翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法（CIPP）非開挖修復工藝在污水管網(wǎng)滲漏中的應用

李育紅，泮永慶

（濟南市市政工程設(shè)計研究院（集團）有限責任公司，山東 濟南 250101）

1 項目概述

龍泉河污水處理廠位于紅石崖六號路北側(cè)、紅石崖十三號路東側(cè)，設(shè)計總污水處理能力20萬m3/d，其中一期處理規(guī)模4萬m3/d，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。該污水處理廠因現(xiàn)狀進水氯化物嚴重超標導致處理廠生化系統(tǒng)無法啟用，污水處理后尾水排入龍泉河（膠黃鐵路橋下游50米右岸）后造成河道兩側(cè)樹木枯萎。

2 調(diào)查情況

龍泉河污水處理廠試運行期間進水量約3300m3/d，進水氯化物含量12368mg/L，遠高于污水處理廠進水氯化物含量要求。前期市政養(yǎng)護部門初步查勘，人工進入管道對現(xiàn)狀污水管道拍照及錄像，發(fā)現(xiàn)紅石崖八號路及紅石崖十三號路D1200污水主干管局部管道接口處和檢查井有外水內(nèi)滲現(xiàn)象，且滲漏量較大。

2.1 管道建設(shè)情況

污水管道部分采用D1200高密度聚乙烯纏繞管，環(huán)剛度為S2級；埋深4～6m；管道基礎(chǔ)在砂墊層以下回填厚約60cm亂石處理后，采用30cm、120°砂墊層基礎(chǔ)；檢查井為磚砌檢查井；管道接口為超聲波熔融焊接。部分污水管道管材采用II級承插式鋼筋混凝土管；埋深約為6．2～7．1m；管道基礎(chǔ)為180°混凝土基礎(chǔ)；檢查井為混凝土污水檢查井；管道接口為滑動膠圈接口。

2.2 水質(zhì)資料分析

2014年8月份水質(zhì)化驗結(jié)果分析。2014年8月上旬，對工業(yè)區(qū)內(nèi)正常生產(chǎn)用戶排出污水及市政現(xiàn)狀污水管道內(nèi)污水氯化物含量進行了檢測及分析，檢測結(jié)果顯示如下。①出口加工區(qū)內(nèi)禹紡海聯(lián)和裕龍物流企業(yè)排出污水氯化物含量較高，污水量較少，建議環(huán)保部門對以上項目進行排查，確認水質(zhì)是否達到市政污水排放標準。②紅石崖八號路（珠宋路至昆侖山路）、昆侖山路（八號線至六號線段）、十三號線（八號路至污水處理廠進廠段）、珠宋路（十號路至八號路段）氯離子含量超出污水處理廠正常運行的標準。

2.3 水質(zhì)分析及結(jié)論

依據(jù)北部工業(yè)區(qū)污水管道水質(zhì)檢測電視錄像以及區(qū)域水質(zhì)檢測結(jié)果，基本確認存在外水內(nèi)滲現(xiàn)象的污水管道如下。①紅石崖八號路（珠宋路－昆侖山路）、紅石崖十三號線（八號路－進污水處理廠段）現(xiàn)狀管道污水氯離子含量10000～20000mg/L。②珠宋路（十號路至八號路）、昆侖山路（六號路至十四號路）現(xiàn)狀管道污水氯離子含量5000～9000mg/L。以上檢測段污水中氯離子含量超出龍泉河污水處理廠生化系統(tǒng)對進水氯化物含量不高于3000mg/L的要求，污水管道外水內(nèi)滲較嚴重；其它管段沒有發(fā)現(xiàn)外水內(nèi)滲情況。滲漏原因分析：管道埋深較大，采用管材等級較低，且在施工過程中質(zhì)量控制不過關(guān)，造成管道破損外水內(nèi)滲的現(xiàn)象。

3 污水管網(wǎng)修復工藝方案確定

（1）由于管道建設(shè)時間較短，且周邊市政道路配套已建成，采用開挖新建方案對周邊造成較大的影響，建議采用翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法（CIPP工藝對管道進行修復。

（2）翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法（CIPP）非開挖修復工藝。翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法（CIPP）非開挖修復技術(shù)通常指對兩座檢查井之間的管道進行整體加固、修復的做法，采用該技術(shù)可以達到防腐、防滲，增加結(jié)構(gòu)強度甚至整舊如新的目的。

