非开挖CIPP法修复塑钢缠绕管接头的技术应用

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

潘龙文1, 2,叶丽宏2PAN Longwen, YE Lihong（1.同济大学土木工程学院，上海200092；2.浙江工程建设监理公司，浙江杭州310012）



非开挖CIPP法修复塑钢缠绕管接头的技术应用

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

潘龙文1, 2,叶丽宏2
PAN Longwen, YE Lihong
（1.同济大学土木工程学院，上海200092；2.浙江工程建设监理公司，浙江杭州310012）

摘 要：结合杭州市某快速路工程运用非开挖CIPP（cured-in-place-pipe）原位固化法修复HDPE塑钢缠绕管DN400污水管道接头技术实例，介绍了该技术的处理方案、技术要求、方案比选、实际工程效果等方面。实践证明，非开挖CIPP原位固化法修复技术能有效解决HDPE塑钢缠绕管污水管道接头问题，实现预期的经济效益和社会效益。

关键词：非开挖CIPP原位固化法；修复；HDPE塑钢缠绕管；接头

1 工程概况

杭州某快速路工程主线为高架桥，排水工程中污水管道位于道路南侧，长度1 232 m，管材直径≤D400，采用HDPE塑钢缠绕管，环刚度等级为SN（≥10 kN/m2），不锈钢活套连接，即卡箍式弹性连接，橡胶套分两层，内层薄橡胶套，外层发泡橡胶板，在橡胶板外侧用不锈钢套箍筋，其形式见图1。

图1 不锈钢活套连接

开通试运行一年后，根据该工程施工完成的HDPE塑钢缠绕管DN400污水管道（W39～W63）电视检测CCTV摄像监测结果，CCTV摄像监测结果，显示管道整体情况良好，未出现变形、截断等现象，但管道接头普遍存在薄弱环节。为确保污水管道验收质量及后续正式投入使用后的安全运行，拟采用非开挖CIPP（cured-in-place pipe）原位固化法对管道进行接头修复。

根据该工程地质勘察报告，管道基础主要落在粉质黏土层、黏质粉土层、淤泥质黏土层、人工填土层等土层上。本工程场地地下水位1.0～1.5 m，属地下水丰富区域。

2 两种方案比选

在正式进行修复施工前，将下列两种方案进行对比分析，可以很容易得出推荐方案非开挖CIPP原位固化法的优越性，是切实可行的方案。见表1。

表1 两种方案比选

经专家会论证讨论，施工方决定对HDPE塑钢缠绕管DN400污水管缺陷的处理提出以下方案：

1）有橡皮胶下凹、渗漏的管道接头采用CIPP原位固化法进行管道局部修复。

2）错位及变形管道接头须满足《给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268—2008）》［1］，管道变形率不超过5%时，可做CIPP原位固化法修复，超出时应挖出管道翻建。

3 施工工艺

CIPP（cured-in-place pipe）原位固化法采用翻转或牵引方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬的修复方法［2］。此方法一般适用于原管道强度仍满足要求，只是接口出现渗漏现象［3］。CIPP工艺是目前最受欢迎的非开挖管道修复施工方法，适用范围广，断面损失小，修复质量好，目前是世界上使用最多的一种非开挖修理方法［4］。CIPP原位固化法施工工艺流程图见图2，CIPP修复技术示意图见图3。

图2 CIPP原位固化法工艺流程图

图3 CIPP修复技术示意图

4 技术要求

1）管道接头优化加固处理方案采用非开挖CIPP原位固化法技术修复DN400污水管接头，材料采用浸渍热固化性树脂软管，设计厚度≥4.5 mm，内衬管必须宽出破裂口边缘250 mm且每个接头修复内衬管长度≥500 mm，内衬管端部切口须平整且必须用快速密封材料（或树脂混合物）封闭软衬管与老管内壁的间隙。树脂固化的材料为玻璃纤维和树脂。玻璃纤维材料是双层构筑结构，特殊的纺织工艺使纤维材料具有良好的树脂浸润性和较高的强度结构，材料固化后的厚度为3 mm。树脂材料为环氧树脂基础上的多种混合材料，可在水中常温固化，固化时间2～3 h。常用的德国技术标准见表2［5］。

表2 树脂固化内衬技术质量标准

2）内衬管内壁检测必须符合：表面无鼓胀，无未固化现象；表面不得有裂纹；表面不得有严重的褶皱与纵向棱纹。内衬管端部切口与井壁平齐，封口不渗漏水。

3）内衬管实测实量应符合下列要求：内衬管厚度应符合设计要求；内衬管厚度检测位置，应避免在软管的接缝处，检测点为软衬管圆周均等四点，取其平均值；内衬管设计厚度t≤9 mm时，厚度正误差允许在0～20%，软衬管设计厚度t＞9 mm时，厚度误差允许在0～25%。本工程内衬管设计厚度4 mm，厚度范围在4～4.8 mm。

