供排水管道内衬修复技术与应用分析
供排水管道内衬修复技术与应用分析
作者：周燕
来源：《科技资讯》 2014年第4期
周燕
（上海南汇自来水有限公司 上海 200120）
摘 要:随时间推移,城市基础设施逐渐老化,供排水系统结构破坏的可能性越来越大。供排水管道一般深埋地下,更换工程量巨大,成本高,同时会带来环境社会问题,影响正常的生产生活。城市交通、高速路、铁路、建筑物和河流等的穿越均要求尽量减少开挖土方量,于是非开挖施工技术应运而生,其中管道内衬修复技术作为管道维修的有效手段,值得深入的研究探索。
关键词:管道内衬修复技术 供排水管道 应用
中图分类号:TU991 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(a)-0103-02
20世纪90年代以前民用供排水埋设的金属管道大部分并没有做防腐处理,在一段时间的使用之后管道内部开始出现结垢、腐烂穿孔等问题,严重影响供排水功能。为了解决这个问题,国内大部分城市都开始了维修、改造和更换供排水管道的工程,但是因为基础设施的改造工程量巨大且成本高昂,所以如何简化而经济的修复地下管道成为了很多城市相关部门研究的目标。不开挖翻衬法管道修复技术由于简化了管道修复的各种复杂工序,突破了各种限制,不需要全面开挖,降低噪音、污水等污染,被各大城市广泛应用在了管道修复工程中。
1 管道内衬修复技术现状
城市供排水管道是整个城市的血液,为居民提供生活用水,同时排出生活污水。供排管道的正常运行关系到城市居民的生产生活,虽然是埋藏在地下的隐形工程,但是意义重大。
作为发展中国家的中国,仅仅以上海为例,在上海市区75 mm以上供水管网约7460 km,大部分为灰口铸铁材质,1968年以前铺设的基本没有内衬。管道内衬修复技术的推广势在必行,修复技术的种类工艺也是丰富多样,就目前技术手段来看,一般大管径推荐使用局部修复,小管径推荐采用整体修复。
2 混凝土内衬管道的再生修复
2.1 内衬法修复再生技术简介(见图1)
这种技术是在不开挖管道的情况下,通过一根聚氯乙烯、纤维、树脂材料制作的可折叠软管,通过专用设备在压力作用下使软管缓缓进入待修管道,软管被浸渍的一侧贴在待维修的一侧,保证压力,使得树脂材料固化变硬,在管道中形成一个“玻璃钢”的内衬,在起到修复作用的同时还能够加强原有管道。
2.2 修复使用的设备
修复材料主要是聚氯乙烯、纤维的复合体,材料强度按照使用要求选择。合成树脂要选择“玻璃钢”材料合成用的树脂,要求小的固化收缩率和同混凝土大的粘接力。固化剂的选择要根据固化条件的变化选择适用的。
主要施工设备有电动搅拌机、同步电动辊压器和送管机。
2.3 施工步骤
2.3.1 准备阶段
清理混凝土管道积水,并用高压水龙头冲洗淤泥,风干表面。然后根据混凝土管道内径和修复长度制作内衬软管。送管机送入井内,端管对准待修排水管管口。把合成树脂和固化剂、改性剂等按照比例混合,利用电动搅拌机搅拌均匀,按照预定用量导入预制软管内。
2.3.2 压力进管
浸渍好的软管一端连接送管机,一端通过专用机具密封。连续不断向送管机内加压,软管向待修排水管内推进。软管浸渍一侧紧贴待修内壁,形成一定压力并且保持一定时间,使得合成树脂能够固化变硬。
混凝土内衬修复技术可以解决混凝土材质的供排管道内衬修复问题,不必完全开挖,减小工程量,节约施工成本,提高效率,值得推广。
3 金属管道内衬修复技术
3.1 环氧树脂喷涂内衬技术
这种技术的基本原理是通过高速旋转气流的作用,把研磨材料旋转,通过产生的固气两相气流反复撞击管壁,切削研磨管壁,清理污垢和铁锈。这种修复技术采用按照管道口径顺次研磨的方式,从大口径到小口径,避免过高的摩擦。研磨程度可以通过控制研磨料的量来控制,为了获得均匀的研磨程度,风量、研磨量必须同各个口径管道吻合,必要时可以通过管道连接处补充风量。小口径管道要控制研磨料量和风量避免过度研磨,大口径可以适当加大通风量和磨料量。这种施工工艺对于弯头、三通、口径变化比较多的管道和室内给水管道的修复适应性较好,适用于解决水质二次污染。
3.2 聚合物水泥砂浆涂衬技术
这种技术在欧美的应用较为广泛,聚合物水泥具有低廉的成本、优秀的防腐性能和较长的使用寿命等优势。这种技术主要通过离心或者压缩空气喷涂聚合物水泥砂浆,在管道内形成高强度的水泥环。这种技术的优点是能够显著改善管道内壁状态,具有良好的防腐效果和长的使用寿命。
3.3 半结构性聚合物内衬技术
这种新型的技术有着同传统技术相比更优异的性能。有着更独特的强度、抗剪性能和快速固化等特点。这种技术需要旧管道的支撑来承担常规工作压力和外部载荷的综合作用。当管道局部破坏时,半结构性聚合物能够维持纵向连贯,延长寿命。聚合物的快速固化仅需要一个小时就能够正常使用,通过增加管壁厚还可以增加旧管道的承载强度,凭借聚合物良好的耐磨性,设计使用寿命可达到50年,甚至还可以采用不断水开洞的施工方法,不影响自来水供应,适用于供水后期养护。
3.4 转管内衬翻道修复技术
这是一种较为成熟的管道内衬修复技术。通过采用热固化或者光固化树脂,利用蒸汽、热水加热管道内部固化树脂,在旧管道内形成新的内衬管道,内衬后管道采用不锈钢圈或密封胶进行端头处理,也可以利用环氧胶泥对接口漏水进行修复。翻转材料主要是环氧树脂和衬管材料。这是一种施工工艺简单、周期短、占地小、施工长度大,进行排水管道施工时基本不需要开挖。
除了以上几种施工技术之外,还有几种施工技术,实用性不如以上几种广泛,就不再一一赘述。
4 结语
通过对比,笔者发现,到目前为止小口径管道的维修技术并不多,大口径的管道维修技术中,聚合物水泥砂浆涂衬技术和半结构性聚合物内衬技术的优势较为明显。在今后的管道维修工作中,我们要不断尝试新技术新材料,减少维修工程的开挖工程量和对市民生活的影响程度。
参考文献
[1]管道检验法规:使用中管道系统检验、修理、改造和重新评估(API570-2006a)[Z].
