UV―CIPP翻转内衬修复技术在金明路下水管道修复中的应用技术研究

　 摘 要：文章以金明路排水管道为例，对于其模拟CIPP修复处理，对CIPP的工艺特点进行了介绍，详细分析了CIPP的施工方法、壁厚设计等方面的问题，讨论了该CIPP修复技术的具体特点。
　　金明路是河南郑州姚王镇的一段公路，道路两侧设置有雨水管，2.7km长度以及1.3～4.5m埋深。采用CCTV技术对雨水管道进行检测，发现多处损坏。本次研究拟采用非开挖方法对雨水管道进行修复处理。依照不同的损坏程度对修复技术进行选择，比例开槽翻排、翻转法修复技术或局部树脂固化修复技术等。对单段损坏超过5处的Ф450～Ф600，则通过整体内衬技术结合CIPP翻转法，并联合使用土体注浆技术。其中CIPP修复部分达到2083m的长度，占总长度的77%。

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　　1 CIPP翻转法的工艺特点
　　CIPP即翻转内衬法，全称为Cured In Place Pipe。该技术可以应用于不同管径，不同大小、不同材料、不同形状的安装施工，相关的管道修复操作不受管材的影响，可以一次性修复500m的长度，并对90°弯头的管道进行处理。CIPP修复技术能够维持30～60a的管道寿命。
　　该技术的修复原理为通过遇光固化与树脂加热方法将处于未成型状态下的树脂软管通过水压翻转至特定的修复管道内，确保修复材料能够于管道内部紧密贴合在一起，在于管道内部进行循环加热，固化管道内的树脂，在较短时间内能够在管道内部的破损区域形成一个新的内衬管。
　　通常情况下，内补管主要由外层黏合剂、聚酯纺织毛毡以及聚乙烯涂层表面组成。其基本材料主要来源于进口，工艺原理参考图1。

　　2 内衬壁厚设计
　　当前我国在CIPP管道修复技术的应用方面尚处于初级阶段，相关操作的统一标准尚未形成。在内衬壁厚设计方面，施工单位普遍依照埋设管道的残余强度、埋深、管径以及施工区域的施工条件、地下水位以及土质等因素进行施工设计。本次研究所修复的管道主要为策略管道，均为局部损坏，多余的负载与周围土体可以利用新修内衬管与原有管道共同承载。具体的操作方法为
　　2.1 工程设计情况
　　依照管道检测结果、使用年限以及埋设情况，本次研究对原管内内径的1.5%进行取整，Φ600取9mm，Φ450取7mm。
　　2.2 采用国外标准
　　在实际的施工操作中，许多施工单位直接引用国外已经形成的计算方法。这种方法具有实用性强、应用范围广以及设计要素覆盖全面等方面的优势。需要注意的是，施工单位在引用国外标准的同时，也需要对现有的施工条件进行分析，尽量提高国外标准对于特定施工需求的兼容性。
　　3 管道修复施工
　　具体的施工程序为管道清洗→制定施工方案→仓库材料加工→现场拉入充气，热固化→冷却割头→恢复通水。在材料准备阶段具体包含灌浸树脂与恒温出货等，相关的操作均在工厂内完成。
　　管道内施工的具体步骤为：准备临时排水→管内通风清除→管内检测调查→管内衬充气，热固化施工→管头部切开→管内检测→验收通水。
　　3.1 施工前准备
　　3.1.1 安全确认
　　施工人员在检查修复管道前需要对管道内可能存在的各种有毒气体进行检测，做好气体评估、检查以及通风排气工作，确保施工人员的安全。
　　3.1.2 临时排水
　　为了方便施工操作，当管内存在污水或雨水时可能会对施工造成影响，因此，需要事先封堵管道上游，设置各项排水设施或旁通管道，对污水进行临时排放处理，保持管道内清洁。
　　3.1.3 管道清洗
　　受损管道内的垃圾与污泥需要事先清除干净，对于吸出的清淤需要进行干湿分离处理。在高压水清洗机与疏通车等设施完成清理工作后，施工人员需要利用内窥镜来观察管道，看管道内是否存在尖锐突出物、油垢、颗粒等杂物。
　　3.1.4 管道检查
　　由于管道检查工作是管道修复施工中十分关键的环节，为了确保施工质量，施工单位可以邀请第三方专门管道检查团队来进行操作，配合检测人员对管内状况进行记录与测绘。另外，也可以通过CCTV检测车设备中的显示器装置直接对需要转折以及改变直径的管道内衬进行分析，对管道内衬的设计情况与损坏情况进行核实，对设计方案进行及时的调整。

　　3.1.5 管道障碍物
　　在了解管道阻塞情况后，管道内部可能仍然存在体积较大的障碍物，比如各种压碎破裂物、凹凸装置或接头等，这些物体的存在不利于软管的翻转置入，需要通过专门的局部开挖或切割设备来进行处理。
　　3.2 内衬管拉入
　　内衬管拉入待修复管道时，先在原管道内底部铺设一层垫膜，并且需大于1/3的管道周长，目的是减少内衬管拉入时产生的摩擦力和避免对内衬管的划伤。内衬管拉扩前两端进行绑扎，然后平整，缓慢的拉入待修复的管道，拉入速度不得大于5m/min，拉力不得大于122kn。
　　3.3 紫外线固化
　　内衬管拉入后，通过空压机将压缩空所充入内衬管，使其膨胀，紧贴待修复管道内壁，压力1kPa/min的速度匀速增加到10kPa，然后打开扎头，放入紫外线固化灯，再将压力慢慢的升到45kPa，保持15分钟，打开灯架。将灯架拉入内衬管内，紫外线灯架的拉入速度，需根据管的壁厚，管的厚度，管径的大小，以及选择的灯架来确定，灯加胡速度在固化起始端的0.5内控制在预订速度的一半，然后慢慢升到预订速度的一半至终点。在固化的过程中内衬管内部应保持压力，使其与内衬管的待修复管道紧密接触。固化中的参数必须满足：（1）扩充压力保持在15kPa；（2）开灯时间隔60S；（3）紫外灯架行进速度为70～80cm/min；（4）管内的温度要求80～120度；（5）内衬管压力保持在45kPa。

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　　3.4 管道末端处理
　　固化工序操作完成后，缓慢降低管内压力至大气压力，固化后拆除扎带，拉出底膜。施工人员需要将多余内衬切除干净，管口端采用不锈钢压环与专业密封胶来加强封口，提高内衬管道的防水性能。

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　　4 结束语
　　非开挖式UV-CIPP是当前我国市政工程中管道修复工作十分重要的处理方法，该技术具有除了以上所阐述的优势之外，还存在材料来源与操作主技术等方面的限制，尤其是基本材料主要还是依赖于进口，成本过高。相信随着国内有关技术的不断发展，该技术的性能水平能够得到进一步的提高。