CIPP翻轉內襯修復城鎮(zhèn)燃氣管道施工技術應用

摘要：由于現(xiàn)階段城鎮(zhèn)燃氣管道在老舊城區(qū)或交通繁忙地段的開挖施工代價巨大，因此探索如何利用原有管道路由實施燃氣管道改造具有積極且實際的意義。依托重慶渭沱工業(yè)園涼申路燃氣管道修復項目，采用CIPP翻轉內襯法開展實例應用，分析了CIPP翻轉內襯工藝原理，對比了不同非開挖管道修復工藝技術特點，論述了CIPP翻轉內襯修復燃氣管道的工序流程、關鍵環(huán)節(jié)、施工要求和質量問題。實踐表明，CIPP翻轉內襯可為城鎮(zhèn)燃氣管道預防性修復提供可行的技術選擇，當前施工操作水平高低和應嚴格遵守的注意事項對保障燃氣管道修復效果至關重要，本次施工經(jīng)驗可為后期同類工程提供借鑒。

關鍵詞：CIPP翻轉內襯；燃氣管道；非開挖；修復技術；施工

Application of CIPPFlipped Inner Lining Repair Technology

in Urban Gas Pipeline Construction

Zeng Xiang Tu Lang Liu Xiaohui Liu Yuanming

1.Sichuan Chuangang Gas Co.，LtdSichuanChengdu610000；

2.Sichuan Shale Gas Exploration and Development Co.，LtdSichuanChengdu610000

Abstract：Due to the excavation cost of urban gas pipelines in old urban areas or busy traffic areas is huge at present，exploring how to use the original pipeline routing to implement gas pipeline renovation has positive and practical significance.Based on the Liangshen Road gas pipeline repair project in Chongqing Weituo Industrial Park，the CIPP flipped lining method was used for practical application.The principle of CIPP flipped lining technology was analyzed，the characteristics of different non excavation pipeline repair technologies were compared，and the process flow，key links，construction requirements，and quality issues of CIPP flipped lining repair for gas pipelines were discussed.Practice has shown that CIPP flipped lining can provide a feasible technical choice for preventive repair of urban gas pipelines.The current level of construction operation and the matters needing attention that must be strictly followed are crucial to ensuring the effectiveness of gas pipeline repair.The construction experience of this project can provide reference for similar projects in the future.

Keywords：CIPP flipped lining；Gas pipeline；trenchless；Repair techniques；construction

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)燃氣消費規(guī)模日益增長。燃氣管道作為城鎮(zhèn)燃氣供應的基礎，配套建設速度穩(wěn)步提升。現(xiàn)階段，燃氣管道路由的確定離不開城鎮(zhèn)建設規(guī)劃、沿線周邊環(huán)境、地區(qū)交通以及電力、給水線路等因素影響，特別是在老舊城區(qū)或交通繁忙地段，路由選擇尤為困難。采取傳統(tǒng)的開挖路面敷設管道的方式已不能滿足新態(tài)勢下燃氣建設發(fā)展的需求，若開挖拆除舊管更換新管則工程量巨大，顯然不能短時間內解決實際問題。非開挖管道修復技術既可實現(xiàn)原位管道改造再利用，還可極大地避免施工造成的周圍環(huán)境與交通影響，成為規(guī)模化燃氣管道更新、改造的理想方案［1］。CIPP翻轉內襯法是非開挖管道修復技術組成中新興的方法。該技術采用壓縮流體為動力，將預制的內襯軟管浸漬黏合劑后翻轉推入燃氣管道內，經(jīng)固化形成一層與原有管道內壁緊密結合的內襯層［2］，從而很好地避免全面開挖更換新管。CIPP翻轉內襯技術在國內有多起排水管道修復的成功案例，但在燃氣工程中的應用尚處于初步階段。為此，本文以重慶渭沱工業(yè)園涼申路燃氣管道修復項目為對象，探索采用CIPP翻轉內襯修復燃氣管道的工序流程、施工工藝以及質量控制等工程實際問題，為今后城鎮(zhèn)燃氣管道非開挖修復利用提供參考。