[2]葛延超.网内管道非开挖修复技术的现状与发屁[C]//第届伞闲非丌挖管道工程技术推广交流会.2010.
[3]高立新.我城市市政管现状发展趋势[C]//第一届非开挖管道工程技术推广交流会.2010.
HDPE内衬修复管道技术在吐哈油田的应用
159 科学管理2019年第3期
吐哈油田神泉干气外输系统优化工程管线需要穿越兰新铁路，向铁路局相关部门申请后，未获许可。该项目其他主体工程前期已完成，穿越段成为工程瓶颈。为尽快完成项目建设，使项目尽早投运发挥效益，在目前新建管线穿越高铁段施工不能进行的情况下，急需寻找可行的替代措施。在改穿越段原建有一条等径油气集输管线，运行17年，因管线腐蚀严重停用。在铁路建设过程中，对穿越该段管线及相邻的管线进行了管涵保护。为解决目前项目建设瓶颈问题，决定在吐哈油田首次采用内穿插高密度聚乙烯（HDPE）管修复技术对该段管线穿越段进行修复，经过清洗、内衬管修复处理后，恢复管线运行功能，服务于生产，同时解决了管线穿越难题和腐蚀问题。1 内衬管修复工艺1.1 工艺原理 采用非开挖的内修复技术，将HDPE管，经专用U型压缩设备缩径，截面被压变成双层U形（图1），从而使内衬管截面缩小约40%，在牵引力的作用下拉入原输油管道中。HDPE管到位后，借助于其自身记忆特性或压力和温度的作用使HDPE衬管管径回弹恢复（图2），外壁过盈贴附于待修复金属管内壁，形成牢固的管中管结构，具备了非金属HDPE 管良好防腐性能及金属管的力学性能，输送介质在HDPE管中流动，而不与钢管接触，从而有效提高管道的整体性，达到内防腐蚀的目的，修复后管道寿命可大幅延长。 图1 截面压缩的U型内衬管 图2 安装变形管后形成的组合管道1.2 修复工艺流程在工程施工前，相关技术人员现场勘察，确定待修复管道埋地、运行压力、管线腐蚀及周围环境等，详细调研后，确定合适的开挖地点和断管位置，开挖标准操作坑。1）旧管线断管和清洗。利用管道探测仪器对旧管线进行地面测控定位，然后根据设计的长度开挖、切割旧管道，在管段两端焊接金属法兰。根据现场条件，开挖断开长度确定为380m。管线断开后，采用牵引式物理清管技术对管道内壁进行清洗、清障，彻底清除管道内的杂物、管壁上的结垢、锈层及其他附着物，起到通径的作用。不能有突出硬垢、焊瘤、木楔等尖锐硬物存在。该穿越段地势南低北高，清洗和穿穿插均由南面牵引。2）内穿插HDPE管的焊接 在现场采用单根热熔焊接方式，将HDPE管逐一连接，HDPE管段应比旧管段略长。焊接完成后，将热熔焊接时所产生的焊瘤切除，打磨光滑焊接表面，以保证内穿插顺利和贴附紧密。HDPE管段接好后，先对其进行密闭性检查，确保衬管的焊接质量。3）HDPE管压缩及穿插 在HDPE衬管的首端固定好牵引头，接好牵引缆绳。同步启动缩径机和牵引绞车，按照方案设计的速度均匀牵引HDPE衬管通过缩径机缩径后进入主管道，从另一端牵引出设计的长度。在牵引过程中，要密切监控内衬管段的应力大小，防止超过其拉伸屈服强度。4）翻边法兰压制 穿插结束后，采用高温压制成型装置在管段两端压制HDPE翻边法兰。法兰制作应在HDPE管未加压、加温回弹贴合之前实施，以便其复原过程中所产生的轴向拉伸力可使翻边法兰与金属法兰更加紧密地贴合在一起。HDPE内衬管穿插完毕后，整体管线应具备4.0MPa的承压能力，保证管线运行后法兰接口不渗不漏。完成后将翻边法兰配合钢法兰将修复管段与主管连接起来。修复完成后对该工程整条管线进行整体试压，试压合格后回填，投产运行。2 效益评价内穿插HDPE 管修复技术采用非开挖修复方式，有效地克服了传统开挖更换管道方式的缺陷，避免了对环境的破坏，有力地保护了环境和公用设施，同时改造成本仅为新建管线的30%左右，在要求地面系统快速建成配套的工程中，可大幅缩短施工周期、实现提前投产、节约投资成本。同时其良好的化学稳定性，防止腐蚀或损坏，也不会滋生细菌、微生物或结垢生锈。可广泛应用于DN100以上通径的天然气管道、输油管道、注水管道等油田集输管道。参考文献 [1] 解海林，徐效华等．穿插衬装高密度聚乙烯管在线修复旧管道技术[J]．腐蚀与防护，2002，23：174-175．[2] 张晨利，薛雄锐等．非开挖穿插高密度聚乙烯管在线管道修复技术[J]．施工与焊接，2002，5：21-23．作者简介孙坤，助理工程师，1988年生，2012年毕业于西安石油大学油气储运工程专业，现主要从事油气田地面工程建设施工管理。HDPE内衬修复管道技术在吐哈油田的应用孙坤吐哈油田吐鲁番采油厂 新疆 鄯善 838202 摘要：采用非开挖内穿插高密度聚乙烯管修复管道技术，利用金属管的力学性能与非金属管的耐腐蚀性能相结合，由翻边法兰与金属法兰配合进行连接，管道整体性和密封性良好，有效地提高了管线的防腐蚀性能，同时解决管线穿越和腐蚀等影响生产难题。关键词：高密度聚乙烯修复 内穿插修复 腐蚀防护 管线穿越
