紫外光原位固化法管道修复施工技术研究

紫外光原位固化法管道修复施工技术研究

李晴

（上海市水利工程集团有限公司  上海松江  201612）

摘要：随着我国城市化进程的加速发展，当初规划设计的城市污水管网工程现已无法满足城市生产生活的发展需要，裂缝、漏筋、错台、不均匀沉降引发的渗水问题，给城市人们的生产、生活带来了诸多安全隐患。对原有管道进行综合补强修复问题已迫在眉睫。但是由于管道大多位于人口聚集区，大面积地开挖管道势必会对维持城市交通的畅通带来诸多不便。本文主要结合徐州市主城区雨污分流应急修复提升工程施工1标项目在城市管道修复过程中广泛应用的紫外光原位固化法施工技术作为成功案例进行研究总结，以期为今后类似工程的建设提供一定的借鉴。

关键词：非开挖；管道修复；紫外光固化

0前言

进入习近平新时代以来，我国的社会经济生活发生了翻天覆地的变化。随着人们生活水平的提高，大量农民人口开始在城市购房、生活、从事社会生产等活动。由于城市人口规模的剧增而导致的城市污水排放难题以及原有城市地下污水管道的破损引发的渗水问题严重阻碍了城市的正常运转。城市地下污水漫溢、城市路面下沉等现象无不告诉我们对原有地下管道的综合补强修复问题已经迫在眉睫，刻不容缓。然而，在城市建筑物密集区和人口密度大的区域对地下管道进行大面积开挖显然是行不通的。

鉴于上述原因，我公司技术人员首次引入了紫外光原位固化法技术，并在徐州市主城区雨污分流应急修复提升工程施工1标项目原有地下管道进行综合补强加固过程中得到了成功应用。

1 工程概况

徐州市主城区雨污分流应急修复提升工程施工1标主要建设内容包括对奎河及龙亭污水处理厂片区范围内过河管、沿河截污管及检查井进行排查检测、清淤修复。奎河污水外理厂片区清淤检测的排水管网总长约17km，其中过河管13根，总长约1023m；沿河截污管总长约15190m；过河管两侧检查井及沿河截污管检查井共498座。

龙亭污水处理厂片区清淤检测的排水管网总长约11km，其中河管12根。总长约649m。沿河截污管总长约9954m，过河管两侧检查井及沿河截污管检查井共124座。

2 施工技术要点

2.1 管道施工导、截流方案

2.1.1 导流设计

对于施工时间短，施工期间来水量不大（封堵后不会对周边排水造成太大影响）的过河管施工段采用气囊对上下游检查井进行临时封绪，不进行导流；对于施工时间较长，施工期间来水量大的过河管施工段，采用临时泵抽排导流。在条件允许的情况下可尽量选在非高峰期水量的时候进行施工，减少施工导流量。

2.1.2 导、截流施工

（1）导流施工

1）导流施工前根据原管道雨污水流量计算所需水泵及导流管道大小；

2）根据计算选择所需水泵大小及管道尺寸，将水泵安装于施工管道上游检查井处，同时安装配套排水管道；

（2）管道封堵

1）作业前，应至少提前30min打开工作面及其上、下游的检查井盖（在打开后，用彩钢板或铁马围栏将井周围围护），进行通风，并经气体检测后方可下井；

2）封堵作业前，充分利用上、下游水泵抽吸以降低管内水位及管内水压力；

3）选择专业的施工人员下井封堵作业，施工人员必须佩戴压缩空气的隔离式防护装具，系带安全绳，在井口设置2名安全监护人员。

4）根据设计图纸进行堵气囊的选择，保证堵气囊可以满足封堵要求，将封堵气囊有气嘴的一端用牵引绳拉住，慢慢将封堵气囊放入管道。

5）气囊安放在指定位置处后进行充气，充气过程中保证充气压力控制在安全区域内。

6）观察封堵气囊[1]的充气状况，确认充气状态开始后，工作人员撤离。充气结束后，规定时间内压力控制表保持与气管连接，观察封堵气囊压力，一切正常，即可开始管道施工作业[2]。