1 CIPP翻轉內襯技術特點

CIPP翻轉內襯修復技術是首先對原有燃氣管道進行清理、檢測，然后采用聚氨酯或環(huán)氧樹脂等黏合劑填充內襯軟管內部，再用專用的翻轉設備將浸漬黏合劑的軟管收卷起來，最后利用壓縮流體將內襯軟管翻轉至原管內壁，經(jīng)固化后使其相互貼合而形成新的復合管道［3］，如圖1。固化內襯后的“新”燃氣管道可以獨立承受內壓和外壓。

CIPP翻轉內襯修復施工相對常規(guī)的開挖工程，僅需要建設工作井就可實施管道修復，節(jié)省了道路占用審批、開挖、圍擋、交通組織、回填、養(yǎng)護等一系列工序，工期最高可縮短60%，工程綜合成本可降低20%，極大提高了施工效率。同時，對比用于城鎮(zhèn)燃氣管道的其他常見的非開挖管道修復工藝技術，如下表所示。

由此可見，CIPP翻轉內襯法有更小的作業(yè)面積，且修復過程不產(chǎn)生揚塵、不采用污染材料，減少90%以上的碳排放，符合國家提倡的節(jié)能環(huán)保施工；更強的過彎能力，單個施工段可連續(xù)過彎，適合涉及繁華商業(yè)區(qū)、重點、特殊區(qū)域的作業(yè)；更好的無損修復效果，內襯材料薄，流量幾乎無減損，而且修復后內壁光滑，可提升介質流動速度。

2 CIPP翻轉內襯修復燃氣管道工程實例

2.1 工程概況

重慶渭沱工業(yè)園涼申路燃氣管道設計全長1200m，設計壓力0.8MPa，供氣規(guī)模40×104m3/d，設置閥井1座，采用D273×8mm無縫鋼管材質，受地形條件限制多處在水平和縱向轉角設置有彎管或彎頭。由于建設當年對道路修建、管道布設未充分考慮到園區(qū)產(chǎn)業(yè)變化，因此自管道建成以來一直未能正常投運，且期間受園區(qū)規(guī)劃變動多次調整路由走向和埋深，并缺乏必要的日常維保。

現(xiàn)如今燃氣管道通過的X617與茶園大道路口周邊給水管道、電力管道、通信管道各類專業(yè)地下管線密布，地下資源尤其緊張。采用傳統(tǒng)的開挖方式進行舊管道修復整治是供氣企業(yè)和管理部門及社會各方面難以接受的。為此項目采用非開挖CIPP翻轉內襯技術對原管道予以修復和保護，延長燃氣管道的使用壽命。項目燃氣管道橫穿路口位置現(xiàn)場地面示意圖，如圖2所示。

2.2 CIPP翻襯修復施工流程

CIPP翻轉內襯修復燃氣管道施工工藝流程如圖3所示：

2.3 CIPP翻襯修復施工關鍵環(huán)節(jié)

2.3.1 工程準備

施工準備階段包括現(xiàn)場勘測、內襯軟管制作、布置工作坑和管道清理、檢查等。首先，對待修復燃氣管道進行現(xiàn)場勘測、掌握長度、管徑和走向，編制施工技術方案。翻轉內襯修復技術依托原有管道作為外壁結構，因此施工前需詳細掌握管內情況，并對管道進行必要的疏通清理。本工程由于燃氣管道處于長期閑置，僅采取了噴砂清理，并對管內存有的邊緣尖利的焊瘤及雜物等進行預處理，做到100%除銹和表面糙化處理。最后再經(jīng)由CCTV行走器進入管內行走檢查和顯示管內狀況，確保管道內壁干燥，無任何附著物，且露出管道自然金屬光澤。

