CIPP翻轉(zhuǎn)法在排水管道非開挖修復(fù)中的應(yīng)用

阮麗峰，劉 剛，佘步存，張萬(wàn)里

（1.無(wú)錫市市政和園林局，江蘇無(wú)錫 214072；2無(wú)錫市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇無(wú)錫 214072）

0 引言

隨著城市進(jìn)程的加快，排水管道與人們的生活和工作息息相關(guān)，在城市中所發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。有裂縫、破損、管接頭錯(cuò)位和管道腐蝕等現(xiàn)象的管道如不及時(shí)維修，可能污染地下水或造成路面塌陷，給交通安全和市民的生命財(cái)產(chǎn)造成危害。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)管道的修復(fù)方法主要有兩大類：基于開挖的管道修復(fù)技術(shù)、基于非開挖的管道修復(fù)技術(shù)。采用非開挖管道修復(fù)中的CIPP翻轉(zhuǎn)法施工工藝，可以有效解決在城市中心開挖路面、堵塞交通現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)管道的有機(jī)更新。

1 工程概況

無(wú)錫市錫賢路（新風(fēng)路—新洲路）段現(xiàn)狀污水主管管徑d800 mm，為鋼筋混凝土F型管，全長(zhǎng)1.3 km，原管道施工方法為頂管施工，管道埋深為5.2～6.8 m，管道所在土層為粉質(zhì)黏土夾粉土。在水務(wù)公司進(jìn)行的污水管道清通養(yǎng)護(hù)CCTV檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)該路段的排水管道管節(jié)存在嚴(yán)重的腐蝕情況，管道內(nèi)部出現(xiàn)混凝土剝離和鋼筋外漏等現(xiàn)象，管道接口處存在滲漏、錯(cuò)位、脫節(jié)、局部下沉等現(xiàn)象（見圖1）。根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》(CJ J181-2012)得出該污水管道的修復(fù)指數(shù)達(dá)RI=5.3，判斷管道修復(fù)等級(jí)為Ⅲ級(jí)，因此必須及時(shí)進(jìn)行這些管道的修復(fù)，否則將嚴(yán)重影響管道的正常運(yùn)行和上部道路的安全。同時(shí)，污水管道區(qū)域內(nèi)有煤氣管、自來(lái)水管、電纜、光纜及軍纜等多種管線,分布情況復(fù)雜,且該管道位于交通干線，與各支路的交叉路口較多,往來(lái)車輛眾多,交通繁忙，不具備開挖修復(fù)條件。

圖1 CCTV檢測(cè)管道內(nèi)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象

經(jīng)過(guò)水務(wù)公司、設(shè)計(jì)單位及其他相關(guān)部門的反復(fù)論證，決定對(duì)此段污水管道采用CIPP翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯非開挖修復(fù)技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)。

2 CIPP翻轉(zhuǎn)法技術(shù)特點(diǎn)與適用范圍

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

CIPP翻轉(zhuǎn)法是一種排水管道非開挖現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的修復(fù)方法，其主要有以下技術(shù)特點(diǎn)[1]。

（1）施工時(shí)間短。對(duì)于直徑為800mm的管道，內(nèi)襯管材料在工廠加工后運(yùn)至工地，現(xiàn)場(chǎng)施工的準(zhǔn)備、翻轉(zhuǎn)、加熱、固化只需約9 h。

（2）設(shè)備占地面積小。CIPP施工法只需小型的鍋爐和熱水循環(huán)泵等設(shè)備（一般采用車載式鍋爐和車載式循環(huán)泵），施工時(shí)占用道路面積小，噪聲低，對(duì)道路交通不會(huì)造成大的影響。

（3）內(nèi)襯管耐久實(shí)用。內(nèi)襯管具有耐腐蝕、耐磨損的優(yōu)點(diǎn)，材料強(qiáng)度大，耐久性根據(jù)設(shè)計(jì)要求最大可達(dá)50 a以上，管道的滲漏水問(wèn)題徹底解決，一勞永逸。

