專題文章
非開挖修復工藝介紹——紫外光固化法
1 工藝簡介
1.1 工藝定義
紫外光原位固化法(UV cured-in-place pipe method)采用牽拉方式將浸漬光固性樹脂軟管置入原有管道內(nèi)并與原有管道緊密貼合后,通過紫外光照射使其固化形成內(nèi)襯管的修復方法。1.2 適用范圍
（1）適用于排水管道、供水管道、化學及工業(yè)管道等的重力和壓力管道；（2）適用于圓形、橢圓、矩形等不同形狀管道；
（3）適用于彎曲轉角小于45?管道；
（4）適用于管徑范圍150?2000mm；
（5）適用于基礎結構基本穩(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；
（6）適用于管道內(nèi)壁局部蜂窩、剝落、小型破裂，結構呈現(xiàn)微變形、滲漏、腐蝕、脫節(jié)、接口錯位小于等于直徑的15%等病害修補；
（7）適用于管道的整體修復、局部修復。
1.3 技術優(yōu)勢
（1）玻璃纖維內(nèi)襯管具有更高的拉伸、彎曲等強度，目前市場上的玻璃纖維修復材料的大多都能達到彈性模量12000MPa，抗拉強度95MPa以上，結構性修復后的使用期限不低于50年。（2）紫外光固化修復技術由于其施工速度快（通常DN800以下管徑30m左右管段施工僅需3~5h），施工占地小，修復壁厚薄，水流損失小，彈性模量高，施工簡單以及產(chǎn)生污染小等特點，成為目前國內(nèi)外應用最為廣泛的修復技術。
2 內(nèi)襯材料
玻璃纖維織物內(nèi)襯軟管（俗稱玻纖軟管）的結構從內(nèi)到外為透紫外光的內(nèi)膜，浸漬樹脂的多層玻璃纖維織物，防滲外膜，防紫外光外膜。其中起承載作用的是由E-CR玻璃纖維（耐酸、堿腐蝕的一種玻璃纖維）織物與紫外光固化樹脂體系組成的復合結構。
玻璃纖維織物內(nèi)襯軟管結構
軟管固化后形成的內(nèi)襯管。其短期力學性能指標如下表所示，長期力學性能不能小于短期初始性能的50%。
3 施工設備
紫外光原位固化修復施工需要的主要施工設備如下表所示：
4 作業(yè)流程
進入施工現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境合理的規(guī)劃施工場地，在作業(yè)區(qū)域設置安全警示標志、交通導向標牌等防護設備，在夜間作業(yè)時，在作業(yè)區(qū)域周邊明顯處設置警示燈。
在開始施工作業(yè)前，作業(yè)人員需穿戴好有反光標志的安全警示服，正確佩戴和使用勞動防護用品。
井下施工作業(yè)前應開啟上下游井蓋進行通風并進行檢測，通風措施可采用自然通風和機械通風。
自然通風的時間不應小于30min，如市政排水管道經(jīng)自然通風后，仍不符合氣體檢測的要求，應進行機械通風，機械通風的平均風速不應小于0.8m/s。
通風過程中應實時檢測井下的空氣含氧量和常見有毒有害、易燃易爆氣體的濃度和爆炸范圍。檢測前，應先攪動作業(yè)井內(nèi)泥水，使氣體充分釋放，保證測定井內(nèi)氣體實際濃度。
灌渠封堵應先封堵上游，再封堵下游；必要時應在封堵位置設置兩道封堵。拆除時，應先拆除下游管堵，再拆除上游管堵。
使用充氣管塞時，應實時檢查管堵的氣壓，氣壓降低時，應及時充氣。
如果管堵上下游有壓力差，且管徑在DN800以上，宜采用墻體等固定式封堵。臨時排水設施的排水能力應能確保滿足紫外光光固化修復的施工要求。
預處理前宜進行CCTV或目視檢測，并根據(jù)原有管道的材質、缺陷情況制定合理的處理方案。
采用機械清理時，可采用敲除、刮除、磨除和切削等工藝。均不得損壞原有管道。
盡可能清除原有管道內(nèi)沉積物、結垢、污物、腐蝕瘤等；消除管道滲漏、變形、破損和錯口，不應有滲水現(xiàn)象。
