紫外光固化内衬修复技术在城市排水管网改造中的应用

王智彬

（福州市城乡建设发展有限公司，福建 福州 350004）

0 引言

随着我国城镇化进程的稳步推进，截止到2017年12月1日，我国城市排水管道长度已达到63 万余公里。同时，大量的排水管道在运营若干年后，都不同程度的出现功能性缺陷和结构性的缺陷，如破裂、变形、腐蚀、脱节、异物穿入、沉积、渗漏等。如不采取有效的处理措施，将会出现地下水渗漏、路面塌陷、管道堵塞，排水不畅等一系列后果，甚至可能引发严重的安全事故。

目前，针对地下排水管网缺陷的处理措施主要分为开挖修复和非开挖修复。传统的开挖工艺维修更换管道工期长、施工难度大、造价高，还将涉及路政、园林、供水、供电、供气、电信等多个相关权属单位，也会产生大量的恢复费用。而非开挖修复是在完全不开挖或者是微开挖的情况下，利用管道原有的检查井，对管道缺陷进行修复或更新。应用范围广、综合成本低、施工安全性好、环境污染小、施工周期短等特点是非开挖修复技术的优势。本文就城市排水管网改造中非开挖修复工艺中紫外光固化内衬修复技术的应用展开进一步研究。

1 紫外光固化内衬修复原理

所谓的紫外光固化内掺修复技术就是一种不对管道进行开挖就能达到修复目的的技术，大多数情况下都会应用于煤器管道、给水管道以及排水管道的内掺修复项目中。这种修复技术是CIPP（cured in place pipe）内掺技术中重要的技术之一，其具备良好的强化结构功能以及密封功能。紫外光固化内掺修复技术能够在不进行任何开挖施工的前提下，快速完成施工，并且能够对结构的强度进行强化，管道进行修复之后表面十分光滑不存在明显的接头进而形成良好的连续性内衬，应用这种技术对管道进行修复能够是管道的整体性提升，同时施工的过程中固化过程中管道内部的情况可以通过设置带干灯架前面的耐高温摄像头实现全过程监控，实现施工全过程的动态控制

2 紫外光固化内衬修复施工工艺流程

在使用紫外光固化内衬修复技术进行管道修复作业的工艺流程大多数情况下都是先进行施工准备，检查使用材料以及施工设备；随后对施工现场进行勘测，根据现场的实际情况来确定施工方案；随后使用CCTV 内窥镜对管道内部进行检测确认管道是否能够导流，当管道出现堵塞的情况下要进行必要的疏通；随后将内衬软管拉入被修复管道中；进行紫外光固化处理；随后进行管道端部以及支线的处理作业；最后对修复工程进行检测，确认修复作业合格之后方可验收。

3 工程概况

本工程为福州市城区管网改扩建工程福飞北路污水管道修复施工，道路总长度2142 米，管线总长度4899 米。采用紫外光固化内衬修复技术施工22 个管段，共计修复三四级缺陷点153 个，修复长度688.81 米。该项目之所以采用这种方式进行施工是因为在进行施工的过程中需要占用很少的道路面积，施工周期短，不会对施工地段的交通造成影响。同时，所有的还是供设备都集中与施工车上，整个而施工作业流程变得更加灵活。

4 紫外光固化内衬修复施工

4.1 施工前准备

（1）现场勘查

在进行施工之前，需要使用CCTV 内窥镜对旧管道的内部情况进行检测，如果出现堵塞的情况需要进行必须要的疏通。同时对管道的破损或者是变形情况进行大致掌握，对旧管道的管道内径进行重复的测量，准确掌握管道的长度以及直径，将这些数据上报给厂家定制出玻璃纤维内掺固化材料。最后讲作业设备运往现场并将设备的状态调制到最佳状态