3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道施工工法
3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道施工工法
一、前言随着城市化进程的加快，大口径排水管道的修复和维护成为城市建设中不可忽视的问题。而传统的大口径排水管道的修复方法往往需要开挖施工，不仅施工周期长，而且对周围环境造成了一定程度的破坏。为了解决这一问题，3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道施工工法应运而生。本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，以期为读者提供参考和指导。
二、工法特点3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道施工工法具有以下几个显著的特点：1. 修复过程无需开挖：施工过程中不需要开挖地面，只需要在管道内充入3S模块，然后进行拼装修复。2. 施工周期短：相比传统的开挖施工方法，该工法的施工周期明显缩短，大大提高了施工效率。3. 施工成本低：由于无需开挖地面和大量的人力物力投入，该工法的施工成本较低。4. 修复效果好：通过3S模块的拼装，能够完全修复大口径排水管道的损坏部分，恢复原有的功能，确保排水畅通。5. 环境友好：由于无需开挖地面，也减少了对周围环境的破坏，是一种更加环保的修复方法。
三、适应范围3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道施工工法适用于以下情况：1. 大口径排水管道的损坏部分较小：该工法适用于管道的部分损坏，如果整体损坏较严重，可能需要考虑其他修复方法。2. 管道的直径较大：该工法适用于直径较大的管道，一般适用于直径在300mm以上、最大可达2000mm的大口径排水管道。3. 管道的损坏原因多样化：该工法适用于各种原因引起的管道损坏，包括腐蚀、断裂、阻塞等。
四、工艺原理3S模块法拼装内衬修复大口径排水管道的工艺原理主要包括三个方面：1. 施工工法与实际工程之间的联系：通过分析实际工程情况，确定需要修复的管道长度和位置，并选择合适的3S模块进行修复。2. 采取的技术措施：根据管道的损坏情况和修复目标，采取相应的技术措施，包括清理管道、充填3S模块、拼装模块、固定模块等。3. 理论依据和实际应用：基于科学的原理和实践经验，保证施工过程的稳定和成功。
CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法
CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法
CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法
一、前言随着城市化进程的推进，排水管道也面临着老化损坏的问题。传统的排水管道修复方式存在施工周期长、造成不必要破坏和影响周边环境等问题。为了解决这些问题，CIPP内衬管翻转法应运而生。本文就CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法进行详细介绍。
二、工法特点CIPP内衬管翻转法是一种无需开挖地面的排水管道修复工法。它通过将柔性树脂或聚脂编织材料浸渍在特定的树脂混合物中，并通过高压空气将其输送到现场，然后反正压缩空气来推动材料铺设在管道内壁上。该工法具有施工周期短、无挖掘、减少对道路和环境的破坏等特点。
三、适应范围CIPP内衬管翻转法适用于直径为100毫米至2000毫米的排水管道修复。它可以修复金属、混凝土、铸铁和塑料管道。无论管道存在哪种类型的损坏，如裂缝、腐蚀、起皱或断裂，该工法都能有效修复。
四、工艺原理CIPP内衬管翻转法通过浸渍柔性材料和树脂混合物，使其在管道内完全充盈，并通过高压空气将其铺设在管道内壁上。材料在管道内膨胀形成管腔内衬，经过固化后，形成一层新的管道内壁，修复破损或老化的管道。 五、施工工艺（1）设备准备：准备好所需的机具设备，包括内衬管翻转机、涂布机、固化装置等。（2）准备工作：清理管道表面，修复损坏区域，确保管道表面平整，无杂物。（3）材料制备：浸渍柔性材料在树脂混合物中，确保材料充分浸渍。（4）内衬管翻转：通过高压空气将浸渍了树脂的内衬管布料推进到管道内，使其紧贴管道内壁。（5）固化：使用固化装置对内衬管进行热固化处理，使其成型，并与管道内壁牢固粘结。（6）质量检验：进行管道内衬的质量检验，确保修复效果达到设计要求。
六、劳动组织根据工程规模和施工周期，合理组织人员，确保施工的高效率和质量。
