【摘 要】針對紫外光固化法修復(fù)技術(shù)在市政排水管道修復(fù)工作中的質(zhì)量控制問題，結(jié)合國家標準與實際工程經(jīng)驗，從檢測、設(shè)計、施工三個環(huán)節(jié)出發(fā)，分析關(guān)鍵問題節(jié)點并提出解決方案，此外基于施工工法對褶皺、破裂、凸起、變色等常見表觀質(zhì)量缺陷進行枚舉分析。

【關(guān)鍵詞】市政排水； 非開挖修復(fù)； 紫外光固化法； 質(zhì)量控制； 表觀質(zhì)量

【中圖分類號】TU992.05【文獻標志碼】A

1 紫外光固化法由來

紫外光固化法（UV-CIPP）作為非開挖修復(fù)中原位固化法CIPP（Cured-in-Place Pipe）的一種衍生工藝，是國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的非開挖管道修復(fù)技術(shù)之一，該方法具備耗時短、施工面小、噪音粉塵污染少、修復(fù)后管道整體性強等優(yōu)勢［1］。其歷史可以追溯到19世紀70年代，英國工程師Erid Wood首次提出采用熱固性樹脂與玻璃纖維混合進行內(nèi)襯固化的CIPP工藝。1990年Brandenburger公司成功研發(fā)出無縫合內(nèi)襯軟管，并將此工藝引入城市污水管網(wǎng)修復(fù)領(lǐng)域［2］。隨后數(shù)年經(jīng)過BKP Berolina、Impreg/Mutiliner等多家公司的研發(fā)與完善，紫外光固化法最終形成了如今以內(nèi)膜、玻璃纖維增強層、外模、紫外光保護層四層結(jié)構(gòu)軟管搭配配套施工工藝的形式。2008年Saertex公司將紫外光固化法引入中國，經(jīng)過數(shù)年的推廣與本土化調(diào)整，于2016年前后紫外光固化法被廣泛使用于北京、上海、廣州、深圳、杭州、廈門、成都等城市的排水管網(wǎng)修復(fù)領(lǐng)域［3］。

紫外光固化修復(fù)技術(shù)常用于管道結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)，適應(yīng)于圓形、蛋形、橢圓形等非常規(guī)形狀的管道，管徑適用范圍為150～1 800 mm［4］。內(nèi)襯管固化后厚度薄、強度高，輕微降低管道內(nèi)徑的同時降低了粗糙系數(shù)，保障了修復(fù)后管道的過流能力，另外經(jīng)修復(fù)后的管道有較強的完整性有利于后期管養(yǎng)維護［5］。

2 修復(fù)流程及質(zhì)量控制要點

2.1 檢測階段

按照傳統(tǒng)的建設(shè)工程考慮，修復(fù)流程可分為檢測、設(shè)計、施工三個階段，其中檢測階段作為后續(xù)工作的基石，其主要流程見圖1。

2.1.1 界定工作邊界

檢測與施工作業(yè)在管道預(yù)處理環(huán)節(jié)存在一定重疊，若將預(yù)處理壓力側(cè)重于檢測環(huán)節(jié)則勢必增加該環(huán)節(jié)的工程量，并且由于預(yù)處理擾動和后續(xù)修復(fù)工藝不足導(dǎo)致缺陷進一步擴大；反之則可能導(dǎo)致檢測工作做不到位，無法反映管道實際缺陷。

為避免以上問題在常規(guī)的檢測解決功能性缺陷、施工解決結(jié)構(gòu)性缺陷的思路上，可通過將清除管道內(nèi)板結(jié)混凝土、暗井修復(fù)，水下檢測等列入檢測任務(wù)，將4級破裂導(dǎo)致的局部塌陷列入施工任務(wù)并單獨計量，以降低兩者工作交叉從而減少上述問題。

2.1.2 復(fù)核下墊面信息

部分現(xiàn)狀管線實際排向、長度、管徑信息與管探信息不符，或存在變徑、閥門、暗井、暗接等問題，在本環(huán)節(jié)需要進行復(fù)核從而保障后續(xù)設(shè)計工程量的準確。

2.1.3 標準化檢測方法

檢測視頻的命名、信息標識，拍攝方向、特寫距離、拍攝角度、行進速度等受到操作人員拍攝習(xí)慣影響，另外不同檢測設(shè)備間分辨率，燈光強度、色差也存在差異，人為與機械因素都會造成檢測視頻之間的差異，甚至拍攝失真等問題。應(yīng)根據(jù)DB 37/T 5107-2018《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的拍攝方式基礎(chǔ)上進一步量化參數(shù)，規(guī)范操作設(shè)備，組織培訓(xùn)考核，降低人為、設(shè)備因素影響。

