專題文章
非開(kāi)挖修復(fù)工藝介紹——紫外光固化法
1 工藝簡(jiǎn)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(shù)脂軟管置入原有管道內(nèi)并與原有管道緊密貼合后,通過(guò)紫外光照射使其固化形成內(nèi)襯管的修復(fù)方法。1.2 適用范圍
(1)適用于排水管道、供水管道、化學(xué)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(zhuǎn)角小于45?管道;
(4)適用于管徑范圍150?2000mm;
(5)適用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、管道線形無(wú)明顯變化、管道壁體無(wú)嚴(yán)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(jié)構(gòu)呈現(xiàn)微變形、滲漏、腐蝕、脫節(jié)、接口錯(cuò)位小于等于直徑的15%等病害修補(bǔ);
(7)適用于管道的整體修復(fù)、局部修復(fù)。
1.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
(1)玻璃纖維內(nèi)襯管具有更高的拉伸、彎曲等強(qiáng)度,目前市場(chǎng)上的玻璃纖維修復(fù)材料的大多都能達(dá)到彈性模量12000MPa,抗拉強(qiáng)度95MPa以上,結(jié)構(gòu)性修復(fù)后的使用期限不低于50年。(2)紫外光固化修復(fù)技術(shù)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(fù)壁厚薄,水流損失小,彈性模量高,施工簡(jiǎn)單以及產(chǎn)生污染小等特點(diǎn),成為目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的修復(fù)技術(shù)。
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(jié)構(gòu)從內(nèi)到外為透紫外光的內(nèi)膜,浸漬樹(shù)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(shù)脂體系組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。玻璃纖維織物內(nèi)襯軟管結(jié)構(gòu)
軟管固化后形成的內(nèi)襯管。其短期力學(xué)性能指標(biāo)如下表所示,長(zhǎng)期力學(xué)性能不能小于短期初始性能的50%。
3 施工設(shè)備
紫外光原位固化修復(fù)施工需要的主要施工設(shè)備如下表所示:4 作業(yè)流程
進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境合理的規(guī)劃施工場(chǎng)地,在作業(yè)區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)志、交通導(dǎo)向標(biāo)牌等防護(hù)設(shè)備,在夜間作業(yè)時(shí),在作業(yè)區(qū)域周邊明顯處設(shè)置警示燈。
在開(kāi)始施工作業(yè)前,作業(yè)人員需穿戴好有反光標(biāo)志的安全警示服,正確佩戴和使用勞動(dòng)防護(hù)用品。
井下施工作業(yè)前應(yīng)開(kāi)啟上下游井蓋進(jìn)行通風(fēng)并進(jìn)行檢測(cè),通風(fēng)措施可采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。
自然通風(fēng)的時(shí)間不應(yīng)小于30min,如市政排水管道經(jīng)自然通風(fēng)后,仍不符合氣體檢測(cè)的要求,應(yīng)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng),機(jī)械通風(fēng)的平均風(fēng)速不應(yīng)小于0.8m/s。
通風(fēng)過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)檢測(cè)井下的空氣含氧量和常見(jiàn)有毒有害、易燃易爆氣體的濃度和爆炸范圍。檢測(cè)前,應(yīng)先攪動(dòng)作業(yè)井內(nèi)泥水,使氣體充分釋放,保證測(cè)定井內(nèi)氣體實(shí)際濃度。
灌渠封堵應(yīng)先封堵上游,再封堵下游;必要時(shí)應(yīng)在封堵位置設(shè)置兩道封堵。拆除時(shí),應(yīng)先拆除下游管堵,再拆除上游管堵。
使用充氣管塞時(shí),應(yīng)實(shí)時(shí)檢查管堵的氣壓,氣壓降低時(shí),應(yīng)及時(shí)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(shí)排水設(shè)施的排水能力應(yīng)能確保滿足紫外光光固化修復(fù)的施工要求。
預(yù)處理前宜進(jìn)行CCTV或目視檢測(cè),并根據(jù)原有管道的材質(zhì)、缺陷情況制定合理的處理方案。
采用機(jī)械清理時(shí),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(jié)垢、污物、腐蝕瘤等;消除管道滲漏、變形、破損和錯(cuò)口,不應(yīng)有滲水現(xiàn)象。
