(shù)[5]。其中，非開挖管道修復(fù)技術(shù)可分為3 類：輔助修復(fù)、局部修復(fù)和整體修復(fù)。結(jié)合本工程現(xiàn)狀條件對(duì)各修復(fù)工藝進(jìn)行對(duì)比（見表1）[6]，根據(jù)現(xiàn)狀，本項(xiàng)目確定采用UV-CIPP 全內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)。

3.2 施工流程

前期準(zhǔn)備→臨時(shí)封堵→探測(cè)缺陷位置→管內(nèi)分段化學(xué)注漿→管內(nèi)塌陷部位切割→內(nèi)襯鋼圈→管道缺陷CCTV 復(fù)核→管道內(nèi)襯CIPP 紫外光原位固化修復(fù)→CCTV 復(fù)核檢測(cè)驗(yàn)收。

表1 常見管道修復(fù)技術(shù)比較表

3.2.1 土體固化

通過注漿固化對(duì)管道進(jìn)行預(yù)處理，以保證修復(fù)過程中土體不坍塌。當(dāng)管道出現(xiàn)滲漏嚴(yán)重、周邊地基不穩(wěn)等情況時(shí)，建議在紫外光CIPP 全內(nèi)襯修復(fù)管道之前對(duì)管道進(jìn)行注漿預(yù)處理，達(dá)到降低土層滲水性、增加土體強(qiáng)度和變性模量、充填土體孔隙、補(bǔ)償土體損失、堵漏搶險(xiǎn)的目的。

實(shí)際工程運(yùn)用中，注漿材料的類型和配比根據(jù)管段所處土層的損毀程度、滲水量等進(jìn)行選擇。由于項(xiàng)目工期緊張，管道周邊積水嚴(yán)重，經(jīng)過比選，高聚物注漿材料符合要求，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，固化物密度大于0.126g/cm3為宜。

3.2.2 CIPP 紫外光固化作業(yè)

紫外固化作業(yè)是CIPP 紫外光固化全內(nèi)襯修復(fù)破損管段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其具體工序如下：拉入底膜并安裝牽拉限制滑輪→軟管拉入原有管道→捆綁修復(fù)軟管兩端扎頭→內(nèi)襯管充氣膨脹→紫外固化→端頭處理。

紫外光固化材料：內(nèi)襯管道由內(nèi)管和外管組成雙層構(gòu)造；內(nèi)襯材料彈性模量至少可達(dá)到12 000N/mm2。本次修復(fù)選用化學(xué)類注漿材料，采用乙烯基樹脂體系。增稠劑的類型及添加量根據(jù)浸膠工藝選擇；引發(fā)劑的類型及添加量根據(jù)軟管厚度選擇。

固化參數(shù)的選擇：充氣壓力、紫外光照射時(shí)間及紫外光燈功率是影響固化效果的重要參數(shù)。充氣壓力影響軟管與原管道的貼合程度紫外光燈照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，從而影響固化反應(yīng)速率；紫外光燈的功率大小通過影響內(nèi)襯管的強(qiáng)度和密度能來影響固化效果。本項(xiàng)目固化壓力為0.04MPa，紫外燈照射功率為1 000W，固化時(shí)間達(dá)到8min，固化效果較穩(wěn)定。

4 修復(fù)效果

采用紫外光CIPP 全內(nèi)襯修復(fù)的污水管道，內(nèi)襯管壁無分層、無脫落，任意點(diǎn)平均壁厚不小于設(shè)計(jì)值的90%，初始環(huán)剛度＞8kN/m2，內(nèi)襯管端部垂直度偏差不大于4mm，與修復(fù)管道應(yīng)緊貼，端部縫隙無滲水。內(nèi)襯管內(nèi)壁每連續(xù)50m 褶皺不大于5 處，且褶皺相對(duì)高度不大于管道內(nèi)徑的2%，每連續(xù)50m 局部凹陷、隆起、氣泡不大于2 處。修復(fù)后進(jìn)行閉水試驗(yàn)，在壓力為50kPa、穩(wěn)壓15h 條件下，壓降＜0.02MPa 下，實(shí)際滲水量小于允許滲水量，符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，試驗(yàn)合格。

5 結(jié)語

CIPP 紫外光固化全內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)具有施工工期短（固化只需3～4h）、工序簡(jiǎn)單、過程可視、施工作業(yè)面小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，用于修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)破損管道效果良好。管道修復(fù)過程中，需根據(jù)管道的破損情況、管徑、周邊施工條件，有效結(jié)合土體注漿工藝和原位固化修復(fù)技術(shù)；合理選擇固化材料、正確設(shè)計(jì)內(nèi)襯管壁厚是保證管道良好修復(fù)效果的關(guān)鍵。紫外光固化材料的選擇對(duì)固化過程的順利進(jìn)行尤為重要，本項(xiàng)目選用的乙烯基樹脂體系固化效果良好，其玻璃纖維含量高、樹脂吸收效率高，能促進(jìn)軟管表面平整、增加固化強(qiáng)度。