Technology Application of the Twined Plastic Steel Pipe Connection Repaired by the Method of No-Excavation

潘龍文1, 2,葉麗宏2PAN Longwen, YE Lihong（1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092；2.浙江工程建設(shè)監(jiān)理公司，浙江杭州310012）

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非開挖CIPP法修復(fù)塑鋼纏繞管接頭的技術(shù)應(yīng)用

Technology Application of the Twined Plastic Steel Pipe Connection Repaired by the Method of No-Excavation

潘龍文1, 2,葉麗宏2
PAN Longwen, YE Lihong
（1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092；2.浙江工程建設(shè)監(jiān)理公司，浙江杭州310012）

摘 要：結(jié)合杭州市某快速路工程運(yùn)用非開挖CIPP（cured-in-place-pipe）原位固化法修復(fù)HDPE塑鋼纏繞管DN400污水管道接頭技術(shù)實(shí)例，介紹了該技術(shù)的處理方案、技術(shù)要求、方案比選、實(shí)際工程效果等方面。實(shí)踐證明，非開挖CIPP原位固化法修復(fù)技術(shù)能有效解決HDPE塑鋼纏繞管污水管道接頭問題，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：非開挖CIPP原位固化法；修復(fù)；HDPE塑鋼纏繞管；接頭

1 工程概況

杭州某快速路工程主線為高架橋，排水工程中污水管道位于道路南側(cè)，長度1 232 m，管材直徑≤D400，采用HDPE塑鋼纏繞管，環(huán)剛度等級(jí)為SN（≥10 kN/m2），不銹鋼活套連接，即卡箍式彈性連接，橡膠套分兩層，內(nèi)層薄橡膠套，外層發(fā)泡橡膠板，在橡膠板外側(cè)用不銹鋼套箍筋，其形式見圖1。

圖1 不銹鋼活套連接

開通試運(yùn)行一年后，根據(jù)該工程施工完成的HDPE塑鋼纏繞管DN400污水管道（W39～W63）電視檢測CCTV攝像監(jiān)測結(jié)果，CCTV攝像監(jiān)測結(jié)果，顯示管道整體情況良好，未出現(xiàn)變形、截?cái)嗟痊F(xiàn)象，但管道接頭普遍存在薄弱環(huán)節(jié)。為確保污水管道驗(yàn)收質(zhì)量及后續(xù)正式投入使用后的安全運(yùn)行，擬采用非開挖CIPP（cured-in-place pipe）原位固化法對管道進(jìn)行接頭修復(fù)。

根據(jù)該工程地質(zhì)勘察報(bào)告，管道基礎(chǔ)主要落在粉質(zhì)黏土層、黏質(zhì)粉土層、淤泥質(zhì)黏土層、人工填土層等土層上。本工程場地地下水位1.0～1.5 m，屬地下水豐富區(qū)域。

2 兩種方案比選

在正式進(jìn)行修復(fù)施工前，將下列兩種方案進(jìn)行對比分析，可以很容易得出推薦方案非開挖CIPP原位固化法的優(yōu)越性，是切實(shí)可行的方案。見表1。

表1 兩種方案比選

經(jīng)專家會(huì)論證討論，施工方?jīng)Q定對HDPE塑鋼纏繞管DN400污水管缺陷的處理提出以下方案：

1）有橡皮膠下凹、滲漏的管道接頭采用CIPP原位固化法進(jìn)行管道局部修復(fù)。

2）錯(cuò)位及變形管道接頭須滿足《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB 50268—2008）》［1］，管道變形率不超過5%時(shí)，可做CIPP原位固化法修復(fù)，超出時(shí)應(yīng)挖出管道翻建。

3 施工工藝

CIPP（cured-in-place pipe）原位固化法采用翻轉(zhuǎn)或牽引方式將浸漬樹脂的軟管置入原有管道內(nèi)，固化后形成管道內(nèi)襯的修復(fù)方法［2］。此方法一般適用于原管道強(qiáng)度仍滿足要求，只是接口出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象［3］。CIPP工藝是目前最受歡迎的非開挖管道修復(fù)施工方法，適用范圍廣，斷面損失小，修復(fù)質(zhì)量好，目前是世界上使用最多的一種非開挖修理方法［4］。CIPP原位固化法施工工藝流程圖見圖2，CIPP修復(fù)技術(shù)示意圖見圖3。

