紫外光固化修復(fù)技術(shù)（UV-CIPP）在長江大保護(hù)建設(shè)中的應(yīng)用

熊 俊

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

1 工程概況

長江大保護(hù)岳陽項(xiàng)目湖濱污水系統(tǒng)收集管網(wǎng)完善工程，主要是根據(jù)評(píng)估報(bào)告對(duì)管道存在的缺陷進(jìn)行局部或整體修復(fù)。根據(jù)污水管網(wǎng)CCTV（管道攝像內(nèi)窺鏡系統(tǒng)）檢測結(jié)果報(bào)告，針對(duì)管道主要存在的結(jié)構(gòu)性缺陷，采取非開挖紫外光固化修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。

紫外光固化修復(fù)技術(shù)在長江大保護(hù)市政管網(wǎng)修復(fù)中具有速度快、安全性高、易控制等優(yōu)點(diǎn)。管網(wǎng)修復(fù)可實(shí)現(xiàn)長江水資源保護(hù)和生態(tài)環(huán)境改善，形成在岳陽市范圍內(nèi)可推廣、可借鑒的水環(huán)境綜合管理治理示范項(xiàng)目。

2 紫外光固化修復(fù)技術(shù)

紫外光固化修復(fù)技術(shù)通過在老舊管道內(nèi)部利用紫外光照射使軟管固化，形成與舊管道緊密配合的內(nèi)襯層，無需進(jìn)行開挖即可利用檢查井作為施工操作井，對(duì)老舊破損的管道進(jìn)行修復(fù)[1-6]。利用該技術(shù)固化修復(fù)后的管道內(nèi)壁十分光滑，摩擦力大大減小，使修復(fù)后的現(xiàn)狀管道流動(dòng)性能得到了很大的改善（圖1）。

圖1 紫外光固化工藝示意

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

1）可有效解決現(xiàn)狀舊管道破裂、接口損壞、樹根侵入、滲漏等結(jié)構(gòu)性缺陷的修復(fù)問題。

2）內(nèi)襯層光滑、連續(xù)，減小了管道內(nèi)壁摩擦力，提高了管道的輸送能力。

3）用于修復(fù)管道的內(nèi)襯管材料韌性較好且強(qiáng)度較高，與復(fù)合樹脂浸漬相熔性好，有利于內(nèi)襯層與原有破舊管道之間緊密貼合，較好地解決了管道內(nèi)雨、污水滲漏等一系列問題。

2.2 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1）自動(dòng)化程度高，施工過程可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。

2）材料性能高，使用玻纖軟管，彈性模量可達(dá)20 000 MPa。

3）清淤和預(yù)處理要求相對(duì)低，可適當(dāng)帶水作業(yè)。

4）屬于非開挖管道修復(fù)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有管道周邊基礎(chǔ)設(shè)施及交通組織影響小，尤其是對(duì)于人口密集、車流量大的中心城區(qū)，有著重要的意義。

5）施工安全性好、風(fēng)險(xiǎn)低，下井作業(yè)時(shí)間短。

6）施工周期短，施工效率高（單段管道固化修復(fù)時(shí)間在24 h內(nèi)）。

2.3 UV-CIPP軟管材料

配套使用的UV-CIPP軟管材料（圖2），在紫外光固化后的抗拉強(qiáng)度＞80 MPa，彎曲強(qiáng)度＞120 MPa，彎曲模量可達(dá)12 000 MPa。

圖2 UV-CIPP軟管材料結(jié)構(gòu)

3 工藝流程及技術(shù)要求

3.1 施工工藝流程

管道封堵→管道疏通、沖洗處理→CCTV檢測→拉入底膜→拉入內(nèi)襯軟管→充氣膨脹軟管→軟管固化

3.2 管道封堵

由于管道修復(fù)需在無水情況下進(jìn)行，故在修復(fù)前需對(duì)現(xiàn)有管道采用氣囊封堵法進(jìn)行臨時(shí)封堵。安排專業(yè)下井人員對(duì)管道內(nèi)垃圾、石塊等雜物進(jìn)行清掏，再進(jìn)行管道封堵施工。

在清洗區(qū)域段上、下游各采用1個(gè)橡膠氣囊進(jìn)行封堵，并在施工管段兩邊增加不銹鋼擋板墻對(duì)封堵氣囊進(jìn)行支撐。截?cái)嗨羞M(jìn)水源后，盡量選擇在水量低谷期間進(jìn)行施工。封堵期間設(shè)專員看管，定時(shí)檢查氣囊壓力表，保持一定的封堵氣壓，并嚴(yán)格控制管道內(nèi)水位情況，確保封堵嚴(yán)密，提高作業(yè)安全性[7-11]。

