非开挖修复地下排水管道技术简介论文_包国锋

非开挖修复地下排水管道技术简介论文_包国锋

摘要:城市排水管网是城市的重要基础设施,是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干,但是由于管龄过长、外部荷载、管道材料以及施工质量的影响,排水管道迅速进入老化、受损阶段,管道的设计寿命锐减,管道排水能力受到严重影响,进而也成为城市内涝和污水收集质量降低、路面塌陷的重要因素。而管道如果长期不修复,轻则污染地下水,重则导致道路塌陷,交通瘫痪,因此寻找行之有效的修复方案是目前城市管理部门无法回避的问题也是重要的工作任务。本文对目前最为经济安全合理的非开挖修复技术进行简要介绍。

关键词:非开挖;修复;排水管道;技术;简介

目前,我国大多数城市中排水管道的修复都是采用开挖后重新埋管的方法,但是城市地下管线错综复杂排水管道的修复技术难度增大,尤其是在大城市,城市道路的开挖越来越受限制,因此选择非开挖修复技术越来越受城市管理者的青睐。下面我将简单介绍非开挖修复地下排水管道的技术与方案。

一、非开挖修复技术优点

优点:1、针对老、旧管道设施的改造,能同时满足结构更新和扩容的需求;

2、最大限度地避免开挖对环境的破坏,减少了工程道路修复等额外投资;

3、局部开挖工作坑,减少开挖及对公共交通环境的影响;

4、采用液压设备,噪声低,符合环保要求,减少扰民因素,社会效益明显提高;

5、施工速度快、工期短,有效降低了工程成本;

6、工程安全可靠,提高了服务性能,有益于设施的后期养护。

鉴于非开挖管道修复技术的优势,近年来在排水管道、供水管道和天然气管道应用有了很大的发展。

二、非开挖修复前期准备

非开挖修复施工前,应对待修管道上下游进行堵水、临时排水、管道清洗、CCTV检测及原管道进行预处理等各项前期工作。

1、临排措施。排水管道非开挖修复前,若缺陷段管道无法实施停水作业,则除少量工法可以适量带水作业外,为确保修复期间上下游正常排水,需采取临排调水措施。

2、堵水。临排搭设完备后,进行缺陷管道上下游的堵水作业,通常用堵水气囊进行封堵;

3、清淤。缺陷管道上下游堵水作业完成后,需对管道及检查井进行的清淤;

4、管道冲洗。缺陷管道清淤作业完成后,采用高压清洗车对管道进行清洗;

5、CCTV 检测。对待修管道高压清洗完成后,进行CCTV内窥检测,检查缺陷管道是否已具备非开挖修复条件,若有必要则需对管道进行预处理。

三、非开挖修复技术简介

非开挖修复定义:采用少开挖或不开挖地表的方法进行排水管道修复的技术。

非开挖修复分类:根据修复范围将管道非开挖修复技术划分为整体修复技术和局部修复技术。

整体修复技术主要有:1.原位固化法(CIPP);2.穿插法;3.折叠内衬法;4.缩径内衬法;5.管片内衬法;6.机械制螺旋缠绕法。

局部修复技术主要有:1. 点状原位固化法(FRP);2. 不锈钢套筒法;3.不锈钢双胀环法。

目前基于国内已有的材料、设备及技术工艺等因素,整体修复技术主要采用的是原位固化法(CIPP)。

原位固化法指的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。根据固化机理和工法的不同,主要分为翻转式热固化原位固化法和拉入式紫外光固化原位固化法两种。

一)、翻转式原位固化法内衬修复(CIPP翻转内衬)

是一种于上个世纪80年代起,在世界范围内广泛地运用在给、排水,燃气及石油化工的管道翻新与修复上,适用管材包括铸铁、钢、混凝土、塑料等,修复管径从D100至D2200毫米,一次修复长度可达几百米。

