王 博

中鐵建大橋工程局集團第三工程有限公司，遼寧沈陽 110000

1 工程概況

某海綿城市建設(shè)位于老城區(qū)，排水管道為合流制管溝，圓形管道直徑自300～1200mm，方溝尺寸自400mm×400mm～1200mm×1200mm等規(guī)格，管道清淤及修復總長度約16km，均布置于城市主次干路，年久失修，沉積嚴重，嚴重影響排水能力。為保證交通暢通，采用紫外光固化內(nèi)襯法開展管道清淤及修復工程。

2 適用范圍

紫外光固化屬于后固化成型技術(shù)，由于玻璃纖維軟管靈活多樣、可塑性強、可適用于各種形狀、各種材質(zhì)、管徑在150～1600mm之間的排水管道內(nèi)，修復本項目老城區(qū)雨污排水管道遠遠滿足其使用要求。

適用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形無明顯變化、管道壁體無嚴重破損，影響使用功能的管道。

適用于對管道內(nèi)壁局部蜂窩、剝落、小型破裂，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)變形、滲漏、腐蝕、脫節(jié)、接口錯位小于等于直徑的15%等病害的修補。

3 工藝特點

紫外光固化內(nèi)襯修復技術(shù)是一種排水管道非開挖現(xiàn)場固化內(nèi)襯修理方法。將浸滿光固性樹脂的玻璃纖維軟管利用卷揚機拖入已清洗干凈的被修管道中，連接風管向內(nèi)送風并吹脹使其緊貼于管道內(nèi)壁，通過專業(yè)紫外光發(fā)射與控制設(shè)備照射管道內(nèi)壁使樹脂在管道內(nèi)部固化，形成高強度內(nèi)襯新管。

選用材質(zhì)非常優(yōu)良的玻璃纖維內(nèi)襯管，具有耐腐蝕、耐磨損的優(yōu)點，耐久性強，可確保和延長使用壽命。

人員、設(shè)備井下作業(yè)，路上僅放置配套工具車輛和小面積材料組裝場地，施工占地小，不需要開挖路面，不會產(chǎn)生建筑垃圾，對于環(huán)境保護和交通影響??；施工周期短，通常修復時間僅需3～5h，修復后排水管道即可使用，對排水系統(tǒng)干擾小。

4 工藝流程

準備階段→封堵、臨時排水→清淤、預處理→修復前CCTV檢測→拖入底膜→拖入玻纖軟管→固定扎頭→安裝燈架→紫外光固化→尾端切除→修復后CCTV復查→拆除封堵恢復通水

5 各工序的施工要點

5.1 準備階段

在工程開始之前，確保施工現(xiàn)場達到一定安全性。須張貼路標、彎路和封鎖等標示。在安裝項目中，不僅要確保人身安全，而且要封鎖部分街道和道路，以便安裝橫向的軟管。

在插入襯管之前，須處理待修復的管道段，以確保管道在襯管安裝過程中不會發(fā)生進一步損壞，并確保安裝過程安全順利。在襯管安裝過程中，須確保待修復的管道段已停止使用，必要時，需放置氣囊，使污水改道，應(yīng)隨時注意管道和相應(yīng)支管在水中的深度。此外，還須考慮到突然的降雨或風暴會導致建筑物合流污水管中的污水量顯著增加。人員下井前，需使用氣體檢測儀器對井內(nèi)的氣體進行檢測，確保無有毒氣體后方可進行下井封堵。

5.2 管道清洗

管道修復前，管內(nèi)一般存在不同程度的污泥、淤積，為保證后續(xù)工作的順利進行，既有管線清洗是必要環(huán)節(jié)之一。本項目管道清洗方法是高壓射水。如果管道內(nèi)存在水泥漿塊、油塊或其它硬質(zhì)垃圾，還須采用機械絞車實施物理清通。無論采用何種方式清洗既有管線，均需保證疏通方式是既有管線能夠承受的。

使用車載式高壓射水機清洗，選用特制的清洗噴頭，通過高壓產(chǎn)生的向后和向前水流，自由控制高壓管在管道內(nèi)運行，把管道內(nèi)的淤泥和垃圾沖洗到井口，再用泥漿泵將淤泥抽至罐車內(nèi)，排放到指定地點。可有效地清除管壁上的銹垢、腐蝕物等附著物，減少污水中的酸、堿對管道的腐蝕。

5.3 修復前CCTV檢測

正在使用的排水系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)，每一天都在發(fā)生變化，現(xiàn)有檢測資料距實際修復施工已有一年有余，修復前檢測是為最終確定管道修復時的缺陷狀態(tài)，保證設(shè)計工藝滿足修復需要，如檢測發(fā)現(xiàn)管道情況惡化，缺陷等級增加、缺陷數(shù)量增加，其變化量仍在工藝允許范圍內(nèi)的繼續(xù)按照原設(shè)計要求施工，如發(fā)現(xiàn)變化量超過工藝允許范圍的，則申請設(shè)計變更。目前最有效的檢測手段當屬CCTV檢測，其特點是：

（1） 視頻錄像為報告載體，觀者猶如身臨其境，能夠客觀反映管道的運行狀態(tài)；

（2） 機器代替人員，避免了人員下井的安全風險；

（3） 能夠檢測人員無法進入的小口徑管道，滿足所有市政排水管線的檢測條件；

圖1 CCTV檢測示意圖

5.4 拖入底膜

在閉路電視檢查之后，通過攝像裝置或沖洗設(shè)備將一根繩子引入管內(nèi)。然后，利用這根繩子將拉繩和底膜拉入管內(nèi)。應(yīng)確保拉繩位于底膜之上。此外，底膜須固定于另一窨井內(nèi)，或窨井附近的地面錨固裝置上。底膜的功能是為了保護襯管的外壁，并減少襯管進入主管道的摩擦力。應(yīng)充分固定底膜，確保底膜的位置在襯管被拉入主管道的過程中始終保持不變。底膜能夠保護玻璃纖維軟管并降低將內(nèi)襯管拉入受損污水管道的難度。因此，為了順利圓滿地完成修復工程，必須要使用底膜。

