CIPP拉入式紫外光固化法在水环境综合整治工程的应用

陈晓林（重庆华兴工程咨询有限公司， 重庆 400010）

0 引 言

非开挖修复技术是采用少开挖或不开挖地表的方法进行排水管道修复更新，起于20世纪70年代的英国，在修复敷设在交通繁忙、新建道路、环境敏感等地区的排水管道中得到了广泛应用。紫外光固化法是目前城市排水管道非开挖修复的主流技术之一，主要用于修复城市中的老旧破损管道，防止因污水渗入地层而造成土壤污染和污染物流失，以及防止因雨水及地下水倒灌入污水管而造成污染物稀释，继而降低污水处理厂的处理效率[1]。本文通过工程实例，探讨CIPP拉入式紫外光固化法在水环境综合整治工程的应用，包括本方法的原理、特点和施工要点，并提出相应的思考和建议。

1 工程概况

重庆盘溪河流域水环境综合整治工程于2019年10月先期启动，总投资约11亿元，包括7个湖库及后溪沟、刘家沟支流。工程采用设计、采购、施工及运营（简称EPC＋O）的建设模式，针对河流污染“表现在水里，根子在岸上，核心在管网”的问题症结，按照“查清源头、控源截污、系统治理”的思路，采用“旱天污水全收集，雨天污染能控制”的策略，坚持污水管网探测修复和内源治理并重，对流域范围内的市政排水管网进行改造。

盘溪河流域水环境综合整治工程建成区比例占90%以上，地下通信、燃气、电缆等综合管线排布复杂。部分小区、厂房、企业排水管网建设不完善，存在雨污水混排的情况，特别是小区住户，生活阳台与雨水管网混接点多，源头改造难度大。绝大部分排水管网位于市政道路下方，管网上方存在行道树、车行道、市政构筑物等，迁移难度大、修复难度大、改造费用高。建成区内新增排口较多，包括建筑工地建筑废水、临街商业门面生活污水等，散排量大，监测困难，根治难度大。建成区内车流量大，交通疏导困难，施工对交通影响大。部分管网横穿马路，基本不具备开挖修复的条件。部分管网埋设深度大于5 m，开挖修复需进行基坑支护，且多种管线交叉，须综合考虑对既有管线的保护。另外，位于轨道、铁路保护范围线内的管网还应考虑涉轨等因素，开挖修复工程措施费较高，审批流程较长。

非开挖修复技术目前主要有紫外光内衬固化修复技术、局部树脂固化修复技术和螺旋缠绕法，各自有不同的使用范围和优缺点（见表1）[2]。本项目结合实际工程，采用开挖换管及非开挖原位修复等技术，并结合潜望镜检测（QV）、闭路电视检测（CCTV）等技术探测管网269 km，设计非开挖修复共计370处，其中：管径大于600 mm的，采用机械螺旋缠绕修复；管径小于600 mm的，采用紫外光原位固化修复。

表1 非开挖修复技术对比

2 CIPP 拉入式紫外光固化法的原理和特点

盘溪河流域排水管网采用原位固化法（Cured-In-Place-Pipe，CIPP）拉入式紫外光固化法进行修复。浸渍树脂的软管以牵拉的方式被置入原有管道内。浸渍树脂是由含有光敏剂的聚酯、玻璃纤维以及其他数种树脂组合而成的。软管由多层聚酯纤维毡材料组成，并与所用树脂兼容，且能承受施工的拉力、压力和固化温度。在紫外光的照射下，光敏剂引发聚合反应并引起整个材料的固化，从而达到修复管道的目的。考虑到口径越大的管道越容易起泡和空鼓，因而选用管径小于600 mm的管道，并配以CIPP拉入式紫外光固化法进行修复。

由于在工厂已经完成注酯，可以直接在现场施工，且采用紫外光进行固化，修复速度快，一般在3 h～4 h之内可完成所有工作。在道路比较拥挤的地方，如商业街区、市中心等，采用CIPP拉入式紫外光固化法修复管道具有巨大的优势。管道紫外光固化修复是在工厂内采用自动化的手段，先将树脂浸入到玻璃钢纤维中，然后再将玻璃钢纤维缠绕在一起，编制成管材，由于不涉及现场人工注入，质量比较稳定。

3 CIPP 拉入式紫外光固化法施工与验收

本项目在采用CIPP拉入式紫外光固化法时，要求软管外径与原有管道内径保持一致，并按照CJJ/T 244—2016《城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程》进行设计，以保证修复后的管道结构满足受力要求、过流能力要求以及清疏技术对管道的要求。在施工过程中，应注意以下事项。

3.1 施工前准备

编制专项施工方案，并经审批后执行。若要采取临时排水措施，应按照CJJ 68—2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》的规定对原有管道进行封堵导流。同时为了保证施工及人员安全，施工人员在下井前要对管道进行强制通风，并指派专人用毒气检测仪不断进行有害气体检测，直到管道内有害气体达到安全阈值以下才能进行井下作业，作业期间仍需持续通风及检测。进场主要原材料应符合设计要求，并进行性能复测和耐化学腐蚀实验。进场材料设备应及时报验，软管壁厚及直径应与设计一致，软管应无破损和折痕，光敏物质含量应符合规范要求。紫外光固化灯臂展直径应与设计一致，且光照稳定、光强满足规范要求。固化后应对管道的强度、抗拉能力等参数进行送样检测。

3.2 紫外光固化修复

拉入软管前应在原有管道内铺设垫膜，垫膜应置于原有管道底部，并覆盖大于1/3的管道周长，且应在原有管道两端固定。软管应平稳、缓慢拉入原有管道，拉入速度不得大于5 m/min，软管的轴向拉伸率不得大于2%，软管两端应比原有管道长出300 mm～600 mm。

采用压缩空气扩展软管，充气装置宜安装在软管入口端，且应装有控制和显示空气压力的装置。空气压力应能使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，紫外光固化过程中内衬软管内应保持空气压力，使内衬管与原有管道紧密接触，同时应根据内衬管管径和壁厚控制紫外光灯的前进速度。内衬管固化完成后，应缓慢降低管内压力至大气压。固化完成冷却至常温后，切除旧管端口外多余的内衬管，并采用速凝型树脂胶对内衬管与旧管道衔接处进行密封处理。

3.3 管道检测及预处理

非开挖修复更新工程施工前，应对原有管道进行清洗，确保原有管道内无沉积物、附着物和突起物等，不应有影响施工的积水和渗水。完成预处理后应采用CCTV检测法等内窥方法对管道进行检测，确保满足施工条件。

3.4 检测验收

按照现行国家标准GB 50268—2008《给水排水管道工程施工及验收规范》的有关规定，根据不同的修复工艺，对施工过程中需要检查验收的资料进行核实，只有符合设计、施工要求的管道才能进行管道功能性实验。通过CCTV内窥系统检测新管道内部，拍摄内衬管内壁影像资料，并验明管壁应光滑、连续、无破损、无渗漏。

4 结 语

盘溪河流域水环境综合整治工程采用CIPP拉入式紫外光固化法对排水管网进行非开挖修复，施工期间未发生质量安全责任事故，修复成型后管道排水功能无明显降低，管道结构无明显变形。相对于传统开挖修复及其他非开挖修复措施，CIPP拉入式紫外光固化法所采用的设备与材料及工艺创新材料与设备主要依靠国外进口，且价格普遍较高。目前重庆市无对应的编制定额，计价难度大。随着城市化进程的加快，建成区排水管网的修复工程量逐渐增加，非开挖修复技术将更加成熟，其应用范围也更加广泛。