2.1.3 施工管道内排水

施工管道两端封堵后，用潜水泵将管道及检查井中积水抽排至下游检查井中。

管道底部的淤积及堵塞物采用人工或联合疏通车进行清淤施工，将待修复管道内部清洗干净后，进行后续修复作业。

2.2 管道排查

2.2.1 管道排查流程

2.2.2 管道排查方法

按照测绘、调查、检测和评估“四位一体”的方法开展。

（1）测绘：通过测绘，查清排水管网的基本情况。按照《城市地下管网探测技术规程》CJJ61和《江苏省城市地下管网探测技术规程》DGJ32/TJ186等要求，对排查范围内排水管网进行测绘。对已有测绘成果的，根据需要进行必要的修测。测绘资料形成CAD成果并录入排水管网GIS系统。

（2）调查：通过调查，摸清排水管网存在的污水直排、错接混接、溢流污染、地表水倒灌、外水入渗、排水户接管情况等问题。综合运用人工调查、仪器探查、水质检测、泵站运行配合、河道水位调控、封堵调排等方法对排水口、管网进行调查。

（3）检测：通过检测，查清管道及检查井结构性和功能性缺陷。按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》CJJ181-2012的要求，使用电视检测、管道潜望镜和声呐等多种检测设备，对排水管道及检查井的功能性缺陷和结构性缺陷进行检测。

（4）评估：通过评估，梳理排水管网系统存在问题，为后续整改工作提供依据。测绘、调查、检测工作完成后应及时开展评估工作，并编制评估报告书。管网排查施工及验收内容严格按照《江苏省城镇排水管网排查评估技术导则》执行，排查施工要求满足相应的行业规范要求。

2.3 紫外光原位固化法管道修复

2.3.1 紫外光原位固化法管道修复施工流程

对于多处破裂、多处渗漏、洼水的管道拟采用紫外光原位固化法施工方法进行修复。

2.3.2 施工准备

（1）交通维护按照交通管理部门和道路管理部门的批准，临时占用道路。设置临时交通导行标志，设置路障，隔离设施。设专职交通疏解员进行交通导引。

（2）施工技术交底与安全技术交底：

施工技术交底由项目部技术负责人向施工人员进行技术性交底，使施工人员对工程重难点、技术要求、施工方法有所了解，从而为后续施工提供保障。

安全技术交底由项目部安全员向施工人员进行的安全操作规程和注意事项的交底，其目的是提高施工人员的安全意识，避免意外事故造成人员安全伤害。主要内容有劳保用品的穿戴、设备安全操作注意事项、有限空间作业安全管理规定、特定项目安全施工注意事项等。

（3）打开排水管道的窨井盖，采用毒气检测仪，对管道内部的硫化氢、甲烷等有毒易爆气体的浓度进行测量，确认在正常范围内，方可进行下一步作业。如检测发现浓度超过规定范围，需要进行管道送风处理，再次确认管道内气体浓度和含量，达标后进行井下作业。人员下井时必须保证管道内通风量>10m³/min人，管道内部风速达到0.8m/s的条件下方可下井。

（4）CCTV机器人检测（前期CCTV检测）采用CCTV视频检测设备对待修复管道进行检测，明确管道基本状况和后续施工中的疏通、清洗、预处理、CIPP修复施工工作量；影像判读、缺陷识别、评估对管道内部的各类缺陷的进行定义并分类，并按照轻重情况确定其等级；测量待修复管道非开挖修复相关参数与原管道直径、长度[3]。对于有明显变形的管道管径 要多点测量（获取椭圆长短径）以计算管道椭圆度，为后续正确计算内衬管径和厚度提供准确数据来源。

（5）打开材料的包装，确认其材料的完好性（注意遮光）。再次确认施工装置的机动性。确认电线、电缆的完整性、紫外线灯的清洁程度、确认电压、频率、温度传感器、安全施工管理装置的测试等。

