紫外光固化修复技术的质量控制

冯 伟

(三峡绿色发展有限公司,北京 100000)

0 引言

在市政管网施工过程中,传统的开挖铺设方式需要进行大量的地面处理,对道路设施以及建筑物的破坏较大,施工前拆迁、施工后恢复,需要大量的拆迁、修复费用,而非开挖施工技术对地面环境破坏极小,节省了拆迁、恢复的费用,因此,在相同条件下,非开挖施工的综合成本均低于开挖法施工,而且管径越大和埋深越深时,经济效益越明显。紫外光固化修复技术是一种常见的非开挖施工技术,广泛应用于城市市政污雨管网修复,具有显著的“短、勤、快”的施工特点,为市政管网施工提升了效率。紫外光原位固化法修复工艺是目前存量管网非开挖修复应用范围最广、使用量最大的主流工艺,广泛应用于长江大保护各项目。目前紫外光原位固化法修复施工工艺已较为成熟,根据目前在施的长江大保护项目原位固化法整体修复效果来看,已取得不错的修复效果,笔者对该技术进行了深入研究,总结该技术在万盛项目的经验,旨在更好的将该技术推广至更多的同类项目中[1]。

1 紫外光固化修复技术简介

紫外光固化非开挖修复技术(也常称紫外光固化管道非开挖修复技术、拖入式CIPP管道非开挖修复技术)是指,采用机械牵引,一般采用卷扬机,将浸满感光性树脂的毡制软管拖入预先进行清理过待被修复的管道内,将拖入管道内的软管两端安装好扎头,灌注压缩空气使其紧贴管道内壁,通过紫外光灯照射引发化学反应,使树脂在管道内部固化,这样在待修复的缺陷管道内形成一层坚硬的“管中管”结构,从而使已发生的破损或失去输送功能的地下管道在原位得到修复。

紫外光固化修复所采用的施工工艺不需开挖工作坑、不需注浆,且最大程度减小了对修复后管道过流面积的影响,既对交通影响较小,又能避免道路的重复开挖,社会效益十分突出。另一方面,利用该技术对管道进行修复,在修复质量检测方面也方便准确,修复后通过CCTV检测等方式[2],可以对修复后的质量进行全面检测,检测结果一目了然[3]。

2 紫外光固化修复施工:以万盛水环境PPP项目为例

1)万盛水环境综合治理PPP项目紫外光固化修复技术主要按照如图1所示工作流程施工[4]。

2)施工过程中主要控制好三大要素,即水、气、热。

a.控水:管道中有渗漏时,如果不进行预处理,可能会因为水压,导致内衬管与原有管道贴合不紧密,同时如果汞灯照射设备进水可能导致无法正常工作,导致固化中途结束,因此应先进行堵水处理。施工现场提前配备好抽水泵,当发现管道中有渗水时,及时开启水泵,把管道内本身残留的积水彻底抽干,同时拉入材料时,要控制好速度和拉力大小,严禁生拉硬拽,保证井内无尖锐异物,防止外膜被划破。在膜两侧扎头绑扎时,下方垫模板,抬高扎头、防止浸水。作业队伍应密切关注天气预报,避免雨天作业。

b.控气:拉入内膜时,防止内膜破损,气体进入,导致内膜出现鼓包,如图2所示。

经过对万盛项目非开挖管道修复,紫外光固化修复过程中内膜鼓包情况进行分析,常见原因如图3所示。

为了避免施工时,气体进入内膜,施工前应修复管道做好预处理,防止底部堆积杂物,影响灯架通行,检查并清洁扎头及灯架表面,使用导灯膜送入灯架。送入灯架时,应小心谨慎操作,确保材料被鼓起,同时辅以全景量化检测技术来确保管径的准确性。保压时,注意保压压力和保压时间,加压时,应缓慢加压,防止膜内起褶皱,同时保压压力应保证内膜与管道壁紧密贴合。

c.控热:修复作业施工时,紫外光温度控制也是极其关键的因素,如果材料表面反应温度低,固化可能不完全。材料表面温度高,存在着烧坏内膜的风险(与内膜破损相同的异常现象),施工时,严格按照材料以及设备厂家的推荐速度进行修复,温度过低时,降低固化速度,温度过高时,可以提高固化速度。为了得到最佳的固化效果,一般要求温度值在90 ℃～120 ℃之间。

3)施工过程中常见问题及原因分析。结合万盛项目修复过程中常出现的几类问题,笔者进行了总结汇总,并就每个问题的原因进行了分析,详见表1。

表1 施工过程中常见问题及原因

出现上述问题的原因可以总结为三方面,即材料尺寸不匹配、施工过程不规范、材料厚度不够。

3 紫外光固化修复的质量管理与验收

3.1 质量管理

经过分析前面总结的施工过程中常见问题,万盛项目主要采取的措施为加强修复过程日志:详细拍照记录施工的过程,确保按照规范施工,提升修复质量,进行质量回溯,提升班组技能。

引进武汉中仪公司先进的管道非开挖施工质量管理系统,能够保证施工修复数据实时上传,施工管理人员对施工过程进行远程监督,该系统能够自动生成修复报告,对施工的数据进行追踪溯源,截止目前万盛项目已上传管理系统的修复管道长度达到11.4 km(见图4)。

从图4可以看出,本次修复未对封堵、清洗等进行拍照记录,有可能是施工时未严格进行,软件可以自动根据拍照时间计算保压时间、固化总时间等,确保按照保压时间要求以及合理速度进行固化。后续过程可见固化完成15 min后开始切管口,冷却时间为15 min,满足规范要求。

利用APP实时上传每个施工步骤、施工照片,详细记录施工过程,每个步骤都有操作提醒及注意事项,方便工人操作前能够详细熟知,严格按照操作步骤及提示执行,提升修复成功率,同时使用该系统,导出修复过程报告(见图5),方便进行质量事故回溯。

3.2 验收

不同的标准规范修复验收的内容略有差异,但总体上都是围绕外观、厚度、强度、严密性4部分[5]。

外观:修复完成后,需要使用CCTV进行内部检查,应无裂缝、孔洞、软弱带,可见的渗漏应紧贴管壁,无明显环形褶皱,隆起不应大于2处,高度不应大于管径的2%,端口切口应平整,贴合缝隙应无渗水现象。

厚度:应在两端各选4个均布点进行测量,所用工具精度不低于0.1 mm,任一端测量平均厚度值不应小于设计值,任一端最小厚度值不应小于设计值的90%。

强度:抽样测试,不同尺寸、壁厚、软管批次的材料都要进行抽样,试样长度不得小于250 mm且大于20倍壁厚,宽度不小于20 mm,宜在固化端直接取样品,如果不具备条件,可在现场按同等条件固化,测试结果应满足设计要求。

严密性:按照GB 50268无压管道闭水实验的有关规定进行。

4 结语

经过文章的分析可知,紫外光固化修复技术在实际应用中的操作规范性要求较高,但整体上的技术难度不大。作为技术人员而言,要在施工技术的应用中把握好基本的原则和流程,并且在施工建设的具体开展中确保技术的应用在合理性和有效性上达到一定的水平。只有施工技术的应用在准确性和严谨性上能够达到一定的程度,施工建设的开展才能在具体落实中取得更好的效果,尤其是对管道修复类工程来说,施工技术的应用更加讲求安全性和稳定性,需要施工技术人员通过整体流程的合理控制从而为取得更好的施工建设效果提供保障。