CIPP拉入式紫外光固化法在水環(huán)境綜合整治工程的應(yīng)用

陳曉林（重慶華興工程咨詢有限公司， 重慶 400010）

0 引 言

非開挖修復(fù)技術(shù)是采用少開挖或不開挖地表的方法進行排水管道修復(fù)更新，起于20世紀70年代的英國，在修復(fù)敷設(shè)在交通繁忙、新建道路、環(huán)境敏感等地區(qū)的排水管道中得到了廣泛應(yīng)用。紫外光固化法是目前城市排水管道非開挖修復(fù)的主流技術(shù)之一，主要用于修復(fù)城市中的老舊破損管道，防止因污水滲入地層而造成土壤污染和污染物流失，以及防止因雨水及地下水倒灌入污水管而造成污染物稀釋，繼而降低污水處理廠的處理效率[1]。本文通過工程實例，探討CIPP拉入式紫外光固化法在水環(huán)境綜合整治工程的應(yīng)用，包括本方法的原理、特點和施工要點，并提出相應(yīng)的思考和建議。

1 工程概況

重慶盤溪河流域水環(huán)境綜合整治工程于2019年10月先期啟動，總投資約11億元，包括7個湖庫及后溪溝、劉家溝支流。工程采用設(shè)計、采購、施工及運營（簡稱EPC＋O）的建設(shè)模式，針對河流污染“表現(xiàn)在水里，根子在岸上，核心在管網(wǎng)”的問題癥結(jié)，按照“查清源頭、控源截污、系統(tǒng)治理”的思路，采用“旱天污水全收集，雨天污染能控制”的策略，堅持污水管網(wǎng)探測修復(fù)和內(nèi)源治理并重，對流域范圍內(nèi)的市政排水管網(wǎng)進行改造。

盤溪河流域水環(huán)境綜合整治工程建成區(qū)比例占90%以上，地下通信、燃氣、電纜等綜合管線排布復(fù)雜。部分小區(qū)、廠房、企業(yè)排水管網(wǎng)建設(shè)不完善，存在雨污水混排的情況，特別是小區(qū)住戶，生活陽臺與雨水管網(wǎng)混接點多，源頭改造難度大。絕大部分排水管網(wǎng)位于市政道路下方，管網(wǎng)上方存在行道樹、車行道、市政構(gòu)筑物等，遷移難度大、修復(fù)難度大、改造費用高。建成區(qū)內(nèi)新增排口較多，包括建筑工地建筑廢水、臨街商業(yè)門面生活污水等，散排量大，監(jiān)測困難，根治難度大。建成區(qū)內(nèi)車流量大，交通疏導(dǎo)困難，施工對交通影響大。部分管網(wǎng)橫穿馬路，基本不具備開挖修復(fù)的條件。部分管網(wǎng)埋設(shè)深度大于5 m，開挖修復(fù)需進行基坑支護，且多種管線交叉，須綜合考慮對既有管線的保護。另外，位于軌道、鐵路保護范圍線內(nèi)的管網(wǎng)還應(yīng)考慮涉軌等因素，開挖修復(fù)工程措施費較高，審批流程較長。

非開挖修復(fù)技術(shù)目前主要有紫外光內(nèi)襯固化修復(fù)技術(shù)、局部樹脂固化修復(fù)技術(shù)和螺旋纏繞法，各自有不同的使用范圍和優(yōu)缺點（見表1）[2]。本項目結(jié)合實際工程，采用開挖換管及非開挖原位修復(fù)等技術(shù)，并結(jié)合潛望鏡檢測（QV）、閉路電視檢測（CCTV）等技術(shù)探測管網(wǎng)269 km，設(shè)計非開挖修復(fù)共計370處，其中：管徑大于600 mm的，采用機械螺旋纏繞修復(fù)；管徑小于600 mm的，采用紫外光原位固化修復(fù)。

表1 非開挖修復(fù)技術(shù)對比

2 CIPP 拉入式紫外光固化法的原理和特點

盤溪河流域排水管網(wǎng)采用原位固化法（Cured-In-Place-Pipe，CIPP）拉入式紫外光固化法進行修復(fù)。浸漬樹脂的軟管以牽拉的方式被置入原有管道內(nèi)。浸漬樹脂是由含有光敏劑的聚酯、玻璃纖維以及其他數(shù)種樹脂組合而成的。軟管由多層聚酯纖維氈材料組成，并與所用樹脂兼容，且能承受施工的拉力、壓力和固化溫度。在紫外光的照射下，光敏劑引發(fā)聚合反應(yīng)并引起整個材料的固化，從而達到修復(fù)管道的目的?？紤]到口徑越大的管道越容易起泡和空鼓，因而選用管徑小于600 mm的管道，并配以CIPP拉入式紫外光固化法進行修復(fù)。