2.3.3 封堵、临时调水措施

对待修管段上下游2个窨井进行气囊及砖墙封堵，施工前将由管理部门协调上下游泵站，对管道内污水进行抽空排放后实施施工。

2.3.4 管道预处理

为了达到进行内衬修复的要求，需要对管道内部实施清障冲刷，进行前期施工准备作业，若发现管道内部有漏水点或者破损点位还需要人工修补后方可进行内衬修复工作。具体的工序如下所示：

（1）对管道进行冲洗

为了能够高效的清除管道内的淤泥，采用高压冲洗车进行内部冲洗。

（2）管道检测、测量

利用CCTV电视检测系统对管道内的状况进行调查，确认管内的异常、所需修复材料的长度等的情况。

（3）堵漏检查

若检测后发现管道内存在漏水点或者破损点，则必须采取人工修补方式对管道进行处理。否则将会直接影响内衬修复的质量。修补材料可采用聚氨酯现场热熔搅拌后迅速涂抹至漏水点。待漏水点或破损点修补完成后方可进行下一道工序。

（4）淤泥处置

冲洗后的淤泥尽量集中在过河倒虹井内统一由吸污车收集，并经过泥水分离器处理后，废水进入运至污水处理厂处理，淤泥运至污泥处理厂，由污泥厂统一处置。

2.3.5 管道内衬施工

（1）拉入内衬软管

1）拉入底膜

拉入软管之前应在原有管道内铺设一层垫膜（底膜），垫膜要求覆盖管道底部1/3周长的范围，并在老管道两端固定。

2）拉入内衬

将内衬管道拉入待修复管段内部时应以＜5m/min的速度缓慢将浸渍树脂拉入原有管道；拉入过程中，注意对整个软管的损伤；软管两端应比原有管道长300-600mm软管拉入原有管道之后，应对折放置在底膜上。

（2）紫外光固化

1）充气膨胀软管

按内衬软管材料、管径对充气压力、速度的要求冲入压缩空气，膨胀软管：充气前应仔细检查扎头捆绑是否妥当。

充气装置配置有控制和显示压缩空气压力的装置，管道整体气密性较好，充气后能够将软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，充气的速度时常严格按照规范技术要求进行执行，从而保证整个管道的固化效果。

2）紫外光（UV）固化

采用紫外光固化时应符合下列规定[4]：紫外光固化过程中内衬管内保持空气压力，使内衬管与原管道紧密接合[5]；根据内衬管管径、壁厚等参数控制紫外光灯链的前进速度；应详细实时记录固化过程中管道内压、温控和灯链的巡航速度等参数，并提供固化前后过程的视频录像；内衬固化完成后，应逐步将管内压力降低至大气压。

3）后处理及验收

固化完成后，卸掉扎头、回拉内膜、内衬管端头应进行密封和切割处理；端口应切割平整，并密封内衬管和原有管道间的空隙；闭气或闭水试验，确认内衬软管无破裂、渗漏故障。

3 结语

工程实践证明：紫外光原位固化法管道修复技术比其他管道修复技术适用范围更广。具有成本低、速度快、效果佳、噪声小、适应性强、对周边环境无污染等优点。由于在工程实施过程中采用了UV固化树脂体系，因此，固化后的管道内衬层具备强度高、重量轻、耐腐蚀性强、耐久性长等特点。况且这种施工技术对城市交通干扰较小，特别是对城市建筑物密集区和人流密度大区域的城市地下管道修复中社会经济效益更为显著，具有很高的推广应用价值。同时也期望能为今后类似的管道非开挖修复施工提供相应的参考借鉴价值。

参考文献：

[1] 蒋春成  气囊堵水技术在管道施工中的应用   《中国高新技术企业》2010-05-20

[2] 施静影  气囊堵水在供水管道上的应用    《山西建筑》2009-10-20

[3] 紫外光原位固化法在污水管网修复中的应用    《江西建材》2022-10-30

[4] 黄琦  城市道路综合养护中新技术、新工艺的运用  《城市建设理论研究（电子版）》2019-01-05

[5] 吴甜；刘奇  紫外光原位固化法非开挖技术在管道修复中的应用  《水利水电技术（中英文）》2021-09-20

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