2.3.2 搭建翻襯平臺

根據(jù)施工段的長度準備適量內襯軟管和黏合劑，在工場平臺提前將黏合劑均勻地灌入內襯軟管，充分浸漬后經(jīng)運輸帶塞入翻轉車的艙體內，再由翻轉車運至施工現(xiàn)場。黏合劑具有適宜的黏度、剪切拉伸強度和剝離強度。本項目工作坑位置選擇在橫穿道路的兩側路肩處，即燃氣管道穿越段兩端頭各開挖一個，并在操作坑一側開挖一個約20°坡度的導向坡槽，便于與翻轉工作平臺連接。

2.3.3 翻轉送入作業(yè)

現(xiàn)場啟動空壓機組將翻轉車工作艙內的內襯軟管翻轉出艙伸入舊的燃氣管內，軟管在氣壓推動下不斷延伸。經(jīng)翻轉艙翻轉后，壓出的內襯管外涂有黏合劑，在氣壓作用下可與舊管內壁緊密貼合，如圖4。需要在翻轉時注意實時監(jiān)控，翻轉壓力控制在0.05～0.1MPa，且不超過管道的允許工作壓力，促使軟管在翻轉過程中能夠充分擴展開來和緊貼原管內壁，特別應注意內襯管送入過程中通過彎管或彎頭時的推動情況。

2.3.4 固化成型

確認內襯管翻轉至燃氣管道的另一端后，啟動翻轉設備車上的加熱設備對內襯管進行加熱固化處理。固化過程持續(xù)時間約為72h。整個固化期間，固化壓力不低于01MPa，管內壓力保持正壓使內襯管與原有管道緊密接觸。確認固化成型后，等待管內的溫度自然冷卻，緩慢卸壓，防止內襯管產(chǎn)生收縮裂縫［4］。

2.3.5 端頭處理

端頭處理主要包括密封和切割等工作內容，如圖5。拆去兩端裝置，采用專用工具將兩端頭內側剝去20cm左右的內襯，應注意切口須整齊。特別是當端頭處的內襯管與原有管道之間貼合不夠緊密時，應通過采取加強充填黏合材料以促進密封［4］。

2.3.6 修復后管道檢測

內襯管端頭切開后，采用CCTV對修復后管道進行再次檢測，確保整個被修復區(qū)域光滑連續(xù)，表面無鼓脹、無剝落、無未固化現(xiàn)象，并將檢測過程和結果制成影像資料可作為后期驗收材料。同時，參考行業(yè)標準《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收標準》（GB/T51455-2023）對修復后管道進行強度和嚴密性試驗。強度試驗的試驗壓力取為1.5倍修復后管道設計壓力值，穩(wěn)壓時間≥1h，觀察壓力表，確定無壓力降為合格［5］。嚴密性試驗可以緊接著在強度試驗合格后進行，試驗壓力取為修復后管道設計壓力，穩(wěn)壓的持續(xù)時間≥24h［5］。試驗期間測量記錄壓力和溫度值，記錄頻次每小時不少于1次［5］。試驗完畢后，按GB/T51455-2023中公式11.4.5進行修正壓力降換算，當修正壓力降小于133Pa為合格［5］。

3 相關問題思考

3.1 翻轉速度的影響

通過CIPP翻轉內襯修復燃氣管道施工實踐可知，整個翻轉內襯的過程是依靠壓縮流體的作用推動翻轉頭在原有管道中行進的。內襯軟管的翻轉速度與空氣壓力呈近似線性關系，隨著壓力的增大而增大。翻轉中翻轉頭的勻速行進是有效延展內襯材料使其不出現(xiàn)褶皺和氣泡的關鍵［6］。翻轉頭行進過程中，如果速度過快，會發(fā)生內襯軟管的折疊、褶皺、存留空間不能緊密貼合等問題；如果速度過慢，則會使黏合劑因存量多而自流至管底部，造成管內的內襯厚度不一致［6］。為取得較適宜的翻轉速度，需要根據(jù)管道口徑大小、彎頭部位和數(shù)量合理調整空壓機排氣壓力，較小口徑（≤DN300）翻轉速度宜為3～4m/s；較大口徑（≥DN400）翻轉速度宜為2～3m/s。

