紫外光固化修復技術（UV-CIPP）在長江大保護建設中的應用

熊 俊

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

1 工程概況

長江大保護岳陽項目湖濱污水系統(tǒng)收集管網完善工程，主要是根據(jù)評估報告對管道存在的缺陷進行局部或整體修復。根據(jù)污水管網CCTV（管道攝像內窺鏡系統(tǒng)）檢測結果報告，針對管道主要存在的結構性缺陷，采取非開挖紫外光固化修復技術進行修復。

紫外光固化修復技術在長江大保護市政管網修復中具有速度快、安全性高、易控制等優(yōu)點。管網修復可實現(xiàn)長江水資源保護和生態(tài)環(huán)境改善，形成在岳陽市范圍內可推廣、可借鑒的水環(huán)境綜合管理治理示范項目。

2 紫外光固化修復技術

紫外光固化修復技術通過在老舊管道內部利用紫外光照射使軟管固化，形成與舊管道緊密配合的內襯層，無需進行開挖即可利用檢查井作為施工操作井，對老舊破損的管道進行修復[1-6]。利用該技術固化修復后的管道內壁十分光滑，摩擦力大大減小，使修復后的現(xiàn)狀管道流動性能得到了很大的改善（圖1）。

圖1 紫外光固化工藝示意

2.1 技術特點

1）可有效解決現(xiàn)狀舊管道破裂、接口損壞、樹根侵入、滲漏等結構性缺陷的修復問題。

2）內襯層光滑、連續(xù)，減小了管道內壁摩擦力，提高了管道的輸送能力。

3）用于修復管道的內襯管材料韌性較好且強度較高，與復合樹脂浸漬相熔性好，有利于內襯層與原有破舊管道之間緊密貼合，較好地解決了管道內雨、污水滲漏等一系列問題。

2.2 技術優(yōu)點

1）自動化程度高，施工過程可實現(xiàn)數(shù)字化控制。

2）材料性能高，使用玻纖軟管，彈性模量可達20 000 MPa。

3）清淤和預處理要求相對低，可適當帶水作業(yè)。

4）屬于非開挖管道修復技術，對現(xiàn)有管道周邊基礎設施及交通組織影響小，尤其是對于人口密集、車流量大的中心城區(qū)，有著重要的意義。

5）施工安全性好、風險低，下井作業(yè)時間短。

6）施工周期短，施工效率高（單段管道固化修復時間在24 h內）。

2.3 UV-CIPP軟管材料

配套使用的UV-CIPP軟管材料（圖2），在紫外光固化后的抗拉強度＞80 MPa，彎曲強度＞120 MPa，彎曲模量可達12 000 MPa。

圖2 UV-CIPP軟管材料結構

3 工藝流程及技術要求

3.1 施工工藝流程

管道封堵→管道疏通、沖洗處理→CCTV檢測→拉入底膜→拉入內襯軟管→充氣膨脹軟管→軟管固化

3.2 管道封堵

由于管道修復需在無水情況下進行，故在修復前需對現(xiàn)有管道采用氣囊封堵法進行臨時封堵。安排專業(yè)下井人員對管道內垃圾、石塊等雜物進行清掏，再進行管道封堵施工。

在清洗區(qū)域段上、下游各采用1個橡膠氣囊進行封堵，并在施工管段兩邊增加不銹鋼擋板墻對封堵氣囊進行支撐。截斷所有進水源后，盡量選擇在水量低谷期間進行施工。封堵期間設專員看管，定時檢查氣囊壓力表，保持一定的封堵氣壓，并嚴格控制管道內水位情況，確保封堵嚴密，提高作業(yè)安全性[7-11]。

3.3 疏通、沖洗處理

1）從下游井口開始施工，將噴嘴和軟管放入管道內，噴頭必須處于運動狀態(tài)，以避免對管道產生損傷，管道沖洗過程中要嚴格控制管道內的水流量。將噴頭送入管道內，然后在回拉過程中將管道內附著的雜物沖洗到下游檢查井中，回倒速度100～200 mm/s是沖洗最佳效率區(qū)間。清除大型雜物時，為避免造成下游管道的二次堵塞，需人工進行清理。