圖2 CIPP原位固化法工藝流程圖

圖3 CIPP修復(fù)技術(shù)示意圖

4 技術(shù)要求

1）管道接頭優(yōu)化加固處理方案采用非開挖CIPP原位固化法技術(shù)修復(fù)DN400污水管接頭，材料采用浸漬熱固化性樹脂軟管，設(shè)計(jì)厚度≥4.5 mm，內(nèi)襯管必須寬出破裂口邊緣250 mm且每個(gè)接頭修復(fù)內(nèi)襯管長度≥500 mm，內(nèi)襯管端部切口須平整且必須用快速密封材料（或樹脂混合物）封閉軟襯管與老管內(nèi)壁的間隙。樹脂固化的材料為玻璃纖維和樹脂。玻璃纖維材料是雙層構(gòu)筑結(jié)構(gòu)，特殊的紡織工藝使纖維材料具有良好的樹脂浸潤性和較高的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，材料固化后的厚度為3 mm。樹脂材料為環(huán)氧樹脂基礎(chǔ)上的多種混合材料，可在水中常溫固化，固化時(shí)間2～3 h。常用的德國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表2［5］。

表2 樹脂固化內(nèi)襯技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2）內(nèi)襯管內(nèi)壁檢測必須符合：表面無鼓脹，無未固化現(xiàn)象；表面不得有裂紋；表面不得有嚴(yán)重的褶皺與縱向棱紋。內(nèi)襯管端部切口與井壁平齊，封口不滲漏水。

3）內(nèi)襯管實(shí)測實(shí)量應(yīng)符合下列要求：內(nèi)襯管厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；內(nèi)襯管厚度檢測位置，應(yīng)避免在軟管的接縫處，檢測點(diǎn)為軟襯管圓周均等四點(diǎn)，取其平均值；內(nèi)襯管設(shè)計(jì)厚度t≤9 mm時(shí)，厚度正誤差允許在0～20%，軟襯管設(shè)計(jì)厚度t＞9 mm時(shí)，厚度誤差允許在0～25%。本工程內(nèi)襯管設(shè)計(jì)厚度4 mm，厚度范圍在4～4.8 mm。

4）內(nèi)襯管取樣試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：采樣數(shù)量以每200 m取一組試塊，單位工程小于200 m取一組試塊，每組3塊。試塊一般在施工現(xiàn)場直接從軟襯管的端部截取。受現(xiàn)場條件限制無法截取時(shí)，可以采用和施工條件同等的環(huán)境下制作的試塊。試塊強(qiáng)度必須符合表3要求。

表3 試塊強(qiáng)度要求

5）《規(guī)程》技術(shù)要求［2］：①內(nèi)襯管長度應(yīng)能覆蓋待修復(fù)缺陷，且前后應(yīng)比待修復(fù)缺陷長度至少長200 mm。

②樹脂應(yīng)能在熱水、熱蒸汽作用下固化，且初始固化溫度應(yīng)低于80℃。

③當(dāng)采用加熱固化樹脂時(shí)，應(yīng)先采用空氣和水使軟管膨脹，再置換成熱蒸汽或熱水進(jìn)行固化；氣囊內(nèi)氣體或水的壓力應(yīng)能保證軟管緊貼原有管道內(nèi)壁，但不得超過軟管材料所能承受的最大壓力；固化完成后應(yīng)緩慢釋放氣囊內(nèi)的氣體，應(yīng)先將氣囊內(nèi)氣體或水的溫度降到38℃后，然后緩慢釋放氣囊內(nèi)的氣體或水。