（4）內(nèi)襯管壁厚較小（直徑為800 mm的管道壁厚僅12 mm），管道的斷面損失小，表面光滑，管道粗糙系數(shù)下降，提高了管道的過(guò)水能力。

（5）保護(hù)環(huán)境，節(jié)省資源。不開挖路面，不產(chǎn)生垃圾，不堵塞交通，使管道修復(fù)施工的形象大為改觀，提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（6）在排水管道非開挖修復(fù)中，通常與土體注漿技術(shù)聯(lián)合使用。

2.2 適用范圍

（1）CIPP翻轉(zhuǎn)法是后固化成型，其適用于管道幾何截面為圓形、方形等，管道材質(zhì)為混凝土管、水泥管、鋼管以及各種塑料管的雨污排水管道。

（2）適用于管徑150～2 200 mm的排水管道、檢查井井壁的局部和整體修復(fù)。

（3）適用于管道結(jié)構(gòu)性缺陷為破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕，且接口錯(cuò)位宜小于等于直徑的15%，管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，管道線形沒明顯變化，管道壁體堅(jiān)實(shí)不酥化。

（4）適用于對(duì)管道內(nèi)壁局部沙眼、露石、剝落等病害的修補(bǔ)。

（5）適用于管道接口處在滲漏預(yù)兆期或臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)防性修復(fù)。

（6）不適用于管道基礎(chǔ)斷裂、管道破裂、管道接口嚴(yán)重錯(cuò)位、管道線形嚴(yán)重變形等結(jié)構(gòu)性缺陷嚴(yán)重?fù)p壞的修復(fù)。

3 CIPP翻轉(zhuǎn)法修復(fù)技術(shù)的原理及工藝流程

3.1 技術(shù)原理

CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法是對(duì)排水管道的非開挖修復(fù)方式，其主要技術(shù)原理為：根據(jù)待修復(fù)管道情況按設(shè)計(jì)制造軟管（該軟管是一種具有防滲透耐腐蝕保護(hù)膜的纖維增強(qiáng)復(fù)合軟管)，然后將之灌進(jìn)熱固化性樹脂（即環(huán)氧基聚合物及合成樹脂）后制成內(nèi)襯軟管。施工時(shí)利用翻轉(zhuǎn)法將該內(nèi)襯軟管送入需修復(fù)管內(nèi)之后，利用水壓和空氣壓使該軟管膨脹并緊貼在舊管道內(nèi)，通過(guò)溫水循環(huán)加熱，在規(guī)定的設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)，使軟管固化成型，在舊管道內(nèi)即形成一層高強(qiáng)度的內(nèi)襯新管[2]。施工示意圖見圖2。

圖2 CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法施工示意圖

3.2 工藝流程

CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法工藝流程如下：確定作業(yè)段→管道堵水及臨時(shí)排水→管道通風(fēng)清洗→管內(nèi)CCTV內(nèi)窺檢測(cè)→管內(nèi)翻襯作業(yè)→固化作業(yè)→管內(nèi)端口處理→施工后管內(nèi)CCTV檢測(cè)→閉水試驗(yàn)及驗(yàn)收→檢查井路面恢復(fù)[1]。

4 施工操作要求

4.1 管道清淤堵漏

根據(jù)所需修復(fù)的管段位置架設(shè)排水臨泵，封堵管段，進(jìn)行管內(nèi)淤泥清理與管壁清洗。

（1）一般清洗的方法有：高壓水沖洗車沖洗，鋼刷，活塞刷，清通器及傳統(tǒng)人工機(jī)械清洗。

（2）對(duì)管道內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重的部位以及因腐蝕而強(qiáng)度降低的表層，采用鐵制工具進(jìn)行敲擊剝離處理，露出強(qiáng)度較高的混凝土內(nèi)層材料。