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技术原理: 根据待修复管道情况按设计制造软管(该软管是一种具有防渗透耐腐蚀保护膜的纤维增强复合软管),然后将之灌进热固化性树脂(即环氧基聚合物及合成树脂)后制成内衬软管。施工时利用翻转法将该内衬软管送入需修复管内之后,利用水压和空气压使该软管膨胀并紧贴在旧管道内,通过温水循环加热,在规定的设计时间内,使软管固化成型,在旧管道内即形成一层高强度的内衬新管工艺。

主要工法要求:

1、软管的树脂可采用热固性的聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂;树脂浸渍及运输应符合相关规程规定。

2、可采用水压或气压的方法将浸渍树脂的软管翻转置入原有管道,施工过程应符合相关规定要求,当翻转时,应将软管的外层防渗塑料薄膜向内翻转成内衬管的内膜,与软管内水或蒸汽相接触,翻转完成后,浸渍树脂软管伸出原有管道两端的长度宜大于1m。

3、翻转完成后可采用热水或热蒸汽对软管进行固化,并应符合下列规定:

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跟踪测量和监控;

②热水宜从标高较低的端口通入,蒸汽宜从标高较高的端口通入;

③固化过程中软管内的水压或气压应能使软管与原有管道保持紧密接触,并保持该压力值直到固化结束;

4、固化完成后内衬管的冷却应符合相关规定要求,应待冷却稳定后方可进行后续施工。

5、当端口处内衬管与原有管道结合不紧密时,应在内衬管与原有管道之间充填树脂混合物进行密封,且树脂混合物应与软管浸渍的树脂材料相同。

6、翻转式原位固化法施工应做好相关施工数据记录和检验,以作为日后技术分析及质量检查的依据。

二)、拉入式紫外光固化原位固化法

紫外线光固化法非开挖修复工艺来源于德国,目前在世界各地得到使用,作为CIPP非开挖修复中一种,它采用的是拉入法把碾压好的玻璃纤维软管拉入待修的旧管道中,固化是用紫外线灯照射反应,比翻转式CIPP工艺省去了搭架、翻转、用水等环节,实现环保、节约的优越性,此工艺在欧美国家,已得到广大客户的认可和使用。

技术原理:根据现场的实际情况在工厂内按设计制造内衬软管,然后灌浸光硬化性树脂制成树脂软管。施工时将树脂软管拖拉插入原有管道内,利用压缩空气使树脂软管膨胀并使其充分紧贴在旧管内,然后利用特殊波长的紫外线照射,使含浸有光硬化性树脂的软管在既有管道内硬化,形成没有接缝的强化玻璃钢塑料管。

主要工法要求:

1、软管浸渍所用树脂为光固性树脂,树脂浸渍应符合相关规程规定。

2、拉入软管之前应在原有管道内铺设垫膜,垫膜应置于原有管道底部,并应覆盖大于1/3的管道周长,且应在原有管道两端进行固定。

3、软管的拉入应符合下列规定:

 ① 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;

 ② 在拉入软管过程中,不得磨损或划伤软管;

 ③ 软管拉入原有管道之后,宜对折放置在垫膜上。

4、软管的扩展应采用压缩空气,并应符合相关规定要求,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,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。

5、采用紫外光固化时内衬管内应保持空气压力,使内衬管与原有管道紧密接触;应根据内衬管管径和壁厚控制紫外光灯的前进速度;内衬管固化完成后,应缓慢降低管内压力至大气压。

6、固化完成后内衬管端头应进行密封和切割处理。

四、结词

随着城市的快速发展,从智慧城市到智慧管网的建设,对城市管理者的管理水平也是越来越高。而且随着城市管理要求的提高,必然要求减少维修对市民正常生活的干扰,以及对环境、交通和周边建筑基础的破坏和不良影响,合理有效的非开挖修复技术应用将越来越广泛。

参考文献:

[1]吴峥.排水管道非开挖修复更新技术解析与案例介绍。

[2]王勇.城市地下管线普查与信息化管理。

论文作者:包国锋

论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期

论文发表时间:2020/4/13

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