2.1.4 量化缺陷判讀標準

（1）DB37/T5107-2018《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》內(nèi)對缺陷的界定多以管徑或壁厚的百分比形式呈現(xiàn)，模糊空間較大實操過程不好界定；

（2）軟件判讀管道缺陷雖可定量描述缺陷，但受限于檢測視頻拍攝形式、角度，目前實際應(yīng)用中問題仍然較多；

（3）人工判讀作為國內(nèi)目前主要采用的判讀形式，判讀結(jié)果直接受判讀人員的工程經(jīng)驗和主觀感受影響，個體差異較大。

為了解決以上問題可建立一套完整的判讀參照系，細化判讀標準，并通過集中培訓(xùn)方式進行人員訓(xùn)練，定期考核，降低人為影響。

2.2 設(shè)計階段

設(shè)計階段主要流程見圖2，該階段需結(jié)合檢測資料、管網(wǎng)狀況、居民及交通情況綜合考量，確保設(shè)計內(nèi)容的落地性和可靠性。

2.2.1 前期資料復(fù)核

管道修復(fù)工作前期資料雖然種類較少，主要可分為管探資料、檢測報告、影像資料三類，但由于管段數(shù)量多，體量較大，且經(jīng)常需要返工、復(fù)測等工作，所以建立動態(tài)任務(wù)臺賬，根據(jù)任務(wù)范圍查缺補漏并實時更新尤為重要。

2.2.2 明確修復(fù)原則

國內(nèi)現(xiàn)有的整體、局部修復(fù)方式既有在使用條件上存在交叉，又在問題處理方面互補。工藝的選擇需結(jié)合時間成本、社會成本、經(jīng)濟成本、施工條件、安全性、使用年限等因素的綜合考慮。通過明確各工藝在項目中的應(yīng)用條件，制定修復(fù)原則，有效降低溝通成本，提高設(shè)計效率。

2.2.3 特殊問題分析

針對4級錯口、脫節(jié)等結(jié)構(gòu)性缺陷，常見的局部修復(fù)手段受制于管口端的高低差或距離難以有效實施，此種情況需通過探究來水量、流量、包封情況等影響綜合考慮，推薦以整體修復(fù)代替點狀修復(fù)。

2.3 施工階段

紫外光固化法作為整個非開挖修復(fù)工程鏈條的末尾，修復(fù)效果與檢測、設(shè)計及施工工藝息息相關(guān)，施工階段主要流程見圖3，該環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制需主要關(guān)注以下幾個環(huán)節(jié)。

2.3.1 進場材料質(zhì)量管控

由于紫外光原位固化過程不具備可逆性，一經(jīng)硬化很難拆除，所以前置性的質(zhì)量把控尤為重要?？赏ㄟ^對材料分批次設(shè)立試驗段，建立前置性的管控檔案對材料質(zhì)量進行管控。

市政工程董林沛， 陳名岳： 紫外光固化法修復(fù)技術(shù)質(zhì)量控制問題與討論

2.3.2 參數(shù)化與操作記錄

不同廠家的材料在施工細節(jié)、參數(shù)上各有不同，同一個施工班組在使用不同廠家材料時修復(fù)效果受其操作習(xí)慣影響較大，出現(xiàn)質(zhì)量問題難以溯源。為了便于管理應(yīng)要求各材料廠商提供詳實可控的操作指南，并針對施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行參數(shù)量化，做到標準直觀可控。同時可參考德國DWA標準，對施工設(shè)備、施工參數(shù)記錄功能進行要求，并建立儲存臺賬。

2.3.3 把控關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)

施工過程中主要存在的問題與原因有：

（1）帶水作業(yè)——樹脂乳化發(fā)白或硬化不充分。

（2）拖拽時不配備萬向節(jié)——軟管形成螺旋狀紋理。

（3）充氣保壓速率、壓強、時長等不符合材料要求——軟管與現(xiàn)狀管貼合度差。

（4）未清除紫外光燈與內(nèi)膜接觸部位前次施工剩余硬化樹脂——內(nèi)膜破裂進而形成氣道、滲水等諸多問題。

（5）紫外光波譜未校準、燈架型號不匹配——固化效率差、內(nèi)襯管上下固化不均。

（6）燈行走速度不符合廠家要求——軟管未硬化或硬化過渡、甚至內(nèi)膜焦化黏連無法撕扯。

（7）下料尺寸過小/過大——軟管無法貼合原管道或產(chǎn)生縱向褶皺。

（8）扎頭預(yù)留距離過小——采樣時樣塊尺寸數(shù)量不足等。

3 常見問題與原因分析

3.1 常見問題

根據(jù)實際施工經(jīng)驗將常見的問題總結(jié)成以下7類，總結(jié)問題原因的同時，參考Impreg、Saertex等德國材料廠商提供的施工說明簡要闡述施工中的注意事項。

