广东科郎管道修复技术有限公司 广东佛山 528000
摘要：目前，非开挖修复技术对排水管道进行修复的工程正在日趋增加，CIPP技术作为其中的重要工艺正在日益成熟并推广。文章以CIPP 翻转内衬法的污水管道修复工程为例，对CIPP翻转内衬法修复管道技术的工艺原理、性能、施工技术进行了分析和研究，对管道修复工程作业具有较为广泛的工程指导意义。
关键词：CIP；管道修复；非开挖；施工方法
排水管网是市政设施重要的组成部分，但排水道随运行时间的增长会受到不同程度的腐蚀以及损害，工作能力下降，需要进行修复处理。然而，随着城市化的进展，城市建筑密度和道路负荷日益增大，地下管道交错复杂，采用开挖后重新埋管的方法修复排水管道，成本越来越高，且易引发各种工程技术问题，在一些地方，开挖修复更新管道甚至已经成为不可能。针对于传统开挖修复和更换管道技术的不足，如成本高，施工困难，影响城市居民生活等等，各种非开挖技术飞速发展，对于保护城市道路环境，维护城市公用行业功能，发挥了巨大的作用。其中，CIPP翻转内衬修复技术的应用越来越广泛。
1 工程概况
某路排污管道，所属污水管道全长1716.6m，管材主要为HDPE双壁波纹管，环刚度8级。各管径工程量为：D300HDPE管1080.2m，D400HDPE管585m，D1000钢筋砼管51.4m。对该路所属污水管道进行了CCTV管道内窥影像检测。根据检测结果，部分管段存在质量缺陷，如不及时处理，会影响管道的后期使用及养护，使用过程中致使地下水流失，导致地面坍塌，而且会对沿途及周边的用户和居民生活带来严重的影响。根据检测结果，使用CIPP技术进行修复。
2 CIPP技术原理与性能
2.1 CIPP技术原理
CIPP（Cured In Place Pipe）即翻转内衬法。其主要技术原理为：根据待修复管道情况，将光硬化树脂材料安装在专用修补机上，拖拉入管道内，对修补机进行加压扩径后，使树脂管紧贴在既有管道上，通过内置紫外线灯对软管进行照射使之硬化，该修复材料由光硬化性树脂及加强材料（玻璃垫板或无纺布）组成。该技术性能具持久性（化学稳定性、耐损性）。流水能力：采用玻璃钢材质，硬化后材料表面光滑，流水能力好，抗压能力强。防水性好，在流水的状态下也能进行施工。在修复涌水的情况时，可在光硬化树脂表面涂抹A－50水膨胀橡胶，可以更好地修复渗漏缺陷，如表1所示。
2.2 CIPP光硬化内衬技术性能
从工程实际情况对比在工厂内按照设计生产内衬软胶管，再次灌注光硬化性树脂合成树脂软胶管。工期时需要利用紫外线对树脂软胶管进行直射，使具有光硬化性的树脂软管硬化成型，在旧管内形成1层高强度的内衬新管。
2.2.1 施工工期短 内衬管道材料在生产单位加工通过汽车运往工地现场，通过在现场提前准备、安装加入，照射固定只要24小时内，简单便捷地处理好施工时的排水系统问题。
2.2.2 设备占用场地面积小 CIPP施工法只要紫外线投照设备等，场地占用道路面积窄（检查井边的方位，宽2.5m，长12m）噪音少，从而对道路交通影响小。
2.2.3 内衬管道实用耐久 材料具备耐腐蚀性，磨损性的优点，具有强度高，根据工程设计要求耐久性可以最大化达到30年之久，从而解决管道地下水渗入问题，也可以说一劳永逸特点，管道断面积损失少，表面光滑，水流摩擦降低（摩擦系数由0.013降低0.010），大大提升了管道的流量性能。
2.2.4 保护环境，节约资源 在工地上不开挖路面，也不会产生尘土，更不会堵塞交通道路，使用管道修复施工的形象大大改观，从而带来较好的社会效益和经济效益。
3 施工方法及修复
3.1 CIPP光硬化内衬技术修复
根据检测结果，结合现场情况（部位、埋深、缺陷等级等），对存在缺陷的管道拟采用不同的方法进行修复，以满足管道结构及使用功能的要求。由CCTV检测结果统计显示，管道由W4－W5、W7－W7－1、W10－W11均存在渗漏、破裂现象。为提高管道运行效率，减小对周边环境的影响，建议采用非开挖的方法对管道进行修复，即CIPP光硬化局部修补技术进行修复。通过修复CCTV检测结果统计显示，得到管道W21－W22内部存在破裂、渗漏现象，且缺陷较为严重，为使管道更好运行，最后采用CIPP光硬化内衬技术进行整管修复。根据施工现场以及图纸了解，管道W21、管道W22埋设深度较深，因此建议CIPP材料厚度为4mm及以上。
3.2 牵引管修复
由W6－W7管道经检测，整管有1处4级破裂，1处4级障碍物，W7－W8（西）管道经检测，内部存在1处2级破裂、1处3级渗漏、1处2级障碍物、1处4级变形、1处2级变形。因该管段管道埋置均深达到了5.8m左右，开挖修复受到基坑深度、开挖面等影响难以进行，为了安全起见，根据现场修复方案等采用牵引管技术进行施工。
