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.同濟大學土木工程學院，上海200092；2.浙江工程建設監(jiān)理公司，浙江杭州310012）

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非開挖CIPP法修復塑鋼纏繞管接頭的技術應用

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.同濟大學土木工程學院，上海200092；2.浙江工程建設監(jiān)理公司，浙江杭州310012）

摘 要：結合杭州市某快速路工程運用非開挖CIPP（cured-in-place-pipe）原位固化法修復HDPE塑鋼纏繞管DN400污水管道接頭技術實例，介紹了該技術的處理方案、技術要求、方案比選、實際工程效果等方面。實踐證明，非開挖CIPP原位固化法修復技術能有效解決HDPE塑鋼纏繞管污水管道接頭問題，實現(xiàn)預期的經(jīng)濟效益和社會效益。

關鍵詞：非開挖CIPP原位固化法；修復；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，長度1 232 m，管材直徑≤D400，采用HDPE塑鋼纏繞管，環(huán)剛度等級為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)測結果，CCTV攝像監(jiān)測結果，顯示管道整體情況良好，未出現(xiàn)變形、截斷等現(xiàn)象，但管道接頭普遍存在薄弱環(huán)節(jié)。為確保污水管道驗收質(zhì)量及后續(xù)正式投入使用后的安全運行，擬采用非開挖CIPP（cured-in-place pipe）原位固化法對管道進行接頭修復。

根據(jù)該工程地質(zhì)勘察報告，管道基礎主要落在粉質(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

在正式進行修復施工前，將下列兩種方案進行對比分析，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，是切實可行的方案。見表1。

表1 兩種方案比選

經(jīng)專家會論證討論，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原位固化法進行管道局部修復。

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

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)襯的修復方法［2］。此方法一般適用于原管道強度仍滿足要求，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施工方法，適用范圍廣，斷面損失小，修復質(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修復技術示意圖見圖3。

圖2 CIPP原位固化法工藝流程圖

圖3 CIPP修復技術示意圖

4 技術要求

1）管道接頭優(yōu)化加固處理方案采用非開挖CIPP原位固化法技術修復DN400污水管接頭，材料采用浸漬熱固化性樹脂軟管，設計厚度≥4.5 mm，內(nèi)襯管必須寬出破裂口邊緣250 mm且每個接頭修復內(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筑結構，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度結構，材料固化后的厚度為3 mm。樹脂材料為環(huán)氧樹脂基礎上的多種混合材料，可在水中常溫固化，固化時間2～3 h。常用的德國技術標準見表2［5］。

表2 樹脂固化內(nèi)襯技術質(zhì)量標準

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

4）內(nèi)襯管取樣試驗應符合下列要求：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，可以采用和施工條件同等的環(huán)境下制作的試塊。試塊強度必須符合表3要求。

表3 試塊強度要求

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

②樹脂應能在熱水、熱蒸汽作用下固化，且初始固化溫度應低于80℃。

③當采用加熱固化樹脂時，應先采用空氣和水使軟管膨脹，再置換成熱蒸汽或熱水進行固化；氣囊內(nèi)氣體或水的壓力應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；固化完成后應緩慢釋放氣囊內(nèi)的氣體，應先將氣囊內(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，氣囊應由彈性材料制成，并能承受一定的水壓或氣壓，應有良好的密閉性能；通過氣囊或小車將浸漬樹脂軟管運送到待修復位置，并應采用電視檢測（CCTV）設備實時監(jiān)測、輔助定位；氣囊的工作壓力和修補管徑范圍應符合氣囊設備規(guī)定的技術要求。

5 施工過程及效果

根據(jù)CCTV檢測的實際情況，管道整體情況良好，未出現(xiàn)變形、截斷等現(xiàn)象，部分管道接頭存在橡皮下凹、接頭錯位、管帶破裂、管道側壁明顯向內(nèi)側突出等薄弱環(huán)節(jié)，擬采用非開挖CIPP技術對管道進行接頭修復，先選取1倉管道作為試驗段。本標段共計修復W37-W62污水管道井段HDPE塑鋼纏繞管道34倉，修復管道接頭105個，圖4是CIPP原位固化法修復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)的接頭進行修復處理，修復后的管道接頭處經(jīng)CCTV檢測都顯示管道內(nèi)壁外觀良好，無滴漏、破裂現(xiàn)象，達到預期修復工程效果。圖5為污水管道接頭修復前后對比圖。

6 CIPP原位固化法的優(yōu)點［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、流動性好；

4）可適應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）造價低；

7）社會影響小、交通影響??；

8）施工安全風險小。

圖5 污水管道接頭修復前后對比

7 結 語

1）HDPE塑鋼纏繞管作為一種新型管材應用于市政排水管道，施工關鍵點在接頭施工質(zhì)量，如因各種原因未能有效達到預期設計效果，須及時進行修復處理，避免影響驗收和后續(xù)管道運行。

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

3）非開挖CIPP原位固化法作為一種有效的污水管道修復方法，能夠快速處理完成污水管道接頭修復，是一種切實可行的技術方案。其他還有多種非開挖排水管道修復更新方法，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，都能達到良好的修復更新效果。

參考文獻

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

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

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

［4］何鎳鵬.非開挖技術在污水管道修復的方法［J］.化學工程與裝備，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［J］.中國市政工程，2012（6）：49-51.

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

中圖分類號：TU992.03

文獻標志碼：B

文章編號：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，高級工程師，從事市政和房建監(jiān)理工作。