七、机具设备内衬管翻转机、涂布机、固化装置、检测设备等，这些设备能够完成施工过程中的各项操作，具有稳定性和易操作的特点。
管道非开挖修复技术在市政排水管道改造中的应用
管道非开挖修复技术在市政排水管道改造中的应用
摘要：随着城市化的发展，城市地下给水、排水管等盘根错节，城市道路交通压力大，对其施工、维护和使用提出了更高的要求。非开挖修复技术既不会对城市地面产生直接的损害，也不会对交通产生直接的影响，且具有快速、成本低廉的特点。本篇论文重点介绍了非开挖管道修补技术，详细介绍了我国城市排水管道施工中应用的非开挖内套管修补技术。
关键词：管道；非开挖修复技术；市政排水管道改造；应用
在穿越高速公路，铁路，建筑物，河流，城市，文物遗址，自然保护区，农作物和自然环境保护区域，不能进行挖掘的区域，使用非开挖技术。由于其综合成本较低、工期短、对周围环境的影响较小，对交通没有任何危害，具有良好的安全性能，因而得到了广泛的使用。
1非开挖内置套管修复工艺
（1）工艺原理
“不开挖内插套管修补技术”是以待修管道为主体，将高密度 HDPE实壁管特别设计、加工成子母孔结构，并在管内加装密封环，通过水力牵引、相互作用力组合连接，将HDPE实壁短管作为整体结构，并与老管道进行内衬。本技术是根据国家有关验收技术规范研制而成[1]。
（2）工艺介绍
这种方法在不开挖路面的条件下进行，通常采用一个小井距作为作业单位，两个相邻的检查井作为作业的场地。在管道的一头，主要是用来放置油压、推拉器等装置；在管道的另外一头，则是用来装下管和短管的撞合口。按照国内现有的管材制造和塑料生产工艺装备的使用情况来看，这种方法的使用范围在
d=200-700 mm左右。
（3）工艺特点
1）设备的特点
拆装方便，操作简单，动力稳定，无噪音，无空气污染。
2）短管设计的特点
①管节的长度可以按要求进行调整；②管节的接头做成子母锁的形状，有防脱落的作用；③管口采用O形圈密封，防止渗漏；④接头质量轻，体积小，易于使用。
3）HDPE管材切割加工
根据生产工艺的需要，将检查井的 HDPE管切成60-80厘米的短节(长度根据检查井的可用性来决定)，采用专门的检查井机械，将检查井的管口加工为倒榫子母开口。
排水管道CIPP法修复内衬结构稳定性分析
排水管道CIPP法修复内衬结构稳定性分析
摘要：伴随我国城市发展的集约化、低碳化等趋势,城市对地下排水管网运行性能要求越来越高,而铺设年代久远的排水管道由于其特殊的负荷情况和工作环境,常出现结构性缺陷和非结构性缺陷"。传统的明挖法施工修复技术不仅会破坏道路，还会造成交通堵塞,为此原位固化法(CIPP)应运而生。原位固化法(CIPP)作为非开挖管道修复的一种，无需开挖路面，基本不影响交通,不扰民，施工速度快、效率高,可以有针对性地对原管道缺陷进行修复。因其具有良好的改造效果，并有效减少资金的投入，目前已经在城镇给排水管道上得到了较为广泛的应用。
关键词：排水管道；CIPP法修复；内衬结构稳定性
引言
随着中国城市化进程的加快和城市地下管线的迅速发展，近几年来接近使用寿命的供水和排水管线越来越多，管网老化、漏水、腐蚀、接口断开和不良等问题也越来越多，传统的管道更换技术需挖掘道路，对城市交通和居民的生活造成影响，为此亟需一种不需挖掘地面的修复技术。（CIPP）原位固化法是一种最常用的未开挖管道修复技术，即通过反转或拉伸将浸渍树脂管道插入原始管道、凝固和形成管道内部涂层的修复方法。该方法具有运行速度快、运行时间短、内衬管与原有管道紧密结合、内衬连续且表面光滑等优点，因此广泛应用于圆形和矩形剖面的给排水管道的修复和更新。原位固化法所要解决的主要问题是材料的选择、涂层的铺设和固化方法以及涂层的设计，所用的主要材料是管道和树脂。根据管道进入原始管道的方式，CIPP可分为两个过程:反转和拉动。原位固化法目前包括热水凝固、蒸汽凝固和紫外线凝固。
1模型参数定义 内衬在安装过程中，受原有管道和施工工艺的影响，可能会出现各种几何缺陷，如内衬和原有管道之间的环状间隙、内衬局部的褶皱、原有管道截面椭圆化造成的内衬椭圆度、内衬的厚度不均匀等。这些缺陷会极大地影响内衬的屈曲性能。在工程设计中应予以考虑，内衬管系统的几何构型可以通过三种参数来表征:衬管尺寸比SDR、内衬管和原有管道间之间的环形间距或间隙、椭圆度，对于模型中材料属性参数的设定,由于既有管道仅作为边界条件为内衬管提供约束，故只需考虑内衬管的材料属性参数。
管道垫衬法修复施工工艺
管道垫衬法修复施工工艺
1、技术特点
垫衬法修复技术是采用完全不开挖的方式进行修复，不会破坏原有管道周边的环境，仅利用检