（3）針對(duì)管道嚴(yán)重腐蝕鋼筋外露部分，先鑿除清除松動(dòng)的雜物，將管道壁鑿毛，清理干凈，采用五色石（快速水泥砂漿）對(duì)腐蝕凹陷處進(jìn)行找平處理，把腐蝕嚴(yán)重和混凝土表面脫落的部位進(jìn)行表面恢復(fù)。這樣，可以在增加鋼筋的混凝土覆層厚度，提高混凝土管道強(qiáng)度的同時(shí)，也使得老管恢復(fù)至圓形的狀態(tài)，確保管道翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。

4.2 鉆孔注漿管周隔水帷幕和土體加固

在現(xiàn)場(chǎng)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)前應(yīng)對(duì)管周土體進(jìn)行注漿加固。注漿漿液充滿土層內(nèi)部及空隙，形成防滲帷幕；加強(qiáng)管周土體的穩(wěn)定，防止管周土體的流失；提高管基土體的承載力，再采用翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修理，達(dá)到排水管道長(zhǎng)期正常使用的要求。

（1）鉆孔注漿范圍：管底以下2 m，管外徑左右側(cè)各1.5 m，管上側(cè)1 m。

（2）對(duì)于該工程管徑d800mm管節(jié)長(zhǎng)2m的鋼筋混凝土管，沿管節(jié)縱向注漿孔，當(dāng)采用管內(nèi)向外注漿方式時(shí)，布置在管縫兩側(cè)各0.4 m處；當(dāng)采用地面向下注漿方式時(shí)，注漿孔間距一般為1～2 m。沿管節(jié)橫斷面注漿孔布置4點(diǎn)，分別為時(shí)鐘位置的2、5、7、10處。

（3）注漿管插入深度應(yīng)分層進(jìn)行，先插底層，緩慢提升注漿管后進(jìn)行第二層注漿。注漿壓力應(yīng)由深到淺逐步調(diào)整，砂性土宜控制在0.2～0.5 MPa幅度內(nèi)，黏性土宜控制在0.2～0.3 MPa幅度內(nèi)。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法工藝操作要求

（1）前期準(zhǔn)備工作。在施工井上部制作翻轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)，在到達(dá)井內(nèi)或管道中部設(shè)置擋板等，并應(yīng)使之堅(jiān)固、穩(wěn)定，以防止事故發(fā)生，影響正常工作。

（2）樹脂軟管的翻轉(zhuǎn)準(zhǔn)備工作。在事先已準(zhǔn)備的翻轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)上，把通過(guò)保冷運(yùn)到工地的樹脂軟管安裝在翻轉(zhuǎn)頭上，接上空壓機(jī)等。

（3）翻轉(zhuǎn)送入樹脂軟管。在待修管道內(nèi)，應(yīng)用壓縮空氣和水把樹脂軟管通過(guò)翻轉(zhuǎn)送入管內(nèi)，并用注水閥門控制襯管在原管內(nèi)前進(jìn)。

（4）熱水固化與冷卻。當(dāng)樹脂軟管翻轉(zhuǎn)送入管內(nèi)并到達(dá)擋板固定后，開始將熱水鍋爐產(chǎn)生的熱水注入襯管，并將原來(lái)襯管內(nèi)的冷水抽回鍋爐，這樣不斷循環(huán)使襯管內(nèi)的水溫保持一定溫度來(lái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。樹脂固化后，停止鍋爐，用冷水來(lái)冷卻直到襯管內(nèi)溫度恢復(fù)常溫，完成固化。

（5）管內(nèi)端口處理。當(dāng)樹脂管加熱固化完畢以后，把襯管的端部用特殊機(jī)械切開，保證良好的水流條件，要在井的底部做個(gè)斜坡。

（6）施工后管內(nèi)CCTV檢測(cè)。為了解固化施工后管道內(nèi)襯的總體狀況、管道圓潤(rùn)情況、管壁光滑狀況，在管端部切開之后，采用CCTV檢測(cè)設(shè)備對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行調(diào)查，把調(diào)查結(jié)果拍成錄像資料，并提供給發(fā)包方。