4）内衬管取样试验应符合下列要求：采样数量以每200 m取一组试块，单位工程小于200 m取一组试块，每组3块。试块一般在施工现场直接从软衬管的端部截取。受现场条件限制无法截取时，可以采用和施工条件同等的环境下制作的试块。试块强度必须符合表3要求。

表3 试块强度要求

5）《规程》技术要求［2］：①内衬管长度应能覆盖待修复缺陷，且前后应比待修复缺陷长度至少长200 mm。

②树脂应能在热水、热蒸汽作用下固化，且初始固化温度应低于80℃。

③当采用加热固化树脂时，应先采用空气和水使软管膨胀，再置换成热蒸汽或热水进行固化；气囊内气体或水的压力应能保证软管紧贴原有管道内壁，但不得超过软管材料所能承受的最大压力；固化完成后应缓慢释放气囊内的气体，应先将气囊内气体或水的温度降到38℃后，然后缓慢释放气囊内的气体或水。

④软管绑扎在可膨胀的气囊上，气囊应由弹性材料制成，并能承受一定的水压或气压，应有良好的密闭性能；通过气囊或小车将浸渍树脂软管运送到待修复位置，并应采用电视检测（CCTV）设备实时监测、辅助定位；气囊的工作压力和修补管径范围应符合气囊设备规定的技术要求。

5 施工过程及效果

根据CCTV检测的实际情况，管道整体情况良好，未出现变形、截断等现象，部分管道接头存在橡皮下凹、接头错位、管带破裂、管道侧壁明显向内侧突出等薄弱环节，拟采用非开挖CIPP技术对管道进行接头修复，先选取1仓管道作为试验段。本标段共计修复W37-W62污水管道井段HDPE塑钢缠绕管道34仓，修复管道接头105个，图4是CIPP原位固化法修复HDPE塑钢缠绕管道接头施工过程中。

图4 CIPP原位固化法施工中

经过对全部有薄弱环节的接头进行修复处理，修复后的管道接头处经CCTV检测都显示管道内壁外观良好，无滴漏、破裂现象，达到预期修复工程效果。图5为污水管道接头修复前后对比图。

6 CIPP原位固化法的优点［4］

1）施工速度快、工期短；

2）可全天候施工；

3）没有接头、表面光滑、流动性好；

4）可适应非圆形断面和弯曲段的管道；

5）不需灌浆，过流断面损失小；

6）造价低；

7）社会影响小、交通影响小；

8）施工安全风险小。

图5 污水管道接头修复前后对比

7 结 语

1）HDPE塑钢缠绕管作为一种新型管材应用于市政排水管道，施工关键点在接头施工质量，如因各种原因未能有效达到预期设计效果，须及时进行修复处理，避免影响验收和后续管道运行。

2）经CCTV检测修复前后对比分析及运行半年证明，污水管道包括接头部位无明显渗水、滴漏等现象，达到预期修复工程目标效果。

3）非开挖CIPP原位固化法作为一种有效的污水管道修复方法，能够快速处理完成污水管道接头修复，是一种切实可行的技术方案。其他还有多种非开挖排水管道修复更新方法，如穿插法、折叠内衬法、管片内衬法、不锈钢套筒法等，适用于不同的工程情况，都能达到良好的修复更新效果。

参考文献

［1］住房和城乡建设部.GB 50268—2008给水排水管道工程施工及验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］住房和城乡建设部.CJJ/T 210-2014城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2014.

［3］张卫萍，凌建强.污水管道的非开挖修复技术［J］.城市建筑，2013（16）：228-229.

［4］何镍鹏.非开挖技术在污水管道修复的方法［J］.化学工程与装备，2009（9）：170-175.

［5］娄国伟，陶欣，杨兵.局部树脂固化内衬法用于趵突泉污水管道修复［J］.中国市政工程，2012（6）：49-51.

［6］国家质量监督检验检总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 2567—2008树脂浇筑体性能试验方法［S］.北京：中国标准出版社，2008.

中图分类号：TU992.03

文献标志码：B

文章编号：1008-3707（2016）02-0039-04

收稿日期：2015-11-03

作者简介：潘龙文（1976—），男，湖北浠水人，高级工程师，从事市政和房建监理工作。