查井便可进行施工作业，占地面积小，安全措施较少，无需人员进入施工管道，操作简单。经垫衬法修复技术修复后的管道，结合了热塑性塑料的柔韧性、延展性、耐腐蚀等优点和混凝土强度高的特点，将原有管道变成了一个刚柔相济的结构，以此保护管道不被污水或硫化氢、氨气等气体腐蚀，提高了耐久性，延长了结构使用寿命。
（2）适用范围
1）适用于波纹管、钢筋混凝土管、钢管浆、砌石管、砖砌管道等原管道材质。
2）适用于雨水管、污水管、工业废水管、箱涵等修复工程；直径在D300≤的各种管道的衬砌；管道断面为圆形、椭圆形或特殊几何形状。
3）适用于排水管道局部和整体修理。
4）适用于弯曲、错位的复杂管道的修复。
5）不适用于检查井损坏修理。
（3）工艺原理
垫衬法修复技术是通过检查井将带有锚固键的塑料衬垫作为内衬管，通过牵引方法置入原有管道内，在内衬管与原有管道之间的环形空隙中进行注浆，使原有管道重生的修复方法。浆料固化后，内衬管与管道内壁结合在一起，形成新的管道结构，起到防渗、防腐蚀、加固的作用。
图1衬垫法修复示意图
内衬管在其背面增加锚固键是很有必要的，它作为与旧管的支撑，与旧管壁构成的环状空间用灌浆材料填充。根据系统的结构不同，可通过多层内衬的组合达到结构所需的总厚度，同时形成多道设防、控制渗漏的管壁结构。广泛应用于管网结构性缺陷修复、预防地面坍塌等工程。
（4）施工流程
图2垫衬法施工流程图
（4）主要材料
1）速格垫
速格垫结构结合了热塑性塑料的优点（柔韧性、延展性、耐腐蚀）和混凝土的特点（强度高、钢性好）。速格垫为混凝土结构的长期保护提供了一个高质量的解决方案。而且它满足了耐酸结构的最高要求。速格垫防止混凝土的劣化从而延长建筑的使用寿命。除此之外还能防
止泄露和渗透，直接保护了环境。特殊的锚固系统使其同样适用于存在被压区域的建筑。
市政给排水管网非开挖检测修复技术分析
市政给排水管网非开挖检测修复技术分析
摘要：在市政给排水管道施工当中有一定的问题存在，这些问题影响到了市政工程的有效运行和发展。如果能够合理的应用非开挖管道修复技术修复地下给排水管道，那么就可以在不对市政工程造成影响的情况下完成修复工作。并且在应用相应技术的时候，还不会影响到城市的交通以及生态环境发展。因此在当下需要主动的加强对排水管网的建设。针对其中存在的问题如果能够合理的应用开挖修复技术那么就会耗费一定的时间，更加会对交通还有日常的排水造成一定的影响。而应用非开挖修复技术能够实现免开挖的有效修复，使得市政工程施工的质量得到提高。
关键词：非开挖修复技术；给排水管网；改建工程
市政排水管网承担的任务非常的重要，是城市安全稳定运行下去的重要基础。排水管网会随着应用时间的增长产生严重的破损和缺陷，不利于城市的给排水甚至在雨季还会有积水以及内涝等情况产生。同时新建设的工程也会影响到周边的排水管道，产生局部损坏的相关问题，正是因为这种情况对于给排水管网的稳定运行造成了一定的影响。管道修复工程是解决各类管道损坏以及局部缺陷的工程，在其中涉及到的非开挖管道修复技术能够在不开挖地面的情况下修复地下给排水管道，不会造成对于交通以及环境的过度影响，因此在当前市政工程当中非开挖修复技术应用是相对比较多的。
1非开挖修复技术的概述
1.1非开挖修复技术概念
在应用非开挖修复技术的时候，需要了解到这一技术是指在施工的时候要主动的应用先进的技术设施，利用导向钻头向地下进行小面积的给排水管网的施工修复，对地下给排水管网进行有效的管线更换工作。 1.2非开挖修复技术应用特点
为了能够使得城市化发展的进程逐渐的加快，推动城市的可持续进步，那么就需要主动的对传统地下给排水管道的一些设施进行升级更新，使得地下给排水管道应用的质量得到进一步的提高，产生良好的应用效果。但是传统的地下给排水管道开发工程在实际施工的这个过程当中需要投入的资金相对来说是比较多的，而且还会影响到正常的交通，对于周围的环境更加会造成一定的影响，这样的情况不利于城市经济的有效发展和进步。随着当前对于非开挖修复技术的科学应用，在城市内部给排水管网的有效建设工作推进的过程当中，要主动的选择更加恰当的技术手段以及先进的设备，在地面小面积的施工并且展开非开挖修复技术的落实，使得施工效率水平不断的提高，对施工的质量进行有效的保障。同时还可以尽量的减少对于城市交通的一些影响以及环境所造成的一定影响，尽量的降低了给排水管网在建设过程当中消耗的各种资金节约成本，也能够通过这样的方式进一步推动城市的可持续发展和进步。
CIPP管道内衬修复技术9页
第 1 页 CIPP管道内衬修复技术
文献标识码： A1 前言CIPP工艺（cured-in-place pipe）是采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬的修复方法。CIPP技术是英国工程师Eric Wood于1971年开发的。目前该技术已在世界40多个国家和地区广泛应用，是现今非开挖管道修复工艺中使用最广泛的方法。根据软管置入原有管道的方式不同分为翻转式和拉入式管道内衬，分别如图1、图2所示。图1 翻转式CIPP示意图