由于在工廠已經(jīng)完成注酯，可以直接在現(xiàn)場施工，且采用紫外光進行固化，修復(fù)速度快，一般在3 h～4 h之內(nèi)可完成所有工作。在道路比較擁擠的地方，如商業(yè)街區(qū)、市中心等，采用CIPP拉入式紫外光固化法修復(fù)管道具有巨大的優(yōu)勢。管道紫外光固化修復(fù)是在工廠內(nèi)采用自動化的手段，先將樹脂浸入到玻璃鋼纖維中，然后再將玻璃鋼纖維纏繞在一起，編制成管材，由于不涉及現(xiàn)場人工注入，質(zhì)量比較穩(wěn)定。

3 CIPP 拉入式紫外光固化法施工與驗收

本項目在采用CIPP拉入式紫外光固化法時，要求軟管外徑與原有管道內(nèi)徑保持一致，并按照CJJ/T 244—2016《城鎮(zhèn)給水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》進行設(shè)計，以保證修復(fù)后的管道結(jié)構(gòu)滿足受力要求、過流能力要求以及清疏技術(shù)對管道的要求。在施工過程中，應(yīng)注意以下事項。

3.1 施工前準備

編制專項施工方案，并經(jīng)審批后執(zhí)行。若要采取臨時排水措施，應(yīng)按照CJJ 68—2016《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運行、維護及安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定對原有管道進行封堵導(dǎo)流。同時為了保證施工及人員安全，施工人員在下井前要對管道進行強制通風，并指派專人用毒氣檢測儀不斷進行有害氣體檢測，直到管道內(nèi)有害氣體達到安全閾值以下才能進行井下作業(yè)，作業(yè)期間仍需持續(xù)通風及檢測。進場主要原材料應(yīng)符合設(shè)計要求，并進行性能復(fù)測和耐化學(xué)腐蝕實驗。進場材料設(shè)備應(yīng)及時報驗，軟管壁厚及直徑應(yīng)與設(shè)計一致，軟管應(yīng)無破損和折痕，光敏物質(zhì)含量應(yīng)符合規(guī)范要求。紫外光固化燈臂展直徑應(yīng)與設(shè)計一致，且光照穩(wěn)定、光強滿足規(guī)范要求。固化后應(yīng)對管道的強度、抗拉能力等參數(shù)進行送樣檢測。

3.2 紫外光固化修復(fù)

拉入軟管前應(yīng)在原有管道內(nèi)鋪設(shè)墊膜，墊膜應(yīng)置于原有管道底部，并覆蓋大于1/3的管道周長，且應(yīng)在原有管道兩端固定。軟管應(yīng)平穩(wěn)、緩慢拉入原有管道，拉入速度不得大于5 m/min，軟管的軸向拉伸率不得大于2%，軟管兩端應(yīng)比原有管道長出300 mm～600 mm。

采用壓縮空氣擴展軟管，充氣裝置宜安裝在軟管入口端，且應(yīng)裝有控制和顯示空氣壓力的裝置?？諝鈮毫?yīng)能使軟管充分膨脹擴張緊貼原有管道內(nèi)壁，紫外光固化過程中內(nèi)襯軟管內(nèi)應(yīng)保持空氣壓力，使內(nèi)襯管與原有管道緊密接觸，同時應(yīng)根據(jù)內(nèi)襯管管徑和壁厚控制紫外光燈的前進速度。內(nèi)襯管固化完成后，應(yīng)緩慢降低管內(nèi)壓力至大氣壓。固化完成冷卻至常溫后，切除舊管端口外多余的內(nèi)襯管，并采用速凝型樹脂膠對內(nèi)襯管與舊管道銜接處進行密封處理。

3.3 管道檢測及預(yù)處理

非開挖修復(fù)更新工程施工前，應(yīng)對原有管道進行清洗，確保原有管道內(nèi)無沉積物、附著物和突起物等，不應(yīng)有影響施工的積水和滲水。完成預(yù)處理后應(yīng)采用CCTV檢測法等內(nèi)窺方法對管道進行檢測，確保滿足施工條件。

3.4 檢測驗收

按照現(xiàn)行國家標準GB 50268—2008《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)不同的修復(fù)工藝，對施工過程中需要檢查驗收的資料進行核實，只有符合設(shè)計、施工要求的管道才能進行管道功能性實驗。通過CCTV內(nèi)窺系統(tǒng)檢測新管道內(nèi)部，拍攝內(nèi)襯管內(nèi)壁影像資料，并驗明管壁應(yīng)光滑、連續(xù)、無破損、無滲漏。

4 結(jié) 語

盤溪河流域水環(huán)境綜合整治工程采用CIPP拉入式紫外光固化法對排水管網(wǎng)進行非開挖修復(fù)，施工期間未發(fā)生質(zhì)量安全責任事故，修復(fù)成型后管道排水功能無明顯降低，管道結(jié)構(gòu)無明顯變形。相對于傳統(tǒng)開挖修復(fù)及其他非開挖修復(fù)措施，CIPP拉入式紫外光固化法所采用的設(shè)備與材料及工藝創(chuàng)新材料與設(shè)備主要依靠國外進口，且價格普遍較高。目前重慶市無對應(yīng)的編制定額，計價難度大。隨著城市化進程的加快，建成區(qū)排水管網(wǎng)的修復(fù)工程量逐漸增加，非開挖修復(fù)技術(shù)將更加成熟，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。