（7）整理和善后工作。整個(gè)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)完成后，工地現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)恢復(fù)到原來(lái)的狀況。

5 施工質(zhì)量控制

5.1 內(nèi)襯新管內(nèi)壁檢測(cè)要求

內(nèi)襯新管內(nèi)壁檢測(cè)必須符合：表面無(wú)鼓脹，無(wú)未固化現(xiàn)象；表面不得有裂紋；表面不得有嚴(yán)重的褶皺與縱向棱紋。

5.2 內(nèi)襯材料的厚度檢測(cè)

該工程修復(fù)管道內(nèi)徑為d800 mm，根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》（征求意見稿）計(jì)算得出內(nèi)襯新管壁厚取12 mm。內(nèi)襯新管厚度實(shí)測(cè)實(shí)量應(yīng)符合以下要求：厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，厚度誤差允許為0～25%；厚度檢測(cè)位置應(yīng)避免在軟管的接縫處，檢測(cè)點(diǎn)為內(nèi)襯新管圓周均等4點(diǎn)，取其平均值。

根據(jù)管道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量的結(jié)果，共取2個(gè)位置（共8點(diǎn)）進(jìn)行檢測(cè)，內(nèi)襯管的設(shè)計(jì)厚度為12mm，實(shí)際厚度平均值為13.2 mm，其誤差值為+10%，因此本次施工的內(nèi)襯材料厚度滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[3]。

5.3 內(nèi)襯管強(qiáng)度檢測(cè)

采用在施工現(xiàn)場(chǎng)直接從內(nèi)襯新管的端部截取試樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，并委托具有工程質(zhì)量檢測(cè)資質(zhì)的第三方——上海同濟(jì)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)站進(jìn)行測(cè)試，得到的檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 CIPP內(nèi)襯管的強(qiáng)度判斷表（單位：MPa）

由表1可知3個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果值都滿足設(shè)計(jì)值，所以，本次施工的CIPP內(nèi)襯管強(qiáng)度滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

6 CIPP翻轉(zhuǎn)法修復(fù)效果

該道路處于無(wú)錫市新區(qū)交通較為繁忙的地段，采用CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法非開挖修復(fù)技術(shù)，在短時(shí)間內(nèi)把管道破損問(wèn)題徹底解決，把工程對(duì)道路交通等影響降到了最小限度，充分顯示了該技術(shù)的優(yōu)越性。同時(shí)，采用該技術(shù)使得管道和檢查井聯(lián)成一體，有效地解決了管道和檢查井接口處的地下水滲漏問(wèn)題，并使得管道內(nèi)壁較為光滑，大大改善了管道的水流狀況，有利于管道運(yùn)行的正常養(yǎng)護(hù)。圖3為CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)前后對(duì)比。

7 結(jié)語(yǔ)

目前，單從施工成本上來(lái)看，CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)技術(shù)和大開挖修復(fù)技術(shù)比較還相對(duì)較高，但從施工工期和對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的影響來(lái)看，CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。它對(duì)道路交通、社會(huì)環(huán)境、居民生活和商業(yè)活動(dòng)造成的干擾與破壞遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大開挖，且它有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。特別在城市中心商務(wù)區(qū)及敏感位置，采用非開挖修復(fù)技術(shù)對(duì)老、舊管道進(jìn)行預(yù)先檢測(cè)，預(yù)防性修復(fù)，確保排水管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少大開挖修復(fù)施工給城市交通帶來(lái)的壓力以及對(duì)居民生活環(huán)境的危害是十分必要的。

[1]上海市排水管理處.上海市城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)技術(shù)實(shí)施指南[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2012.

[2]趙海峰，陳偉.C IP P翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法修復(fù)技術(shù)施工控制[J].中華民居,2012(11)：53-54.

[3]毛玲紅.CIPP翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用[J].山西建筑，2008，14(5)：112-113.