图2 拉入式CIPP示意图2 工法特点2.1强度高、耐腐蚀树脂内衬材料完成固化后具有较高的强度，弹性模量可以达到6000Mpa至18000Mpa。固化后对常规腐蚀性的酸性、碱性环境的敏感度很低，不易发生化学反应。具有很强的抗腐蚀性。2.2改善管道水力环境内壁光滑，水流摩阻力大大降低。有效改善原管道的水力环境。2.3无缝无漏树脂内衬材料完成固化后具有良好的整体性，管道修复后形成一个无接口、无漏点的密闭空间。与管道周边地下水系统有效隔离。2.4保持原有管道坡度树脂内衬材料完成固化后管道形状和坡度保持不变，与原有管道贴合后不会大幅缩减有效过水断面。2.5完全非开挖以原有检查井作为工作井，只对管道内壁进行修复。实现了真正意义上的非开挖管道修复理念。2.6延长管道使用寿命修复后的管线使用寿命可再延长20～50年，且管道强度指标、水力学参数得到改善，维护冲洗方便，日常养护费用可有效降低。2.7工期短施工效率高、速度快，能最大限度地满足工期要求。3 适用范围3.1适用排水断面CIPP技术适用于各种常规排水断面，如φ200?L～φ2200?L的圆形管道以及非特大型砖砌方沟等。3.2内衬壁厚范围根据旧管管径、损伤状第 2 页 况、地下水等条件，内衬壁厚可选范围为2.5?L～80.0?L。3.3针对病害和适用条件对旧管道的腐蚀、裂缝、渗漏及轻微错口等病害均可修复。主要适用于不具备开槽置换条件且管道不存在大的变形、错口、坍塌、缺损并且有修复价值的管道更新。4 工艺原理CIPP技术就是将浸透树脂的纤维或无纺布软管作为管道内衬材料，软管采用翻转或牵拉方式进入地下管道内。翻转法采用水压或气压翻转，牵拉式则由牵拉设备直接拖入管道。固化方式则采用常温、热水加热、蒸汽加热或紫外线照射等使树脂固化定型，形成一层坚硬的内衬结构。管道内衬在重现管道正常运行的情况下与旧有管道实现共同承载。从而使已发生的破损或失去输送能力的地下管道在原位得到重建和更新。 常见固化介质：热水、蒸汽、紫外线5 施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程5.2操作要点5.2.1一般操作要求1）导水和管道清洗管道上游水源进行导流后将管道内的沙石淤泥等彻底清除，采用管道高压清洗车和人工清淤相结合清洗管道内腔。清洗完成后用CCTV进行检查，要求管道内无淤泥、砖块、沙石、树枝以及毛刺等。具备软管置入条件。2）内衬管放入待修管道翻转法采用水压或气压翻转，牵拉式由牵拉设备直接将内衬软管拖入管道。5.2.2软管树脂浸渍及运输1）树脂可采用热固性的聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂。2）树脂应能在热水、热蒸汽作用下固化，且初始固化温度应低于80℃。3）在浸渍软管之前应仔细计算树脂的用量，树脂的各种成分应进行充分混合，实际用量应比理论用量多5%～15%。4）树脂混合后应及时进行浸渍，停留时间不得超过20min，当不能及时浸渍时，应将树脂冷藏，冷藏温度应低于15℃，冷藏时间不得超过3h。5）软管宜在抽成真空状态下充分浸渍树脂，且不得第 3 页 出现干斑或气泡。6）浸渍过树脂的软管在储存和运送过程中温度应低于20℃，并应记录储存和运送过程中的温度和时间；在施工现场浸渍软管时，作业环境温度应低于20℃。7）牵拉式软管浸渍所用树脂应为热固性树脂或紫外光不饱和树脂。当采用紫外光不饱和树脂时可以由原材料厂家将树脂浸渍完成后的软管作为成品统一配送。说明：翻转式所用树脂一般为热固性的聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂，由于树脂的聚合、热胀冷缩以及树脂向原有管道的接头和裂缝的迁移，树脂的用量应比理论用量多5～10%。为防止树脂过早固化，树脂混合后应及时浸渍，并按本条中的规定存储运输浸渍树脂的软管。树脂应在抽成真空状态下浸渍，并通过一些相隔一定间距的滚轴压制，通过调节滚轴的间距来确保树脂均匀分布，在浸渍树脂过程中，应避免软管出现干斑或气泡。5.2.3翻转式置入软管 1）浸渍树脂的软管翻转置入待修复管道可采用水压或气压的方法，翻转时软管的防渗塑料薄膜应朝内（与管内水或蒸汽相接触）2）翻转压力应在使软管充分扩展所需最小压力和软管所能承受的最大内部压力之间，同时应能使软管翻转到管道的另一端点，相应压力值应咨询软管生产商；3）翻转过程中宜用润滑剂减少翻转阻力，润滑剂应是无毒的油基产品，且不得对软管、锅炉和水泵系统等产生不良影响；4）翻转完成后，浸渍树脂软管伸出原有管道两端的长度应大于1m。说明：翻转式原位固化法一般通过水压或气压的方法进行，图3为水压翻转示意图。