2）吸污車在高壓清洗的同時，對檢查井內清洗出的污水等混合物進行抽運，以便于高壓噴頭清洗出來的泥沙、污水可以繼續(xù)順暢地排出管道。

3）對于吸污車吸污后井室內余留的垃圾、砂石等，應由人工清掏裝袋棄運。采用吸污車及清洗車不能清出的管道內淤積的砂石，需通過鉸機人工拉牛的方法清出，并采用人工清掏裝袋后棄運。對于硬質沉積、水泥硬結及其他障礙物等，應根據(jù)實際情況采用人工清理、銑刀機器人清理等方法進行疏通。如果發(fā)現(xiàn)管道存在局部滲漏現(xiàn)象、影響紫外光UV內襯固化修復的，應對局部破損位置進行點狀修復。

3.4 管道CCTV檢測

老舊管道修復前采用CCTV檢測系統(tǒng)，利用數(shù)字高清攝像頭對管道內壁進行檢測。對存在缺陷的位置進行影像資料留存，并對管道缺陷進行準確定位和判斷，確保管道修復順利進行。

3.5 拉入底膜

用穿繩器將繩子引入需要修復的管道內部，將底膜和拉繩拉入管道內。底膜拉入舊管道的底部，并超出舊管道兩端長度0.8 m。鋪設平整后采用壓條將兩端固定于原有管道上。

3.6 拉入內襯軟管

軟管拉入前需將端頭長軟管材料分別朝里對折1/3，再縱向對折，并在對折線底部放置吊裝帶。底膜拉入并平整后，采用定滑輪沿墊膜將軟管平穩(wěn)、緩慢地拉入需修復管道內部，拉入速度控制在5 m/min以內。在拉入過程中需保證底膜無移位的現(xiàn)象，避免軟管在拉入過程中磨損。

3.7 充氣膨脹軟管

軟管充氣前需仔細檢查扎頭捆綁連接處的密封性，然后向軟管內部充壓，使軟管膨脹擴張并與管道內壁嚴密貼合。應嚴格按照內襯產品說明書中的充氣流程執(zhí)行，且不可一次性或過快沖入大量壓縮空氣來膨脹軟管，避免導致內襯褶皺，影響固化的管道質量。

3.8 軟管固化

在控制臺上設置好修復參數(shù)后，開啟紫外光源，開始起始井端的原地固化。原地固化完成后，點擊收線開關勻速收線。固化完成后關閉紫外燈光，調整風量降低管道內部壓力，冷卻直至軟管充分固化（圖3）。

圖3 紫外光固化修復效果

4 適用范圍

1）該技術適用于中心城區(qū)及市政管道工程中地下老舊破損的雨、污水管道等的修復。

2）紫外光固化修復技術可適用于圓形管道、方形溝槽等多種截面類型。

3）可解決管道接口錯位、脫落、破損、局部漏水以及樹根穿刺等結構性缺陷。

4）可滿足DN150～DN1 600 mm的管道修復要求，一般用于2個井位間的管段修復。

5）單次修復長度可達150 m。

5 結語

長江大保護岳陽項目通過紫外光固化修復技術（UVCIPP）進行岳陽市中心城區(qū)老舊管網修復，可最大限度地避免對市區(qū)環(huán)境造成的破壞，減少對公共交通環(huán)境的影響，操作方便，施工效率高，符合環(huán)保要求，減少了擾民因素，取得了較好的社會、經濟及環(huán)保效益。

該技術在本項目中的應用，對推動管道非開挖修復技術發(fā)展，助力“不搞大開發(fā)，共抓大保護”的建設理念具有重要意義，可為同類工程施工及后續(xù)長江大保護項目中的管道修復施工提供有力支撐。