內(nèi)襯軟管拉入前應鋪設墊膜，墊膜寬度應大于原有管道周長的1/3，長度應超出原有管道500~600mm，墊膜在拉入過程中，不應發(fā)生斷裂和堆積，拉入后應在兩端錨固。宜噴灑非腐蝕性可生物降解的潤滑液體。
管徑大于DN1000時，拉入宜采用吊車輔助。拉入時，拉入速度應控制在5m/min以內(nèi)。軟管的最大牽引力應符合左式的規(guī)定。
內(nèi)襯軟管兩端裸露部位應安裝相應匹配的扎頭布，若跨井段施工，中間檢查井裸露的軟管應安裝帶拉鏈的扎頭布，扎頭布應伸入管道至少200mm~250mm。
應在軟管兩端開設排氣縫，外膜排氣縫長度應為50~100mm，防滲膜排氣縫長度應為10~20mm。
充氣前應檢查充氣管、測壓管等連接處的密封性以及扎頭布綁扎的牢固性。充氣裝置應運行平穩(wěn)后向內(nèi)襯軟管充氣。
充氣壓力應能保證軟管部分撐起，撐起后保壓10~30min，保證玻纖層伸展開，樹脂均勻分布。應在保壓階段將軟管中預置的替換繩拉出，置換為耐高溫的紫外燈牽引繩。
紫外光燈鏈進入內(nèi)襯軟管之前應按照固化的需求組裝和測試。
紫外光燈鏈進入內(nèi)襯軟管前，應關閉充氣裝置，人工將紫外光燈架送入軟管，送入過程應避免損傷內(nèi)膜。
充氣過程氣壓應緩慢升高，通過紫外光燈鏈上的攝像頭觀察材料內(nèi)部情況，應使內(nèi)襯軟管充分膨脹擴張緊貼原有管道內(nèi)壁，整個加壓時間不應小于40min，對于未完全脹開的區(qū)域，應適當?shù)奶岣叱錃鈮毫?。確認軟管完全脹開后，將紫外光燈架緩慢地拉到管道另一端就位，過程中進行視頻監(jiān)控，排查存在問題。
各口徑的操作壓力值，宜參照下表執(zhí)行：
固化時應監(jiān)控內(nèi)襯管內(nèi)的溫度，實時調(diào)整紫外光燈鏈巡航速度和充氣設備進氣量，以確保管壁溫度在80℃~120℃之間。
固化過程中所有操作應在監(jiān)管控制平臺上進行，根據(jù)燈鏈長度、紫外燈功率、巡航速度確定相鄰兩燈的開啟間隔。
當燈鏈到達終點時，應及時關閉電纜卷盤開關，依次關閉各盞紫外燈，相鄰兩燈的關閉間隔應與開啟間隔相同。
軟管固化完成后，應緩慢降低管內(nèi)壓力至常壓，降壓速度不應大于10kPa/min。
內(nèi)膜宜在固化完成后去掉。
管道修復完成后，應對內(nèi)襯管起點和終點端部進行密封和切割處理，切割處應整齊，并露出檢查井壁20mm~50mm。
當端口處內(nèi)襯管與原有管道結合不緊密時，在內(nèi)襯管與原有管道之間應采用與內(nèi)襯軟管性能相同的樹脂混合物進行密封。
5 典型案例
吉林省長春市南部片區(qū)在雨季時經(jīng)常出現(xiàn)污水外溢、水體黑臭現(xiàn)象。急需采取綜合治理措施，完善城市基礎建設，消除黑臭水體，提高污水處理廠進水水質，增強污水處理廠處理效能。在充分了解長春項目內(nèi)容和需求之后，金迪企業(yè)集團對癥下藥、正本清源，提出“清、檢、修”一體化綜合治理模式，緊緊圍繞污水處理系統(tǒng)“一廠一策”提質增效的考核目標，3個月工期內(nèi)完成單個工程60多公里清淤檢測、30多公里紫外光固化修復、1200平方米的水泥砂漿噴涂以及1000余環(huán)的局部樹脂固化，高效解決城市防洪內(nèi)澇、消除黑臭水體。項目建成后為減少污水處理廠溢流流量及減少污水處理廠運行壓力提供條件，為強化城市排水系統(tǒng)功能提供保障，從根本促進生態(tài)文明建設，改善城市生態(tài)環(huán)境，打造全國城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)病害治理樣板工程。
修復前
修復后
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