CIPP翻转内衬修复城镇燃气管道施工技术应用

摘要：由于现阶段城镇燃气管道在老旧城区或交通繁忙地段的开挖施工代价巨大，因此探索如何利用原有管道路由实施燃气管道改造具有积极且实际的意义。依托重庆渭沱工业园凉申路燃气管道修复项目，采用CIPP翻转内衬法开展实例应用，分析了CIPP翻转内衬工艺原理，对比了不同非开挖管道修复工艺技术特点，论述了CIPP翻转内衬修复燃气管道的工序流程、关键环节、施工要求和质量问题。实践表明，CIPP翻转内衬可为城镇燃气管道预防性修复提供可行的技术选择，当前施工操作水平高低和应严格遵守的注意事项对保障燃气管道修复效果至关重要，本次施工经验可为后期同类工程提供借鉴。

关键词：CIPP翻转内衬；燃气管道；非开挖；修复技术；施工

Application of CIPPFlipped Inner Lining Repair Technology

in Urban Gas Pipeline Construction

Zeng Xiang Tu Lang Liu Xiaohui Liu Yuanming

1.Sichuan Chuangang Gas Co.，LtdSichuanChengdu610000；

2.Sichuan Shale Gas Exploration and Development Co.，LtdSichuanChengdu610000

Abstract：Due to the excavation cost of urban gas pipelines in old urban areas or busy traffic areas is huge at present，exploring how to use the original pipeline routing to implement gas pipeline renovation has positive and practical significance.Based on the Liangshen Road gas pipeline repair project in Chongqing Weituo Industrial Park，the CIPP flipped lining method was used for practical application.The principle of CIPP flipped lining technology was analyzed，the characteristics of different non excavation pipeline repair technologies were compared，and the process flow，key links，construction requirements，and quality issues of CIPP flipped lining repair for gas pipelines were discussed.Practice has shown that CIPP flipped lining can provide a feasible technical choice for preventive repair of urban gas pipelines.The current level of construction operation and the matters needing attention that must be strictly followed are crucial to ensuring the effectiveness of gas pipeline repair.The construction experience of this project can provide reference for similar projects in the future.

Keywords：CIPP flipped lining；Gas pipeline；trenchless；Repair techniques；construction

随着国民经济的迅速发展，城镇燃气消费规模日益增长。燃气管道作为城镇燃气供应的基础，配套建设速度稳步提升。现阶段，燃气管道路由的确定离不开城镇建设规划、沿线周边环境、地区交通以及电力、给水线路等因素影响，特别是在老旧城区或交通繁忙地段，路由选择尤为困难。采取传统的开挖路面敷设管道的方式已不能满足新态势下燃气建设发展的需求，若开挖拆除旧管更换新管则工程量巨大，显然不能短时间内解决实际问题。非开挖管道修复技术既可实现原位管道改造再利用，还可极大地避免施工造成的周围环境与交通影响，成为规模化燃气管道更新、改造的理想方案［1］。CIPP翻转内衬法是非开挖管道修复技术组成中新兴的方法。该技术采用压缩流体为动力，将预制的内衬软管浸渍黏合剂后翻转推入燃气管道内，经固化形成一层与原有管道内壁紧密结合的内衬层［2］，从而很好地避免全面开挖更换新管。CIPP翻转内衬技术在国内有多起排水管道修复的成功案例，但在燃气工程中的应用尚处于初步阶段。为此，本文以重庆渭沱工业园凉申路燃气管道修复项目为对象，探索采用CIPP翻转内衬修复燃气管道的工序流程、施工工艺以及质量控制等工程实际问题，为今后城镇燃气管道非开挖修复利用提供参考。

1 CIPP翻转内衬技术特点

CIPP翻转内衬修复技术是首先对原有燃气管道进行清理、检测，然后采用聚氨酯或环氧树脂等黏合剂填充内衬软管内部，再用专用的翻转设备将浸渍黏合剂的软管收卷起来，最后利用压缩流体将内衬软管翻转至原管内壁，经固化后使其相互贴合而形成新的复合管道［3］，如图1。固化内衬后的“新”燃气管道可以独立承受内压和外压。

CIPP翻转内衬修复施工相对常规的开挖工程，仅需要建设工作井就可实施管道修复，节省了道路占用审批、开挖、围挡、交通组织、回填、养护等一系列工序，工期最高可缩短60%，工程综合成本可降低20%，极大提高了施工效率。同时，对比用于城镇燃气管道的其他常见的非开挖管道修复工艺技术，如下表所示。