翻转压力应足够大以使浸渍软管能翻转到管道的另一终点，翻转过程中软管与旧管管壁紧贴在一起。在翻转时压力不得超过软管的最大允许张力，其应咨询生产商。翻转速度宜控制在2m/min～3m/min，翻转压力应控制在0.1MPa下。翻转过程第 4 页 中使用的润滑剂应不会滋生细菌，不影响液体的流动。翻转完成后应两端应预留1m左右的长度以方便后续的固化操作，对于需要现场取样的还应预留取样的长度。当用压缩空气进行翻转时，应防止高压空气对施工人员造成伤害。图3 软管水压翻转示意图5.2.4牵拉式置入软管 1）拉入软管之前应在原有管道内铺设垫膜，并应固定在原有管道两端，垫膜应置于原有管道底部，且应覆盖大于1/3的管道周长。2）应沿管底的垫膜将浸渍树脂的软管平稳、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5m/min；3）拉入软管过程中，不得磨损或划伤软管； 4）软管的轴向拉伸率不得大于2%；5）软管两端应比原有管道长出300mm～600mm； 6）软管拉入原有管道之后，宜对折放置在垫膜上。说明：软管拉出原有管道300mm～600mm的长度，是为了安装进入口集合管，其在固化过程中将与进出蒸汽的软管相连，并安装温度压力传感器，图4为软管拉入后的示意图。图4 软管拉入示意图7）软管的扩展应采用压缩空气，并应符合下列规定： （1）充气装置宜安装在软管入口端，且应装有控制和显示压缩空气压力的装置；（2）充气前应检查软管各连接处的密封性，软管末端宜安装调压阀；（3）压缩空气压力应能使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，压力值应咨询软管生产商。5.2.5热固化采用热水或热蒸汽对软管进行固化，应符合下列规定：1）热水供应装置和蒸汽发生装置应装有温度测量仪，固化过程中应对温度进行测量和监控；2）在修复段起点和终点，应在浸渍树脂软管与原有管道之间安装监测管壁温度变化的温度感应器，温度感应器应安装在原有管道里侧，距离端口大于300mm处；3）热水应从标高较低的端口通入，蒸汽应从标高较高的端口通入；4）固化温度应均匀升高，固化第 5 页 所需的温度和时间以及温度升高速度应参照树脂材料说明书的规定或咨询树脂材料生产商，并应根据修复管段的材质、周围土体的热传导性、环境温度、地下水位等情况进行适当调整；5）固化过程中软管内的水压或气压应能使软管与原有管道紧密接触，并保持该压力值直到固化结束； 6）通过温度感应器监测的树脂放热曲线判定树脂固化的状况；7）固化过程中温度及压力的变化应有详细记录。说明：翻转固化工艺一般采用热水或热蒸汽进行软管固化。固化过程中应对温度、压力进行实时检测。热水应从标高低的端口通入，以排除管道里面的空气；蒸汽应从标高高的端口通入，以便在标高低的端口处处理冷凝水。树脂固化分为初始固化和后续硬化两个阶段。当软管内水或蒸汽的温度升高时，树脂开始固化，当暴露在外面的内衬管变的坚硬，且起、终点的温度感应器显示温度在同一量级时，初始固化终止。之后均匀升高内衬管内水或蒸汽的温度直到后续硬化温度，并保持该温度一定时间。其固化温度和时间应咨询软管生产商。树脂固化时间取决于：工作段的长度、管道直径、地下情况、使用的蒸汽锅炉功率以及空气压缩机的气量等。8）固化完成后内衬管的冷却应符合以下程序：（1）应先将内衬管的温度冷却到一定温度下，热水固化应为38℃；蒸汽固化应为45℃； （2）释放软管内压力，并用冷水替换软管内的热水或蒸汽进行冷却，替换过程中内衬管内不应形成真空。说明：固化完成后应先将内衬管内的温度自然冷却到一定的温度下，热水固化应为38℃，蒸汽固化应为45℃；然后再通过向内衬管内注入冷水，同时排出内衬管内的热水或蒸汽，该过程中应避免形成真空损伤内衬管。（3）当端口处内衬管与原有管道粘合不紧密时，应在内衬管与原有管道之间充填树脂混合物进第 6 页 行密封，且树脂混合物应与软管浸渍的树脂相同。（4）内衬管端头应切割整齐。5.2.6紫外线光固化1）应根据内衬管管径和壁厚合理控制紫外光灯的前进速度；2）紫外光固化的过程中内衬管内应保持一定的空气压力，使内衬管与原有管道紧密接触；3）树脂固化完成后，应缓慢降低管内压力至大气压；4）应详细实时地记录固化过程中管内压力、温度和紫外线光发生装置的巡航速度等参数，并提供固化前后过程的影像资料。说明：紫外光固化是在20世纪90年进入市场的，目前紫外光灯链主要采用水银蒸汽灯泡，其波长一般在200～400nm范围内。紫外光固化树脂体系相对于热固性树脂体系具有明显的优点：固化区域定义比较明确，仅在紫外光灯泡照射区域；固化时间短，随着紫外线光源逐渐的向前移动，内衬的冷却也随后连续发生，从而降低了固化收缩在内衬管内引起的内应力；紫外光固化设备上可以安装摄像头，以便实时检测内衬管固化情况；紫外光固化工艺中不用考虑排水管道端口断面高低的问题；固化工艺中不产生废水。