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非開(kāi)挖修復工藝介紹——紫外光固化法
1 工藝簡(jiǎn)介
1.1 工藝定義
紫外光原位固化法(UV cured-in-place pipe method)采用牽拉方式將浸漬光固性樹(shù)脂軟管置入原有管道內并與原有管道緊密貼合后,通過(guò)紫外光照射使其固化形成內襯管的修復方法。1.2 適用范圍
(1)適用于排水管道、供水管道、化學(xué)及工業(yè)管道等的重力和壓力管道;(2)適用于圓形、橢圓、矩形等不同形狀管道;
(3)適用于彎曲轉角小于45?管道;
(4)適用于管徑范圍150?2000mm;
(5)適用于基礎結構基本穩定、管道線(xiàn)形無(wú)明顯變化、管道壁體無(wú)嚴重破損,影響使用功能的管道;
(6)適用于管道內壁局部蜂窩、剝落、小型破裂,結構呈現微變形、滲漏、腐蝕、脫節、接口錯位小于等于直徑的15%等病害修補;
(7)適用于管道的整體修復、局部修復。
1.3 技術(shù)優(yōu)勢
(1)玻璃纖維內襯管具有更高的拉伸、彎曲等強度,目前市場(chǎng)上的玻璃纖維修復材料的大多都能達到彈性模量12000MPa,抗拉強度95MPa以上,結構性修復后的使用期限不低于50年。(2)紫外光固化修復技術(shù)由于其施工速度快(通常DN800以下管徑30m左右管段施工僅需3~5h),施工占地小,修復壁厚薄,水流損失小,彈性模量高,施工簡(jiǎn)單以及產(chǎn)生污染小等特點(diǎn),成為目前國內外應用最為廣泛的修復技術(shù)。
2 內襯材料
玻璃纖維織物內襯軟管(俗稱(chēng)玻纖軟管)的結構從內到外為透紫外光的內膜,浸漬樹(shù)脂的多層玻璃纖維織物,防滲外膜,防紫外光外膜。其中起承載作用的是由E-CR玻璃纖維(耐酸、堿腐蝕的一種玻璃纖維)織物與紫外光固化樹(shù)脂體系組成的復合結構。玻璃纖維織物內襯軟管結構
軟管固化后形成的內襯管。其短期力學(xué)性能指標如下表所示,長(cháng)期力學(xué)性能不能小于短期初始性能的50%。
3 施工設備
紫外光原位固化修復施工需要的主要施工設備如下表所示:4 作業(yè)流程
進(jìn)入施工現場(chǎng)后,根據現場(chǎng)環(huán)境合理的規劃施工場(chǎng)地,在作業(yè)區域設置安全警示標志、交通導向標牌等防護設備,在夜間作業(yè)時(shí),在作業(yè)區域周邊明顯處設置警示燈。
在開(kāi)始施工作業(yè)前,作業(yè)人員需穿戴好有反光標志的安全警示服,正確佩戴和使用勞動(dòng)防護用品。
井下施工作業(yè)前應開(kāi)啟上下游井蓋進(jìn)行通風(fēng)并進(jìn)行檢測,通風(fēng)措施可采用自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。
自然通風(fēng)的時(shí)間不應小于30min,如市政排水管道經(jīng)自然通風(fēng)后,仍不符合氣體檢測的要求,應進(jìn)行機械通風(fēng),機械通風(fēng)的平均風(fēng)速不應小于0.8m/s。
通風(fēng)過(guò)程中應實(shí)時(shí)檢測井下的空氣含氧量和常見(jiàn)有毒有害、易燃易爆氣體的濃度和爆炸范圍。檢測前,應先攪動(dòng)作業(yè)井內泥水,使氣體充分釋放,保證測定井內氣體實(shí)際濃度。
灌渠封堵應先封堵上游,再封堵下游;必要時(shí)應在封堵位置設置兩道封堵。拆除時(shí),應先拆除下游管堵,再拆除上游管堵。
使用充氣管塞時(shí),應實(shí)時(shí)檢查管堵的氣壓,氣壓降低時(shí),應及時(shí)充氣。
如果管堵上下游有壓力差,且管徑在DN800以上,宜采用墻體等固定式封堵。臨時(shí)排水設施的排水能力應能確保滿(mǎn)足紫外光光固化修復的施工要求。
預處理前宜進(jìn)行CCTV或目視檢測,并根據原有管道的材質(zhì)、缺陷情況制定合理的處理方案。
采用機械清理時(shí),可采用敲除、刮除、磨除和切削等工藝。均不得損壞原有管道。