4 翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯（CIPP）修復工藝

4.1 CIPP修復工藝介紹

CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯（CIPP）法修復工藝技術(shù)原理：將具有防滲透耐腐蝕保護膜的復合纖維增強軟管作為載體，經(jīng)浸漬環(huán)氧基聚合物及合成樹脂后，在水壓或氣壓的作用下，使復合軟管從待修管線的一端翻襯進入已清洗后的待修管道中，直至另一端。內(nèi)襯管在壓力作用下，與待修管線內(nèi)壁緊密貼合。經(jīng)固化后在舊管道內(nèi)形成整體性很強的“管中管”，強化了管線功能如承壓、減阻、阻垢、耐腐蝕。①適用范圍廣：可有效采用非開挖方式對直徑100～3000mm范圍內(nèi)的埋地管道進行整體內(nèi)襯修復。②采用該工藝施工速度快，免開挖，無污染，對道路交通和地面設(shè)施影響小，不擾民，成本低，并且提高了管線的整體性密封性。③針對排水管道非開挖專門設(shè)計的一種管道修復技術(shù)。④承壓性能好：承內(nèi)、外壓能力高。⑤針對性強：修復后內(nèi)襯層光滑平整、厚薄均勻，通過對管道修復工藝的實地考察研究，CIPP水翻管道修復工藝在國內(nèi)已有成功案例，且該工藝內(nèi)襯玻璃鋼材料承壓性能好（承內(nèi)、外壓力高）、耐酸、堿、鹽、污水等腐蝕，不結(jié)垢、使用壽命可達50年以上。管道修復方案成熟、穩(wěn)定可靠。⑥壽命達50年以上。⑦可以通過彎頭。

4.2 CIPP參數(shù)

翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯參數(shù)詳見表1。翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法施工后形成的玻璃鋼可以耐腐蝕，同時承壓能力強?？梢越鉀Q管道現(xiàn)狀，同時保證施工后滲水量為零。

表1

4.3 管道設(shè)計厚度

管外徑設(shè)計時，應根據(jù)軟管材料橫向伸長率，確定軟管的外徑與被修復管道的內(nèi)徑之間的修正關(guān)系。重力流管道局部破損修復時，軟襯管厚度計算公式一般采用：

t：軟襯管厚度（mm）；D：修復管道內(nèi)徑（mm）；N：周圍支持率（一般取7）；c：修復管變形比（在沒有變形的情況下取1．0）；EL：軟襯管材料的長期抗彎曲彈性模量（MPa）；P：地下水對管道中心產(chǎn)生的壓力（MPa）；Fs：安全系數(shù)（一般取1．5）；v：泊松比取0．3。計算軟襯管厚度時，其設(shè)計年限一般不低于30年。壓力流管道和結(jié)構(gòu)完全破損管道修復時，軟襯管厚度設(shè)計計算公式考慮因素較多，情況復雜，可參照美國ASTM F-1216標準正確選擇設(shè)計方法。當該方法用于管道防腐處理時，軟襯管厚度應根據(jù)待防腐處理的管道使用年限計算厚度。

4.4 工程驗收標準

（1）軟襯管內(nèi)壁檢測必須符合：①表面無鼓脹，無未固化現(xiàn)象。②表面不得有裂紋。③表面不得有嚴重的褶皺與縱向棱紋。④軟襯管端部切口與井壁平齊，封口不滲漏水。施工完后對管道兩端進行氣囊密封，保證不從管道二端進入驗收段管道，同時在管道兩端井口中安裝水位尺。然后保持這種狀態(tài)3天，3天后觀察水位變化量。當水位變化量幾乎為零時，工程合格。

（2）軟襯管實測實量應符合下列要求：①軟襯管厚度應符合設(shè)計要求。②軟襯管厚度檢測位置，應避免在軟管的接縫處，檢測點為軟襯管圓周均等四點，取其平均值。③軟襯管設(shè)計厚度t≤9mm時，厚度正誤差允許在0%～20%，軟襯管設(shè)計厚度t＞9mm時，厚度誤差允許在0%～25%。

（3）軟襯管取樣試驗應符合下列要求：①采樣數(shù)量以每200m取一組試塊，單位工程小于200m取一組試塊，每組3塊。②試塊一般在施工現(xiàn)場直接從軟襯管的端部截取。受現(xiàn)場條件限制無法截取時，可以采用和施工條件同等的環(huán)境下制作的試塊。③軟襯管竣工驗收技術(shù)資料應具備：聚酯纖維氈、熱固性樹脂應有質(zhì)量合格證書及試驗報告單，并應在符合儲存條件保質(zhì)期內(nèi)使用。施工前、施工后排水管道CCTV檢測錄像資料。軟襯管厚度實測實量資料。軟襯管試塊測試資料。

4.5 CIPP對管道進行修復質(zhì)量保證

通過對管道進行翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復后，此處管道滲水量為，零，此處管道質(zhì)量使用年限為30年到40年。

5 工程效果

目前，改造方案實施后，解決了污水管道的內(nèi)滲問題，污水管道進水氯化物含量滿足污水處理廠進水水質(zhì)要求，保證了污水處理系統(tǒng)正常運營。