3.2 固化時間的影響

修改管道在翻轉內襯完成后加壓固化，固化時間只與溫度有關，通常環(huán)境溫度越低所需的固化時間越長。若要人為地縮短固化時間，可加入催化劑使固化時間縮短至6～12h。因此，足夠的固化時間對保障修復質量非常重要，以保證在固化期內內襯軟管能夠完全伸展與原管道內壁緊密粘貼，防止存有間隙而后產(chǎn)生內壁褶皺。當然，固化過程本身是一個劇烈的放熱反應［7］。這就需要在施工中注意管內溫度的變化，避免熱量在部分位置內襯軟管的內壁處聚集，導致內襯軟管預制結構遭到破壞，影響固化后的“新”管內壁表觀形貌界面［7］。

結語

CIPP翻轉內襯修復技術作為一種新興的非開挖管道修復技術，具有施工影響小、速度快、工期短、修復效果明顯、安全耐久等優(yōu)點。面對目前城鎮(zhèn)燃氣管道老舊改造和道路交通繁忙狀況，推動采用非開挖CIPP翻轉內襯技術開展地下燃氣管道預防性修復、更新十分必要。現(xiàn)將本項目在CIPP翻轉內襯修復施工中獲得的部分經(jīng)驗予以總結，以期為同類工程提供借鑒。

（1）燃氣管道規(guī)格D273×8mm，建成后多次改線變動，路由上水平和縱向彎管或彎頭數(shù)量較多，線路橫穿公路狀況較復雜。經(jīng)過對各類非開挖修復技術比選，采取了CIPP翻轉內襯修復工藝，并在重慶渭沱工業(yè)園涼申路燃氣管道公路穿越段修復工程中進行了成功嘗試，表明了該項技術的實用性與有效性。

（2）基于工程施工在現(xiàn)場實施與管理中的實踐環(huán)節(jié)，分析了CIPP技術特點，闡述說明了燃氣管道修復過程的工序流程和工藝方法，操作過程的施工技術水平很大程度影響了修復效果，因此施工要點及注意事項須嚴格遵守［8］。

（3）CIPP翻轉內襯修復燃氣管道在國內的運用尚處于起步階段，工程應用實例少且缺乏成熟、科學的技術系統(tǒng)，對此在以后的工程施工中還需要進一步建立適宜的技術規(guī)范和質量標準，促使該技術得到有序發(fā)展和廣闊應用。

參考文獻：

［1］董薊偉，張芳，曹國權，等.淺析燃氣管道翻轉內襯（CIPP）修復工藝的技術論證［J］.城市燃氣，2013（03）：19-22.

［2］曹國權，劉鴻歡.我國引進國際領先非開挖內襯修復技術［J］.城市管理與科技，2015，17（06）：70-72.

［3］李家政.燃氣管道非開挖修復系統(tǒng)關鍵設備設計與研究［D］.北京石油化工學院，2018.

［4］黃宗仁.關于非開挖管道施工及修復技術的一些探討［J］.城市建設理論研究（電子版），2015（16）：4823-4824.

［5］城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收標準（附條文說明）：GB/T 51455-2023［S］.2023.

［6］董久樟，馮軍.翻轉內襯法在舊燃氣管道修復中的應用［J］.煤氣與熱力，2001，21（1）：55-57，60.

［7］石東優(yōu).排水管道原位修復內襯軟管制備及應用研究［D］.天津科技大學，2020.

［8］南雪梅.排水管道非開挖修復技術的研究及應用［D］.揚州大學，2022.

作者簡介：曾翔（1988—），男，漢族，四川成都人，本科，工程師，研究方向：城鎮(zhèn)燃氣管道管理。