紫外光固化修复技术（UV-CIPP）在长江大保护建设中的应用

熊 俊

中国建筑第二工程局有限公司 湖南 长沙 410005

1 工程概况

长江大保护岳阳项目湖滨污水系统收集管网完善工程，主要是根据评估报告对管道存在的缺陷进行局部或整体修复。根据污水管网CCTV（管道摄像内窥镜系统）检测结果报告，针对管道主要存在的结构性缺陷，采取非开挖紫外光固化修复技术进行修复。

紫外光固化修复技术在长江大保护市政管网修复中具有速度快、安全性高、易控制等优点。管网修复可实现长江水资源保护和生态环境改善，形成在岳阳市范围内可推广、可借鉴的水环境综合管理治理示范项目。

2 紫外光固化修复技术

紫外光固化修复技术通过在老旧管道内部利用紫外光照射使软管固化，形成与旧管道紧密配合的内衬层，无需进行开挖即可利用检查井作为施工操作井，对老旧破损的管道进行修复[1-6]。利用该技术固化修复后的管道内壁十分光滑，摩擦力大大减小，使修复后的现状管道流动性能得到了很大的改善（图1）。

图1 紫外光固化工艺示意

2.1 技术特点

1）可有效解决现状旧管道破裂、接口损坏、树根侵入、渗漏等结构性缺陷的修复问题。

2）内衬层光滑、连续，减小了管道内壁摩擦力，提高了管道的输送能力。

3）用于修复管道的内衬管材料韧性较好且强度较高，与复合树脂浸渍相熔性好，有利于内衬层与原有破旧管道之间紧密贴合，较好地解决了管道内雨、污水渗漏等一系列问题。

2.2 技术优点

1）自动化程度高，施工过程可实现数字化控制。

2）材料性能高，使用玻纤软管，弹性模量可达20 000 MPa。

3）清淤和预处理要求相对低，可适当带水作业。

4）属于非开挖管道修复技术，对现有管道周边基础设施及交通组织影响小，尤其是对于人口密集、车流量大的中心城区，有着重要的意义。

5）施工安全性好、风险低，下井作业时间短。

6）施工周期短，施工效率高（单段管道固化修复时间在24 h内）。

2.3 UV-CIPP软管材料

配套使用的UV-CIPP软管材料（图2），在紫外光固化后的抗拉强度＞80 MPa，弯曲强度＞120 MPa，弯曲模量可达12 000 MPa。

图2 UV-CIPP软管材料结构

3 工艺流程及技术要求

3.1 施工工艺流程

管道封堵→管道疏通、冲洗处理→CCTV检测→拉入底膜→拉入内衬软管→充气膨胀软管→软管固化

3.2 管道封堵

由于管道修复需在无水情况下进行，故在修复前需对现有管道采用气囊封堵法进行临时封堵。安排专业下井人员对管道内垃圾、石块等杂物进行清掏，再进行管道封堵施工。

在清洗区域段上、下游各采用1个橡胶气囊进行封堵，并在施工管段两边增加不锈钢挡板墙对封堵气囊进行支撑。截断所有进水源后，尽量选择在水量低谷期间进行施工。封堵期间设专员看管，定时检查气囊压力表，保持一定的封堵气压，并严格控制管道内水位情况，确保封堵严密，提高作业安全性[7-11]。

3.3 疏通、冲洗处理

1）从下游井口开始施工，将喷嘴和软管放入管道内，喷头必须处于运动状态，以避免对管道产生损伤，管道冲洗过程中要严格控制管道内的水流量。将喷头送入管道内，然后在回拉过程中将管道内附着的杂物冲洗到下游检查井中，回倒速度100～200 mm/s是冲洗最佳效率区间。清除大型杂物时，为避免造成下游管道的二次堵塞，需人工进行清理。

2）吸污车在高压清洗的同时，对检查井内清洗出的污水等混合物进行抽运，以便于高压喷头清洗出来的泥沙、污水可以继续顺畅地排出管道。

3）对于吸污车吸污后井室内余留的垃圾、砂石等，应由人工清掏装袋弃运。采用吸污车及清洗车不能清出的管道内淤积的砂石，需通过铰机人工拉牛的方法清出，并采用人工清掏装袋后弃运。对于硬质沉积、水泥硬结及其他障碍物等，应根据实际情况采用人工清理、铣刀机器人清理等方法进行疏通。如果发现管道存在局部渗漏现象、影响紫外光UV内衬固化修复的，应对局部破损位置进行点状修复。

3.4 管道CCTV检测

老旧管道修复前采用CCTV检测系统，利用数字高清摄像头对管道内壁进行检测。对存在缺陷的位置进行影像资料留存，并对管道缺陷进行准确定位和判断，确保管道修复顺利进行。

3.5 拉入底膜

用穿绳器将绳子引入需要修复的管道内部，将底膜和拉绳拉入管道内。底膜拉入旧管道的底部，并超出旧管道两端长度0.8 m。铺设平整后采用压条将两端固定于原有管道上。

3.6 拉入内衬软管

软管拉入前需将端头长软管材料分别朝里对折1/3，再纵向对折，并在对折线底部放置吊装带。底膜拉入并平整后，采用定滑轮沿垫膜将软管平稳、缓慢地拉入需修复管道内部，拉入速度控制在5 m/min以内。在拉入过程中需保证底膜无移位的现象，避免软管在拉入过程中磨损。

3.7 充气膨胀软管

软管充气前需仔细检查扎头捆绑连接处的密封性，然后向软管内部充压，使软管膨胀扩张并与管道内壁严密贴合。应严格按照内衬产品说明书中的充气流程执行，且不可一次性或过快冲入大量压缩空气来膨胀软管，避免导致内衬褶皱，影响固化的管道质量。

3.8 软管固化

在控制台上设置好修复参数后，开启紫外光源，开始起始井端的原地固化。原地固化完成后，点击收线开关匀速收线。固化完成后关闭紫外灯光，调整风量降低管道内部压力，冷却直至软管充分固化（图3）。

图3 紫外光固化修复效果

4 适用范围

1）该技术适用于中心城区及市政管道工程中地下老旧破损的雨、污水管道等的修复。

2）紫外光固化修复技术可适用于圆形管道、方形沟槽等多种截面类型。

3）可解决管道接口错位、脱落、破损、局部漏水以及树根穿刺等结构性缺陷。

4）可满足DN150～DN1 600 mm的管道修复要求，一般用于2个井位间的管段修复。

5）单次修复长度可达150 m。

5 结语

长江大保护岳阳项目通过紫外光固化修复技术（UVCIPP）进行岳阳市中心城区老旧管网修复，可最大限度地避免对市区环境造成的破坏，减少对公共交通环境的影响，操作方便，施工效率高，符合环保要求，减少了扰民因素，取得了较好的社会、经济及环保效益。

该技术在本项目中的应用，对推动管道非开挖修复技术发展，助力“不搞大开发，共抓大保护”的建设理念具有重要意义，可为同类工程施工及后续长江大保护项目中的管道修复施工提供有力支撑。