由此可见，CIPP翻转内衬法有更小的作业面积，且修复过程不产生扬尘、不采用污染材料，减少90%以上的碳排放，符合国家提倡的节能环保施工；更强的过弯能力，单个施工段可连续过弯，适合涉及繁华商业区、重点、特殊区域的作业；更好的无损修复效果，内衬材料薄，流量几乎无减损，而且修复后内壁光滑，可提升介质流动速度。

2 CIPP翻转内衬修复燃气管道工程实例

2.1 工程概况

重庆渭沱工业园凉申路燃气管道设计全长1200m，设计压力0.8MPa，供气规模40×104m3/d，设置阀井1座，采用D273×8mm无缝钢管材质，受地形条件限制多处在水平和纵向转角设置有弯管或弯头。由于建设当年对道路修建、管道布设未充分考虑到园区产业变化，因此自管道建成以来一直未能正常投运，且期间受园区规划变动多次调整路由走向和埋深，并缺乏必要的日常维保。

现如今燃气管道通过的X617与茶园大道路口周边给水管道、电力管道、通信管道各类专业地下管线密布，地下资源尤其紧张。采用传统的开挖方式进行旧管道修复整治是供气企业和管理部门及社会各方面难以接受的。为此项目采用非开挖CIPP翻转内衬技术对原管道予以修复和保护，延长燃气管道的使用寿命。项目燃气管道横穿路口位置现场地面示意图，如图2所示。

2.2 CIPP翻衬修复施工流程

CIPP翻转内衬修复燃气管道施工工艺流程如图3所示：

2.3 CIPP翻衬修复施工关键环节

2.3.1 工程准备

施工准备阶段包括现场勘测、内衬软管制作、布置工作坑和管道清理、检查等。首先，对待修复燃气管道进行现场勘测、掌握长度、管径和走向，编制施工技术方案。翻转内衬修复技术依托原有管道作为外壁结构，因此施工前需详细掌握管内情况，并对管道进行必要的疏通清理。本工程由于燃气管道处于长期闲置，仅采取了喷砂清理，并对管内存有的边缘尖利的焊瘤及杂物等进行预处理，做到100%除锈和表面糙化处理。最后再经由CCTV行走器进入管内行走检查和显示管内状况，确保管道内壁干燥，无任何附着物，且露出管道自然金属光泽。

2.3.2 搭建翻衬平台

根据施工段的长度准备适量内衬软管和黏合剂，在工场平台提前将黏合剂均匀地灌入内衬软管，充分浸渍后经运输带塞入翻转车的舱体内，再由翻转车运至施工现场。黏合剂具有适宜的黏度、剪切拉伸强度和剥离强度。本项目工作坑位置选择在横穿道路的两侧路肩处，即燃气管道穿越段两端头各开挖一个，并在操作坑一侧开挖一个约20°坡度的导向坡槽，便于与翻转工作平台连接。

2.3.3 翻转送入作业

现场启动空压机组将翻转车工作舱内的内衬软管翻转出舱伸入旧的燃气管内，软管在气压推动下不断延伸。经翻转舱翻转后，压出的内衬管外涂有黏合剂，在气压作用下可与旧管内壁紧密贴合，如图4。需要在翻转时注意实时监控，翻转压力控制在0.05～0.1MPa，且不超过管道的允许工作压力，促使软管在翻转过程中能够充分扩展开来和紧贴原管内壁，特别应注意内衬管送入过程中通过弯管或弯头时的推动情况。

2.3.4 固化成型

确认内衬管翻转至燃气管道的另一端后，启动翻转设备车上的加热设备对内衬管进行加热固化处理。固化过程持续时间约为72h。整个固化期间，固化压力不低于01MPa，管内压力保持正压使内衬管与原有管道紧密接触。确认固化成型后，等待管内的温度自然冷却，缓慢卸压，防止内衬管产生收缩裂缝［4］。

2.3.5 端头处理

端头处理主要包括密封和切割等工作内容，如图5。拆去两端装置，采用专用工具将两端头内侧剥去20cm左右的内衬，应注意切口须整齐。特别是当端头处的内衬管与原有管道之间贴合不够紧密时，应通过采取加强充填黏合材料以促进密封［4］。

2.3.6 修复后管道检测

内衬管端头切开后，采用CCTV对修复后管道进行再次检测，确保整个被修复区域光滑连续，表面无鼓胀、无剥落、无未固化现象，并将检测过程和结果制成影像资料可作为后期验收材料。同时，参考行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收标准》（GB/T51455-2023）对修复后管道进行强度和严密性试验。强度试验的试验压力取为1.5倍修复后管道设计压力值，稳压时间≥1h，观察压力表，确定无压力降为合格［5］。严密性试验可以紧接着在强度试验合格后进行，试验压力取为修复后管道设计压力，稳压的持续时间≥24h［5］。试验期间测量记录压力和温度值，记录频次每小时不少于1次［5］。试验完毕后，按GB/T51455-2023中公式11.4.5进行修正压力降换算，当修正压力降小于133Pa为合格［5］。