3.3 疏通、沖洗處理

1）從下游井口開始施工，將噴嘴和軟管放入管道內(nèi)，噴頭必須處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以避免對(duì)管道產(chǎn)生損傷，管道沖洗過程中要嚴(yán)格控制管道內(nèi)的水流量。將噴頭送入管道內(nèi)，然后在回拉過程中將管道內(nèi)附著的雜物沖洗到下游檢查井中，回倒速度100～200 mm/s是沖洗最佳效率區(qū)間。清除大型雜物時(shí)，為避免造成下游管道的二次堵塞，需人工進(jìn)行清理。

2）吸污車在高壓清洗的同時(shí)，對(duì)檢查井內(nèi)清洗出的污水等混合物進(jìn)行抽運(yùn)，以便于高壓噴頭清洗出來的泥沙、污水可以繼續(xù)順暢地排出管道。

3）對(duì)于吸污車吸污后井室內(nèi)余留的垃圾、砂石等，應(yīng)由人工清掏裝袋棄運(yùn)。采用吸污車及清洗車不能清出的管道內(nèi)淤積的砂石，需通過鉸機(jī)人工拉牛的方法清出，并采用人工清掏裝袋后棄運(yùn)。對(duì)于硬質(zhì)沉積、水泥硬結(jié)及其他障礙物等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用人工清理、銑刀機(jī)器人清理等方法進(jìn)行疏通。如果發(fā)現(xiàn)管道存在局部滲漏現(xiàn)象、影響紫外光UV內(nèi)襯固化修復(fù)的，應(yīng)對(duì)局部破損位置進(jìn)行點(diǎn)狀修復(fù)。

3.4 管道CCTV檢測

老舊管道修復(fù)前采用CCTV檢測系統(tǒng)，利用數(shù)字高清攝像頭對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行檢測。對(duì)存在缺陷的位置進(jìn)行影像資料留存，并對(duì)管道缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位和判斷，確保管道修復(fù)順利進(jìn)行。

3.5 拉入底膜

用穿繩器將繩子引入需要修復(fù)的管道內(nèi)部，將底膜和拉繩拉入管道內(nèi)。底膜拉入舊管道的底部，并超出舊管道兩端長度0.8 m。鋪設(shè)平整后采用壓條將兩端固定于原有管道上。

3.6 拉入內(nèi)襯軟管

軟管拉入前需將端頭長軟管材料分別朝里對(duì)折1/3，再縱向?qū)φ?，并在?duì)折線底部放置吊裝帶。底膜拉入并平整后，采用定滑輪沿墊膜將軟管平穩(wěn)、緩慢地拉入需修復(fù)管道內(nèi)部，拉入速度控制在5 m/min以內(nèi)。在拉入過程中需保證底膜無移位的現(xiàn)象，避免軟管在拉入過程中磨損。

3.7 充氣膨脹軟管

軟管充氣前需仔細(xì)檢查扎頭捆綁連接處的密封性，然后向軟管內(nèi)部充壓，使軟管膨脹擴(kuò)張并與管道內(nèi)壁嚴(yán)密貼合。應(yīng)嚴(yán)格按照內(nèi)襯產(chǎn)品說明書中的充氣流程執(zhí)行，且不可一次性或過快沖入大量壓縮空氣來膨脹軟管，避免導(dǎo)致內(nèi)襯褶皺，影響固化的管道質(zhì)量。

3.8 軟管固化

在控制臺(tái)上設(shè)置好修復(fù)參數(shù)后，開啟紫外光源，開始起始井端的原地固化。原地固化完成后，點(diǎn)擊收線開關(guān)勻速收線。固化完成后關(guān)閉紫外燈光，調(diào)整風(fēng)量降低管道內(nèi)部壓力，冷卻直至軟管充分固化（圖3）。

圖3 紫外光固化修復(fù)效果

4 適用范圍

1）該技術(shù)適用于中心城區(qū)及市政管道工程中地下老舊破損的雨、污水管道等的修復(fù)。

2）紫外光固化修復(fù)技術(shù)可適用于圓形管道、方形溝槽等多種截面類型。

3）可解決管道接口錯(cuò)位、脫落、破損、局部漏水以及樹根穿刺等結(jié)構(gòu)性缺陷。

4）可滿足DN150～DN1 600 mm的管道修復(fù)要求，一般用于2個(gè)井位間的管段修復(fù)。

5）單次修復(fù)長度可達(dá)150 m。

5 結(jié)語

長江大保護(hù)岳陽項(xiàng)目通過紫外光固化修復(fù)技術(shù)（UVCIPP）進(jìn)行岳陽市中心城區(qū)老舊管網(wǎng)修復(fù)，可最大限度地避免對(duì)市區(qū)環(huán)境造成的破壞，減少對(duì)公共交通環(huán)境的影響，操作方便，施工效率高，符合環(huán)保要求，減少了擾民因素，取得了較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益。

該技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)管道非開挖修復(fù)技術(shù)發(fā)展，助力“不搞大開發(fā)，共抓大保護(hù)”的建設(shè)理念具有重要意義，可為同類工程施工及后續(xù)長江大保護(hù)項(xiàng)目中的管道修復(fù)施工提供有力支撐。