盡可能清除原有管道內沉積物、結垢、污物、腐蝕瘤等;消除管道滲漏、變形、破損和錯口,不應有滲水現象。
內襯軟管拉入前應鋪設墊膜,墊膜寬度應大于原有管道周長(cháng)的1/3,長(cháng)度應超出原有管道500~600mm,墊膜在拉入過(guò)程中,不應發(fā)生斷裂和堆積,拉入后應在兩端錨固。宜噴灑非腐蝕性可生物降解的潤滑液體。
管徑大于DN1000時(shí),拉入宜采用吊車(chē)輔助。拉入時(shí),拉入速度應控制在5m/min以?xún)取\浌艿淖畲鬆恳献笫降囊幎ā?br />
內襯軟管兩端裸露部位應安裝相應匹配的扎頭布,若跨井段施工,中間檢查井裸露的軟管應安裝帶拉鏈的扎頭布,扎頭布應伸入管道至少200mm~250mm。
應在軟管兩端開(kāi)設排氣縫,外膜排氣縫長(cháng)度應為50~100mm,防滲膜排氣縫長(cháng)度應為10~20mm。
充氣前應檢查充氣管、測壓管等連接處的密封性以及扎頭布綁扎的牢固性。充氣裝置應運行平穩后向內襯軟管充氣。
充氣壓力應能保證軟管部分撐起,撐起后保壓10~30min,保證玻纖層伸展開(kāi),樹(shù)脂均勻分布。應在保壓階段將軟管中預置的替換繩拉出,置換為耐高溫的紫外燈牽引繩。
紫外光燈鏈進(jìn)入內襯軟管之前應按照固化的需求組裝和測試。
紫外光燈鏈進(jìn)入內襯軟管前,應關(guān)閉充氣裝置,人工將紫外光燈架送入軟管,送入過(guò)程應避免損傷內膜。
充氣過(guò)程氣壓應緩慢升高,通過(guò)紫外光燈鏈上的攝像頭觀(guān)察材料內部情況,應使內襯軟管充分膨脹擴張緊貼原有管道內壁,整個(gè)加壓時(shí)間不應小于40min,對于未完全脹開(kāi)的區域,應適當的提高充氣壓力。確認軟管完全脹開(kāi)后,將紫外光燈架緩慢地拉到管道另一端就位,過(guò)程中進(jìn)行視頻監控,排查存在問(wèn)題。
各口徑的操作壓力值,宜參照下表執行:
固化時(shí)應監控內襯管內的溫度,實(shí)時(shí)調整紫外光燈鏈巡航速度和充氣設備進(jìn)氣量,以確保管壁溫度在80℃~120℃之間。
固化過(guò)程中所有操作應在監管控制平臺上進(jìn)行,根據燈鏈長(cháng)度、紫外燈功率、巡航速度確定相鄰兩燈的開(kāi)啟間隔。
當燈鏈到達終點(diǎn)時(shí),應及時(shí)關(guān)閉電纜卷盤(pán)開(kāi)關(guān),依次關(guān)閉各盞紫外燈,相鄰兩燈的關(guān)閉間隔應與開(kāi)啟間隔相同。
軟管固化完成后,應緩慢降低管內壓力至常壓,降壓速度不應大于10kPa/min。
內膜宜在固化完成后去掉。
管道修復完成后,應對內襯管起點(diǎn)和終點(diǎn)端部進(jìn)行密封和切割處理,切割處應整齊,并露出檢查井壁20mm~50mm。
當端口處內襯管與原有管道結合不緊密時(shí),在內襯管與原有管道之間應采用與內襯軟管性能相同的樹(shù)脂混合物進(jìn)行密封。
5 典型案例
吉林省長(cháng)春市南部片區在雨季時(shí)經(jīng)常出現污水外溢、水體黑臭現象。急需采取綜合治理措施,完善城市基礎建設,消除黑臭水體,提高污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì),增強污水處理廠(chǎng)處理效能。在充分了解長(cháng)春項目?jì)热莺托枨笾螅鸬掀髽I(yè)集團對癥下藥、正本清源,提出“清、檢、修”一體化綜合治理模式,緊緊圍繞污水處理系統“一廠(chǎng)一策”提質(zhì)增效的考核目標,3個(gè)月工期內完成單個(gè)工程60多公里清淤檢測、30多公里紫外光固化修復、1200平方米的水泥砂漿噴涂以及1000余環(huán)的局部樹(shù)脂固化,高效解決城市防洪內澇、消除黑臭水體。項目建成后為減少污水處理廠(chǎng)溢流流量及減少污水處理廠(chǎng)運行壓力提供條件,為強化城市排水系統功能提供保障,從根本促進(jìn)生態(tài)文明建設,改善城市生態(tài)環(huán)境,打造全國城鎮排水管網(wǎng)病害治理樣板工程。
修復前
修復后
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