④軟管綁扎在可膨脹的氣囊上，氣囊應(yīng)由彈性材料制成，并能承受一定的水壓或氣壓，應(yīng)有良好的密閉性能；通過氣囊或小車將浸漬樹脂軟管運(yùn)送到待修復(fù)位置，并應(yīng)采用電視檢測（CCTV）設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測、輔助定位；氣囊的工作壓力和修補(bǔ)管徑范圍應(yīng)符合氣囊設(shè)備規(guī)定的技術(shù)要求。

5 施工過程及效果

根據(jù)CCTV檢測的實(shí)際情況，管道整體情況良好，未出現(xiàn)變形、截?cái)嗟痊F(xiàn)象，部分管道接頭存在橡皮下凹、接頭錯(cuò)位、管帶破裂、管道側(cè)壁明顯向內(nèi)側(cè)突出等薄弱環(huán)節(jié)，擬采用非開挖CIPP技術(shù)對管道進(jìn)行接頭修復(fù)，先選取1倉管道作為試驗(yàn)段。本標(biāo)段共計(jì)修復(fù)W37-W62污水管道井段HDPE塑鋼纏繞管道34倉，修復(fù)管道接頭105個(gè)，圖4是CIPP原位固化法修復(fù)HDPE塑鋼纏繞管道接頭施工過程中。

圖4 CIPP原位固化法施工中

經(jīng)過對全部有薄弱環(huán)節(jié)的接頭進(jìn)行修復(fù)處理，修復(fù)后的管道接頭處經(jīng)CCTV檢測都顯示管道內(nèi)壁外觀良好，無滴漏、破裂現(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期修復(fù)工程效果。圖5為污水管道接頭修復(fù)前后對比圖。

6 CIPP原位固化法的優(yōu)點(diǎn)［4］

1）施工速度快、工期短；

2）可全天候施工；

3）沒有接頭、表面光滑、流動(dòng)性好；

4）可適應(yīng)非圓形斷面和彎曲段的管道；

5）不需灌漿，過流斷面損失小；

6）造價(jià)低；

7）社會(huì)影響小、交通影響??；

8）施工安全風(fēng)險(xiǎn)小。

圖5 污水管道接頭修復(fù)前后對比

7 結(jié) 語

1）HDPE塑鋼纏繞管作為一種新型管材應(yīng)用于市政排水管道，施工關(guān)鍵點(diǎn)在接頭施工質(zhì)量，如因各種原因未能有效達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，須及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，避免影響驗(yàn)收和后續(xù)管道運(yùn)行。

2）經(jīng)CCTV檢測修復(fù)前后對比分析及運(yùn)行半年證明，污水管道包括接頭部位無明顯滲水、滴漏等現(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期修復(fù)工程目標(biāo)效果。

3）非開挖CIPP原位固化法作為一種有效的污水管道修復(fù)方法，能夠快速處理完成污水管道接頭修復(fù)，是一種切實(shí)可行的技術(shù)方案。其他還有多種非開挖排水管道修復(fù)更新方法，如穿插法、折疊內(nèi)襯法、管片內(nèi)襯法、不銹鋼套筒法等，適用于不同的工程情況，都能達(dá)到良好的修復(fù)更新效果。

參考文獻(xiàn)

［1］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T 210-2014城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

［3］張衛(wèi)萍，凌建強(qiáng).污水管道的非開挖修復(fù)技術(shù)［J］.城市建筑，2013（16）：228-229.

［4］何鎳鵬.非開挖技術(shù)在污水管道修復(fù)的方法［J］.化學(xué)工程與裝備，2009（9）：170-175.

［5］婁國偉，陶欣，楊兵.局部樹脂固化內(nèi)襯法用于趵突泉污水管道修復(fù)［J］.中國市政工程，2012（6）：49-51.

［6］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 2567—2008樹脂澆筑體性能試驗(yàn)方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

中圖分類號(hào)：TU992.03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1008-3707（2016）02-0039-04

收稿日期：2015-11-03

作者簡介：潘龍文（1976—），男，湖北浠水人，高級(jí)工程師，從事市政和房建監(jiān)理工作。