3 相关问题思考

3.1 翻转速度的影响

通过CIPP翻转内衬修复燃气管道施工实践可知，整个翻转内衬的过程是依靠压缩流体的作用推动翻转头在原有管道中行进的。内衬软管的翻转速度与空气压力呈近似线性关系，随着压力的增大而增大。翻转中翻转头的匀速行进是有效延展内衬材料使其不出现褶皱和气泡的关键［6］。翻转头行进过程中，如果速度过快，会发生内衬软管的折叠、褶皱、存留空间不能紧密贴合等问题；如果速度过慢，则会使黏合剂因存量多而自流至管底部，造成管内的内衬厚度不一致［6］。为取得较适宜的翻转速度，需要根据管道口径大小、弯头部位和数量合理调整空压机排气压力，较小口径（≤DN300）翻转速度宜为3～4m/s；较大口径（≥DN400）翻转速度宜为2～3m/s。

3.2 固化时间的影响

修改管道在翻转内衬完成后加压固化，固化时间只与温度有关，通常环境温度越低所需的固化时间越长。若要人为地缩短固化时间，可加入催化剂使固化时间缩短至6～12h。因此，足够的固化时间对保障修复质量非常重要，以保证在固化期内内衬软管能够完全伸展与原管道内壁紧密粘贴，防止存有间隙而后产生内壁褶皱。当然，固化过程本身是一个剧烈的放热反应［7］。这就需要在施工中注意管内温度的变化，避免热量在部分位置内衬软管的内壁处聚集，导致内衬软管预制结构遭到破坏，影响固化后的“新”管内壁表观形貌界面［7］。

结语

CIPP翻转内衬修复技术作为一种新兴的非开挖管道修复技术，具有施工影响小、速度快、工期短、修复效果明显、安全耐久等优点。面对目前城镇燃气管道老旧改造和道路交通繁忙状况，推动采用非开挖CIPP翻转内衬技术开展地下燃气管道预防性修复、更新十分必要。现将本项目在CIPP翻转内衬修复施工中获得的部分经验予以总结，以期为同类工程提供借鉴。

（1）燃气管道规格D273×8mm，建成后多次改线变动，路由上水平和纵向弯管或弯头数量较多，线路横穿公路状况较复杂。经过对各类非开挖修复技术比选，采取了CIPP翻转内衬修复工艺，并在重庆渭沱工业园凉申路燃气管道公路穿越段修复工程中进行了成功尝试，表明了该项技术的实用性与有效性。

（2）基于工程施工在现场实施与管理中的实践环节，分析了CIPP技术特点，阐述说明了燃气管道修复过程的工序流程和工艺方法，操作过程的施工技术水平很大程度影响了修复效果，因此施工要点及注意事项须严格遵守［8］。

（3）CIPP翻转内衬修复燃气管道在国内的运用尚处于起步阶段，工程应用实例少且缺乏成熟、科学的技术系统，对此在以后的工程施工中还需要进一步建立适宜的技术规范和质量标准，促使该技术得到有序发展和广阔应用。

参考文献：

［1］董蓟伟，张芳，曹国权，等.浅析燃气管道翻转内衬（CIPP）修复工艺的技术论证［J］.城市燃气，2013（03）：19-22.

［2］曹国权，刘鸿欢.我国引进国际领先非开挖内衬修复技术［J］.城市管理与科技，2015，17（06）：70-72.

［3］李家政.燃气管道非开挖修复系统关键设备设计与研究［D］.北京石油化工学院，2018.

［4］黄宗仁.关于非开挖管道施工及修复技术的一些探讨［J］.城市建设理论研究（电子版），2015（16）：4823-4824.

［5］城镇燃气输配工程施工及验收标准（附条文说明）：GB/T 51455-2023［S］.2023.

［6］董久樟，冯军.翻转内衬法在旧燃气管道修复中的应用［J］.煤气与热力，2001，21（1）：55-57，60.

［7］石东优.排水管道原位修复内衬软管制备及应用研究［D］.天津科技大学，2020.

［8］南雪梅.排水管道非开挖修复技术的研究及应用［D］.扬州大学，2022.

作者简介：曾翔（1988—），男，汉族，四川成都人，本科，工程师，研究方向：城镇燃气管道管理。