（1）褶皺。縱向褶皺、環(huán)向大褶皺、環(huán)向小褶皺、轉(zhuǎn)彎處褶皺（圖4、圖5）。

（2）白斑。凸起處白斑、凹陷處白斑、整體白斑、腐爛狀白斑（圖6、圖7）。

（3）凸起。小凸起，大凸起、凹陷狀凸起、螺旋狀凸起。

（4）內(nèi)膜殘留。部分內(nèi)膜殘留、內(nèi)膜整體未扯出。

（5）變色。發(fā)白、泛黃、不均、絨毛狀白色（圖8～圖12）。

（6）脆裂。環(huán)向、不定向蔓延脆裂（圖13）。

（7）修復(fù)后無管道特征（圖14）。

3.2 原因分析

導(dǎo)致以上7種常見問題的原因可大致分為八類：

（1）紫外光燈行走速度或燈架尺寸問題：變色、凸起處白斑、內(nèi)膜殘留、絨毛狀白色。

（2）充氣過快保壓不足與聳動拖拽、未使用萬向節(jié)等問題：環(huán)向大/小褶皺、環(huán)向脆裂、螺旋狀凸起。

（3）內(nèi)膜破損并帶水作業(yè)：腐爛狀白斑、發(fā)白變色。

（4）內(nèi)膜破損問題：外模未開放氣孔：不定向蔓延脆裂、凹陷處白斑。

（5）材料尺寸問題：縱向褶皺（過大）、修復(fù)后無管道特性（過?。?。

（6）管道預(yù)處理不合格：大凸起、凹陷狀凸起。

（7）施工流程問題：內(nèi)膜殘留，端頭環(huán)向大褶皺。

（8）無法避免的問題：轉(zhuǎn)彎處褶皺、小凸起等。

除以上八種常見修復(fù)問題外還可能出現(xiàn)密集氣泡狀孔洞、管底隆起、薄厚不均等問題，此類問題主要是由于材料生產(chǎn)樹脂配比有誤、真空灌注階段漏氣、高溫環(huán)境存放、外膜破裂樹脂遇水乳化、樹脂粘性不足等問題導(dǎo)致。

4 結(jié)論

紫外光固化法修復(fù)技術(shù)在我國的應(yīng)用尚處于發(fā)展階段，對于現(xiàn)有行業(yè)標準，基于德國、日本，英國標準制定的相關(guān)參數(shù)與指標仍需要進行本地化的磨合與修訂，例如建議增加腐蝕等缺陷的分級，將完全喪失管道結(jié)構(gòu)但保留管狀空洞定義為4級腐蝕；另外細化脫落缺陷的表達，采用位置+級別方式標定，級別按脫離原位的程度劃分等。

國內(nèi)紫外光固化修復(fù)行業(yè)材料生產(chǎn)商、從業(yè)人員的規(guī)模正迅速擴張并逐步進入同質(zhì)化競爭階段。伴隨著價格與工藝的透明化，圍繞生產(chǎn)效率、產(chǎn)品穩(wěn)定性、易操作程度、環(huán)境污染程度的競爭將更加激烈。從質(zhì)量控制角度出發(fā)，一本涵蓋市場主流設(shè)備，區(qū)分材料特性，對主要施工參數(shù)，控制因素予以規(guī)定，并能針對現(xiàn)場問題給出指導(dǎo)性方案的操作手冊將成為必不可少的管理工具。同時為便于追溯施工過程中的關(guān)鍵參數(shù)，對固化設(shè)備記錄功能的要求也將日益提高。

新的工程模式對管理方式的影響同樣不容小覷，按總承包模式將檢測，設(shè)計，施工三個步驟融為一體統(tǒng)籌實施雖然可以有效節(jié)約時間成本，但同時會帶來工程造價方面的不可控因素，如何在靈活與經(jīng)濟之間找到平衡點將成為建成區(qū)以修復(fù)為主的管網(wǎng)相關(guān)工程的主要話題。

參考文獻

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［2］ 遆仲森. 城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)研究［D］.中國地質(zhì)大學(xué)，2012.

［3］ "董小琴. 淺析紫外光固化技術(shù)在市政污水管道修復(fù)項目的應(yīng)用—漳州水仙大街道路改造工程為例［J］.價值工程，2019（34）：176-178.

［4］ "張又德. 紫外光固化非開挖管道修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用［J］.天津建設(shè)科技，2022（32）：37-40.

［5］ "吳堅慧，魏樹弘. 上海市城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)實施指南［M］.上海：同濟大學(xué)出版社，2012.

［作者簡介］董林沛（1990—），女，碩士，工程師，研究方向為管道非開挖修復(fù)。