但由于内衬管外表面紫外光接收比较少，因此固化效果也相对内表面较差。目前紫外光固化内衬管的最大厚度一般是3～12mm；固化的平均速度为1m/min。图5为紫外光固化的示意图。图5 紫外光固化示意图6 材料与设备6.1内衬材料的特点内衬材料采用防化学、防腐蚀的玻璃纤维（ECR）和无纺布浸透树脂为原材料。热固化材料可以分别到达施工现场后自行浸渍树脂。紫外线固化内衬软管一般由供应商作为成品配送，软管由三层构成：外层为紫外线防护层，保证在原材运输或井室外作业时，其不会受到太阳光的长波照射而发生化学反应；结构层由浸透热固性或光固性不饱和树脂的无缝多层玻璃纤维软管构成，内衬里侧则覆盖了一层富含第 7 页 树脂面层，形成一个十分光滑、玻璃般硬的表面，从而保证载流量。 6.2
排水管道非开挖修复技术指南
1、紫外光固化修复技术（针对整段修复）
紫外光固化CIPP修复技术指的是在不改变待修复管道位置的条件下，先将浸透树脂的软管通过牵拉压缩空气压紧等方式或过程，使软管与待修复管道内壁紧密贴合，然后利用软管内树脂遇紫外线固化的特性，将紫外线灯放入充气的软管内并控制紫外线灯在软管内以一定速度行走，使软管由一端至另一端逐
步固化，紧贴待修复管道内壁，形成一层坚硬的
“管中管”结构，从而使已发生破损或失去输送功能的地下管道在原位得到修复。
2、点状修复技术（针对局部修复）
城市管道非开挖点状修复，也被称为局部树脂固化法（毡筒气囊局部成型法），是指在管道局部裂缝、渗漏、破损的情况下，因管道局部破损而需要紧急抢修时，把涂抹有树脂混合液的玻璃纤维毡布用气囊紧压于管道内壁，通过常温、加热或紫外线照射等方式实现固化，在修复点管内形成新内衬管的一种非开挖修复方法。
点状修复技术由于其具有针对性强、施工速度快等特点，无需整段进行修复，只需哪里损坏就修哪里，采取这种方法可以大大降低经济成本，因此这项技术被广泛的应用在国外的管道修复工程中。
3、折叠内衬修复技术（针对整体修复）
普莱姆斯内衬（Primus Line®）系统由Kevlar®增强内衬管和特殊设计连接件组成，将PE管折成U型再用胶带帮扎拉入母管后充气复圆，该工法更适合于煤气/石油等压力管道，最长一次可达1公里．要挖工作坑。
4、高分子材料修复技术（针对局部修复）
高分子材料修复技术采用的是由美国安耐康进口的混凝土修复材料，主要针对700mm以上的管道。在确定受损位置后，施工人员可以一次性完成快速堵漏、填充、桥接、加固等工序，施工简单，材料具有固化时间快，固化后抗压强度是混凝土的5倍，材料与原管壁粘结强度大于混凝土的内聚力，以及良好的耐化学腐蚀能力。
垫衬法在市政道路排水管道修复施工中的应用
垫衬法在市政道路排水管道修复施工中的应用
摘要：国内城市基础设施多建于上世纪七十年代，随着时间的推移，城市基础设施逐渐老化，造成许多问题。市政道路排水管道老化问题尤为突出，导致许多大中城市出现积水，甚至造成“雨后看海”的现象，严重影响了城市的外在形象。这反映出许多市政道路排水管道出现了淤积、堵塞或损坏，丧失了正常排水功能。因此，必须对城市市政道路排水管道加大管理与养护力度。本文笔者基于工作经验，研究和分析了垫衬法修复的工艺原理及其特点，主张应用垫衬法修复老化的市政道路排水管道。同时，对市政道路排水管道修复工程中垫衬法施工关键技术要点进行详细论述，以期为市政道路管道排水事业做出贡献。
关键词：市政道路；排水管道；修复；垫衬法；施工技术
引言
市政道路排水管道负责排放雨水、生活污水，是城市排水系统的重要组成部分。一旦市政道路排水管道出现堵塞，或发生损坏、出现病害，会造成严重的积水、反涌，困扰城镇居民的正常生活，并影响城市的外在形象。造成市政道路排水管道堵塞的原因，主要有：①排水管道老化。国内市政道路排水管道多建于上世纪七十年代或八十年代，年久失修，逐渐老化；②排水管道施工本身存在问题；③城市生活污水、雨水中的沉淀物过多，长期积累下造成管道堵塞。修复老化、堵塞的市政道路排水管道，可以采用管道开挖修复法。但管道开挖修复法耗时较长，成本较高，施工效率较低，还会影响城市道路交通、并对城市环境造成污染、破坏。采用垫衬法修复排水管道，耗时较少，成本较低，施工效率较高，且不会影响城市道路交通、不会造成环境污染。因此，在市政道路排水管道修复施工中，宜采用、推广垫衬法。
1市政道路排水管道修复垫衬法的工艺原理及特点 1.1 垫衬法工艺原理
垫衬法，是在对市政道路排水管道进行内窥探究检测的基础上，在管道内部铺设高分子树脂材料制成的速格垫，从而形成内衬层；然后对速格垫注水，将速格垫支撑起来；最后使用SG100高微浆填充速格垫与管道内壁间的孔隙，将二者锚固起来。这样，就可以在不破坏排水管道结构的情况下，对管道进行加固，并提升管道的防渗功能。