（2）管道清淤、冲洗及CCTV 检测

随后就要对管道施工区域淤物进行处理，大多数情况下都是采用抓耙机以及高压水射流机并 配备适合的射流头来对管道内部进行冲洗和疏通。当管道内壁有较大的凸起或者是其他损伤的时候要对这些损伤部位进行及时的处理作业。目前铣刀机器人是应当这种情况的做好处理手段，经过处理之后可以对管道继续进行冲洗。冲洗完毕之后要采用CCTV 内窥镜对管道作业后的条件进行检测，作业合格则录制视频进行保存。这些视频资料将是确定与判断管道缺陷的重要参照。

4.2 紫外光固化作业

（1）拉入底膜

之所以设置底膜是为了对固化外壁的材料进行保护，进而将材料进入管道工程中遭受到的摩擦力进行消除。在固化材料拉入的过程中往往会因为与凸起物发生摩擦而导致破损，底膜的设置能够有效的解决这样的问题。条件允许的情况下就使用卷扬机，不允许就采用人力的方式将保护膜拉入到需要修复的管道底部。

（2）拉入内衬管

将长度适宜的内衬管平稳、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5 m/min。 （3）拉入紫外线灯

调试紫外线灯运行状态，将灯拉入软管内。。同时，要利用紫外线等价端部的CCTV 摄像头对管道内部是否出现下陷情况进行观察，如出现下陷，紫外线灯并不适合强行拉入，必定会受到一定程度的损伤。这种情况下要对内衬管道充气，当内衬管道条件允许的情况下方可将紫外线灯拉入。当紫外线灯架进入管道内部的时候应当实时关注紫外线灯架的运行情况，确保其能正常工作。

（4）紫外光固化

要按照控台上从L1 到L6 的按钮按键来开启紫外线灯。在没有开启紫外线灯之前，必须要把紫外线等的指示开关打开，同时应当按照灯架的顺序来将紫外线等点亮，这个环节要注意，紫外线灯之间的开启间隔为30 秒一盏。由于内衬管道的内部作业环境相对恶劣，会严重影响到内衬管道的固化效果，因此在进行操作的过程中一定要严格按照规范进行施工，并且要通过CCTV 系统来对整个作业流程进行全过程的监控，并且要确保整个作业流程能够通过操作台的显示屏反应出来。

（5）卸掉扎头、端口处理

当整个固化作业完成之后，要使用鼓风机对管道进行10 分钟的鼓风，随后松开扎带，将扎头门板拆除，把紫外等架移出管道。随后要将整个扎头的圆形边框拆除彻底，并切除端头的褶皱以及缩径部分，将样品保存好，最后将内模拉出。使用水泥将切除后两端的毛边进行处理，杜绝老管道与内衬管道之间出现渗漏问题。将固化施工现场清理完毕，完成本次施工。

5 工程验收

5.1 外观验收

主要通过 CCTV 检测，观察修复后管道是否存在凹陷、划伤、裂缝、磨损、孔洞、起泡、干斑、隆起、分层和软弱带等缺陷，是否有超过管径 10 %的变形、相对高度大于2%管道内径的褶皱等问题。

5.2 功能性验收

管道内衬完成固化后，主要对弯曲强度（GB/T1444）、弯曲模量(GB/T1449)、抗拉强度(GB/T1040.4)进行测试，并进行闭水或闭气试验。原位固化法内衬管需进行耐化学腐蚀试验，试验方法按现行国家标准 GB/T 11547—2008《塑料耐液体化学试剂性能的检测》的有关规定执行。在该项目验收中，还进行了样品耐化学性的浸泡检测（样品浸泡时间为 28 d，试验温度为 23 ℃左右），检测浸泡后样品的弯曲强度和弯曲模量，检测结果均应大于样品初始弯曲强度和弯曲模量的80%。

6 结语

紫外光固化内衬修复技术与传统的“开槽埋管”技术相比，施工速度快，交通影响小，整个施工过程不产生废气、废水和噪声，节能环保。修复后管道的过流面积基本不受影响，地面道路和环境不需要恢复，同时，地下的各种管线和市政基础设施也能得到最大的保护。

目前，该技术在北京、上海、成都等城市得到广大的应用，社会效益和经济效益明显。