整个施工流程包括：钻杆轨迹设计→测量定位（检查井内凿孔）→工作、接收坑开挖→牵引设备就位→试钻、钻导向孔→泥浆制备→预（回）扩孔、管材连接加固→回脱管材→检查井修复→清理现场。
3.2.1 钻杆轨迹设计 设计钻杆的钻进轨迹，轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。因为该段管为已建污水管道的修复，且W7号井为落差井，经与设计联系以6号井西侧管道标高（2.623m）及8号井东侧管道标高（0.907m）为控制标准进行牵引管的标高设计，W7号井标高变更为1.765m。必须按设计流水标高埋设，埋深按照设计提供的流水标高确定，该工程管道起点处的埋深为3.9m。
3.3 内衬加固流程及准备
在施工井上部设置作业台，在到达井内或管道的中间部设置挡板等工作。要使之坚固、稳定，以防事故发生，影响正常工作。树脂软管的送入准备工作：在下游检查井设置卷扬机，在上游将运到工地的树脂软管固定在牵引钢索上。固化工作：树脂软管送入旧管内后，将紫外线灯送入树脂软管内对树脂管开始照射固化。此时要严格管理温度和掌握时间，以免发生管道的质量问题。管头部的切开：树脂管加热固化完毕以后，把管的端部用特殊机械切开。同时为了保证良好的水流条件，井的底部做一个斜坡。施工后管内检测：为了解固化施工后管道内部的质量情况，在管端部切开之后，对管道内部进行调查。采用CCTV检测设备调查，把调查结果拍成录像资料。根据调查结果和拍成的录像，把结果提供给发包方。整理和善后工作，整个工作完成以后，工地现场恢复到原来的状况，具体施工流程见图2。
3.4 质量控制
3.4.1 路径图的应用 根据施工图和建设单位提供的工程区域内地下管线及障碍物的有关资料，结合施工现场，钻进设备和穿越管线的实际情况，通过钻进规划软件规划出导向的钻进路径图，确保施工中管线的安全和工程的顺利进行，我们可由钻进路径图知：钻进路径的总长度，钻进所用钻杆数量，工程所需要的泥浆量。
3.4.2 定位与钻进 在钻进施工中，导向定位是关键因素，导向人员需有较强的责任心。导向使用的仪器一般是Edipse（雷迪）探测定位仪。钻机定位导向孔钻进前将Edipse（雷迪）探测定位仪的探头置于导向头，并测试探头反射信号是否正常，钻头设计的入射角，α钻入钻层，进行造斜段及水平孔段的导向施工，在钻进过程中，探测人员沿施工现场确定的管线（标准桩）方向，用探测仪对钻头在地表监测，每进1m用探测仪跟踪测量方位角、倾角各一次，根据地面自然高程和测获钻头的角度、深度等数据，判断钻孔位置与钻进路径图的偏差，同时将有关数据传送给钻机操作人员，由钻机操作人员通过导向头对钻机路径进行调整，若偏差过大，应立即撤回钻杆重新钻进，使顶进轴线偏差上下左右都能控制在正负20cm以内，确保实际钻进路径与规划钻进路径图基本吻合，这样就能保证了钻进的精度。
3.5 整管开挖修复
根据检测所反映的情况，部分污水管仓间存在起伏、变形、渗漏等多处缺陷，且缺陷较严重。考虑到管道正常运行需要，我公司拟采用整管开挖修复的方式将管道彻底更换，来保证今后管道的良好运行。主要控制措施：
1）开挖前根据综合管线施工图及现状情况明确开挖范围内可能影响的管道布置及埋深，确保二次破坏；
2）现场标注开挖范围，开挖修复采用PC120橡胶履带挖掘机配合人工操作。对区域内的平侧石等进行事先的人工拆除；
3）合理安排弃土位置，管道修复完成后及时进行沟槽的回填。为防止开挖范围出现与周边路面的不均匀沉降，对回填质量进行严格控制，回填至路基结构层后暂停并搁置一段时间，待沥青路面修复前结构层范围采用砼浇筑修复；
4）按新建管道施工工艺流程进行管道质量的控制。对管道间的衔接、管内底标高、坡度及后续回填进行重点控制，确保修复管道的质量。
4 结论
总之，排水管道经过修复后性能能够显著的改善，使用寿命也能得到延长。而CIPP翻转内衬修复技术不需要开挖，不需要中断交通，没有大量弃土，施工周期短，不扰民，且施工质量好，对于构建和谐社会，保护环境具有重大意义，因此，值得将CIPP翻转内衬修复技术广泛的推广和应用在排水管道修复施工中。
参考文献：
[1]程长征. CIPP翻转内衬修复技术在排水管道修复中的应用[J].城市建设理论研究，2015（20）.
[2]陈静.CIPP翻转内衬法排水管道修复技术[J].中国科技博览，2014（8）：251-251.
论文作者:张璇基
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签：管道论文; 内衬论文; 技术论文; 树脂论文; 标高论文; 导向论文; 钻杆论文; 《基层建设》2017年第25期论文;