內(nèi)襯軟管拉入前應(yīng)鋪設(shè)墊膜,墊膜寬度應(yīng)大于原有管道周長(zhǎng)的1/3,長(zhǎng)度應(yīng)超出原有管道500~600mm,墊膜在拉入過(guò)程中,不應(yīng)發(fā)生斷裂和堆積,拉入后應(yīng)在兩端錨固。宜噴灑非腐蝕性可生物降解的潤(rùn)滑液體。
管徑大于DN1000時(shí),拉入宜采用吊車(chē)輔助。拉入時(shí),拉入速度應(yīng)控制在5m/min以內(nèi)。軟管的最大牽引力應(yīng)符合左式的規(guī)定。
內(nèi)襯軟管兩端裸露部位應(yīng)安裝相應(yīng)匹配的扎頭布,若跨井段施工,中間檢查井裸露的軟管應(yīng)安裝帶拉鏈的扎頭布,扎頭布應(yīng)伸入管道至少200mm~250mm。
應(yīng)在軟管兩端開(kāi)設(shè)排氣縫,外膜排氣縫長(zhǎng)度應(yīng)為50~100mm,防滲膜排氣縫長(zhǎng)度應(yīng)為10~20mm。
充氣前應(yīng)檢查充氣管、測(cè)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(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)后向內(nèi)襯軟管充氣。
充氣壓力應(yīng)能保證軟管部分撐起,撐起后保壓10~30min,保證玻纖層伸展開(kāi),樹(shù)脂均勻分布。應(yīng)在保壓階段將軟管中預(yù)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(jìn)入內(nèi)襯軟管之前應(yīng)按照固化的需求組裝和測(cè)試。
紫外光燈鏈進(jìn)入內(nèi)襯軟管前,應(yīng)關(guān)閉充氣裝置,人工將紫外光燈架送入軟管,送入過(guò)程應(yīng)避免損傷內(nèi)膜。
充氣過(guò)程氣壓應(yīng)緩慢升高,通過(guò)紫外光燈鏈上的攝像頭觀察材料內(nèi)部情況,應(yīng)使內(nèi)襯軟管充分膨脹擴(kuò)張緊貼原有管道內(nèi)壁,整個(gè)加壓時(shí)間不應(yīng)小于40min,對(duì)于未完全脹開(kāi)的區(qū)域,應(yīng)適當(dāng)?shù)奶岣叱錃鈮毫Α4_認(rèn)軟管完全脹開(kāi)后,將紫外光燈架緩慢地拉到管道另一端就位,過(guò)程中進(jìn)行視頻監(jiān)控,排查存在問(wèn)題。
各口徑的操作壓力值,宜參照下表執(zhí)行:
固化時(shí)應(yīng)監(jiān)控內(nèi)襯管內(nèi)的溫度,實(shí)時(shí)調(diào)整紫外光燈鏈巡航速度和充氣設(shè)備進(jìn)氣量,以確保管壁溫度在80℃~120℃之間。
固化過(guò)程中所有操作應(yīng)在監(jiān)管控制平臺(tái)上進(jìn)行,根據(jù)燈鏈長(zhǎng)度、紫外燈功率、巡航速度確定相鄰兩燈的開(kāi)啟間隔。
當(dāng)燈鏈到達(dá)終點(diǎn)時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電纜卷盤(pán)開(kāi)關(guān),依次關(guān)閉各盞紫外燈,相鄰兩燈的關(guān)閉間隔應(yīng)與開(kāi)啟間隔相同。
軟管固化完成后,應(yīng)緩慢降低管內(nèi)壓力至常壓,降壓速度不應(yīng)大于10kPa/min。
內(nèi)膜宜在固化完成后去掉。
管道修復(fù)完成后,應(yīng)對(duì)內(nèi)襯管起點(diǎn)和終點(diǎn)端部進(jìn)行密封和切割處理,切割處應(yīng)整齊,并露出檢查井壁20mm~50mm。
當(dāng)端口處內(nèi)襯管與原有管道結(jié)合不緊密時(shí),在內(nèi)襯管與原有管道之間應(yīng)采用與內(nèi)襯軟管性能相同的樹(shù)脂混合物進(jìn)行密封。
5 典型案例
吉林省長(zhǎng)春市南部片區(qū)在雨季時(shí)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(chǔ)建設(shè),消除黑臭水體,提高污水處理廠進(jìn)水水質(zhì),增強(qiáng)污水處理廠處理效能。在充分了解長(zhǎng)春項(xiàng)目?jī)?nèi)容和需求之后,金迪企業(yè)集團(tuán)對(duì)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(zhì)增效的考核目標(biāo),3個(gè)月工期內(nèi)完成單個(gè)工程60多公里清淤檢測(cè)、30多公里紫外光固化修復(fù)、1200平方米的水泥砂漿噴涂以及1000余環(huán)的局部樹(shù)脂固化,高效解決城市防洪內(nèi)澇、消除黑臭水體。項(xiàng)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(yùn)行壓力提供條件,為強(qiáng)化城市排水系統(tǒng)功能提供保障,從根本促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),改善城市生態(tài)環(huán)境,打造全國(guó)城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)病害治理樣板工程。
修復(fù)前
修復(fù)后