5.5 拖入玻璃纖維軟管

內(nèi)襯軟管的進入是本工藝的關(guān)鍵工序之一，拖入時應(yīng)利用卷揚機和導向滑輪組沿著下降方向?qū)⒁r管插入待修復的管道內(nèi)。在任何情況下，襯管的行進速度不得超過5m/min，且拖動力不得超過材料本身可承受的范圍 （其具體數(shù)值與管徑、厚度和材料規(guī)格有關(guān)） 。為了減小拖拉產(chǎn)生的摩擦力，降低內(nèi)襯管在拖動過程中可能的損傷，在開始拖動操作之前將可生物降解的潤滑劑 （一般為植物油類） 涂抹于底膜上。

圖2 紫外光固化內(nèi)襯管安裝示意圖

在進行襯管拖入操作之前，應(yīng)在襯管上捆綁一個“管頭”。然后，通過一個旋轉(zhuǎn)接頭將絞車鋼絲繩固定于管頭之上。將襯管送入污水管道之前，應(yīng)先將襯管折疊成一半大小。將折疊后的襯管交給窨井中的安裝人員。該安裝人員會將襯管拖入管道，并檢查拖入過程是否妥當。當安裝工作需要跨越多個污水管道時，須安排專人檢查中間人孔處的襯管是否妥當拉伸。

5.6 軟管充氣及紫外光固化

通過壓縮空氣進行的襯管安裝須分幾步才能完成。內(nèi)襯的安裝應(yīng)緩慢有序，直至達到工作壓強。安裝過程中，須有3～5 次間斷，每次約5min。若襯管材料的溫度低于10℃，則應(yīng)等候至少10min。最后的安裝步驟和固化過程中工作壓強的保持應(yīng)使用大功率鼓風機。達到操作壓強后，應(yīng)維持該壓強約10 min，以確保紫外線輕型小車在進入管道過程中不會損壞襯管內(nèi)膜。應(yīng)通過攝像頭監(jiān)測襯管，襯管的插入應(yīng)拍攝視頻并存檔，若襯管的位置不佳，則應(yīng)重新開啟安裝程序。

圖3 內(nèi)襯管安裝現(xiàn)場

充氣完成后，打開扎頭，迅速將8×400W紫外光雙燈架放入扎頭內(nèi)，先打開第一個燈架上的紫外光燈，開燈一段時間后再打開第二個燈架上的紫外光燈，繼續(xù)直至打開所有燈架上的紫外光燈。須嚴格遵循打開時間、速度和暴露時間等與公稱直徑有關(guān)的規(guī)定，此外，應(yīng)檢查和記錄溫度傳感器在整個固化過程中測量到的速度和溫度。若復合管的溫度超過130℃，則應(yīng)在保持工作壓力和插入速度不變的情況下加大空氣流量。若復合管的溫度低于80℃，則規(guī)定拉速應(yīng)下降5cm/min。若一盞紫外線燈在固化過程中出現(xiàn)故障，則須立即相應(yīng)調(diào)整固化速度。此外，還應(yīng)注意預定義的固化參數(shù)或溫度范圍，當光源到達尾端的扎頭時，關(guān)閉紫外線燈架組，固化過程即告完成。

圖4 底模拉入

圖5 燈架安裝

6 質(zhì)量保證措施

紫外光固化后，須進行CCTV復查和材料的力學性能測試，代表性樣本是自身工程質(zhì)量的有力證據(jù)。材料的現(xiàn)場取樣一般在窨井處固化尾端選擇表面光滑平整的局部切割，切割的尺寸按照第三方測試機構(gòu)的要求實施，取樣時須注意以下幾個方面：

（1） 應(yīng)檢查減去純樹脂層和外織物層之后的復合管管壁厚度。

（2） 樣本表面不得有氣孔、褶皺或空洞。

（3） 須確保取樣區(qū)域經(jīng)過充分的紫外線輻射/固化。

（4） 樣本復合管內(nèi)不得存在任何明顯的不平整。

根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復更新工程技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 210—2014，含玻璃纖維的光固化內(nèi)襯管成型后的短期力學性能要求和測試方法如表1所列。

表1 含玻璃纖維原位固化法內(nèi)襯管短期力學性能要求和測試方法

在實際施工中，施工過程全程監(jiān)控，每一工序的相關(guān)數(shù)據(jù)及視頻都需記錄保存。修復后的內(nèi)襯管切塊材料將送至第三方檢測機構(gòu)進行測試并出具材料性能測試報告。

7 結(jié)語

老城區(qū)道路狹窄，交通環(huán)境差，排水管道復雜，年久失修，淤泥沉積，對城市排水能力產(chǎn)生較大影響，采用紫外光固化法有效地解決了明挖修復帶來的施工時間長、交通影響大等不利因素，且具有質(zhì)量可控、使用時間長等優(yōu)點，幾條道路清理及修復完成后，經(jīng)檢測和考查，修復效果良好、排水通暢，有效增加了排水能力。

[1] CJJ/T 244-2016，城鎮(zhèn)給水管道非開挖修復更新工程技術(shù)規(guī)程[S].