城镇排水管道原位CIPP紫外光固化修复技术工程应用

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城镇排水管道原位CIPP紫外光固化修复技术工程应用

来源：www.china-knw.com 发布时间：2024-05-06

张军1，石东优1,2，谢莉1，李静2，张杰1，曾张成1，曹井国2
（1. 重庆克那维环保科技有限公司，重庆 401120；2. 天津科技大学，天津 300457）
摘要：CIPP紫外光固化非开挖管道修复技术采用树脂和玻璃纤维织物组合的内衬管材料，耐腐蚀性强、强度高、抗冲刷能力强、自动化程度高、全程可视化控制、施工流程简单、效率高、施工风险低，是目前非开挖行业Z具有竞争力和发展前景的一种地下管道整体非开挖修复技术。本文结合重庆市渝北城区环境综合治理PPP项目某排水管道清淤检测修复工程案例，详细介绍了CIPP紫外光固化技术原理、材料质量控制、施工工艺流程、原管道缺陷预处理、褶皱缺陷分析、施工过程质量控制及修复费用分析，以期为类似CIPP紫外光固化非开挖修复工程应用提供参考。
关键词：CIPP紫外光固化；非开挖修复技术；排水管道；工程应用
Engineering application of formed-in-place pipe (CIPP ) rehabilitation technology for urban drainage pipeline
ZHANG Jun1, SHI Dong-you1,2, XIE Li1,LI Jing2, ZHANG Jie1, CENG Zhang-cheng1, CAO Jing-guo2
(1. Chongqing kenavi Environmental Protection Technology Co., Ltd., Chongqing 401120, China; 2. Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)
Abstract: The trenchless rehabilitation technology formed-in-place pipe (FIPP), which is an integral trenchless repair technology, utilizing thermoplastic polymer as liner. The liner could be heated repeatedly, behaves good toughness, strong corrosion resistance, close fitting, low cost and construction risk. In this paper, CIPP technology was introduced in Yongchuan District at Chongqing. The technical principles, construction process, scope of application, characteristics, design of liner thickness, defect pretreatment, construction process quality control and cost analysis were systematically introduced. The project will provided reference for similar work.
Keywords: formed-in-place pipe; drainage pipeline; trenchless rehabilitation technology；engineering application
据城乡建设统计年鉴Z新统计[1]，我国排水管道总长度已达132万公里。随着我国城镇划进程加快，地下管网规模逐年增加，管道总长度持续递增。使用年限久远的地下管道相续出现严重的结构性和功能性缺陷，进而导致路面塌陷、城市内涝、地下水污染等灾害，严重威胁人们的生活及生命财产健康安全。据统计2022年11月，国内发生地下管线事故99起。其中，地下管线破坏63起，占比63.64%；路面塌陷36起，占比36.36%。事故造成6人受伤，2人死亡。由于自身结构性隐患、外力破坏、环境因素和管理缺陷所引起的地下管线破坏事故，因此，定期对地下管网进行排查和及时维护是管网正常运行的有力保障。较传统的开挖修复方式，非开挖技术施工流程简单、作业面小、工期短、成本低，环境影响小、为地下管道的修复提供了有效方式[2-3]。
目前，常见的非开挖修复技术工法：机械制螺旋缠绕法、原位热塑成型法（FIPP）、点状原位固化法、CIPP热水原位固化法、裂管法、PVC管片内衬法、穿插法、喷涂法、CIPP紫外光固化法等[4-6]。CIPP紫外光固化非开挖管道修复技术采用树脂和玻璃纤维织物组合的内衬管材料、具有材料储存周期长、耐腐蚀性强、强度高、抗冲刷能力强、施工作业面小、施工流程简单、效率高、环境影响小、自动化程度Z高、全程可视化控制、施工风险低，可用于圆形（蛋形、三角形）截面、错口、变径等多材质病害管道的修复，是目前非开挖行业Z具有竞争力和发展前景的一种管道整体非开挖修复技术。
本文结合重庆市渝北城区环境综合治理PPP项目某排水管道清淤检测修复工程案例，介绍了CIPP紫外光固化技术原理、材料质量控制、施工工艺流程、原管道缺陷预处理、褶皱缺陷分析、施工过程质量控制及修复费用分析，以期为类似CIPP紫外光固化非开挖修复工程应用和造价分析提供参考。
1工程概况

本项目修复工程位于重庆市渝北区，管道总长度2.6 km，管径DN 400- 600 mm，管道材质为双壁波纹管和混凝土管；由于原管道运行年代久远、排查及维护不及时出现严重的结构性缺陷和功能性缺陷，以腐蚀、树根、渗漏、破裂为主，部分病害管道情况如图1所示。

图1 部分管道病害情况
Fig.1 Partial disease of pipelines

该项目位于商业区、人流量大、交通拥挤地段不具备开挖条件；同时,该修复管道出现严重的结构性缺陷，以腐蚀、树根、渗漏、破裂为主。结合非开挖修复技术工艺和适用范围，其中CIPP紫外光固化非开挖管道修复技术具有材料储存周期长、施工作业面小、操作简单、工期短、环境影响小、施工安全、自动化程度Z高、全程可视化控制、施工风险低，可用于圆形（蛋形、三角形）截面、错口、变径等多材质病害管道的修复；此外，CIPP紫外光固化修复技术不但满足现代管道修复的技术和环境要求，而且应用效果和成本适宜，能够达到很好的修复效果，再结合工程实际情况，据此，本项目采用CIPP紫外光固化技术修复管道。
2 紫外光原位固化非开挖管道修复技术
2.1 技术原理

CIPP紫外光固化修复技术利用牵引装置将树脂和玻璃纤维织物组合的内衬管材料拉入原管道内部，通过加压使其内衬管与原管道紧密贴合，经UV固化，自然冷却Z终形成“管中管”内衬结构。施工设备及材料如图2（A）和图2（B）所示。

图2 施工设备（A）及材料（B）
Fig.2 Construction equipment (A) and materials (B)

2.2 紫外光固化机理
紫外光辐射促使 UV 涂料固化成膜的机理属于活性自由基连锁聚合反应。首先是光引发阶段，产生活性中心，在活性中心作用下链增长反应阶段，随着链增长的不断进行，固化树脂体系会出现交联现象，进而固化成膜，经链自由基偶合或歧化反应而完成链终止，Z后树脂体系反应结束。
紫外光固化技术目前广泛用于地下排水管道修复领域，修复用树脂材料包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基脂树脂三类，配方体系除主要成分树脂外包括光引发剂、稀释剂、添加剂及其他助剂。常用紫外光光源包括无极灯、金属卤素灯、高压汞灯、氙灯等。经研究发现，管道修复的固化效果、厚度和性能与紫外灯光强度、光引发剂种类、稀释剂、光敏剂等均有影响。
2.3 施工工艺流程

施工工艺流程如图3所示：

图3 施工工艺流程
Fig.3 Construction process flow

修复前，对修复管段上、下游和施工段及支管进行封堵，架设临排导流；选择适宜的高压枪头冲洗原管道，经CCTV检测原管道内部情况，针对原管道存在的缺陷进行预处理。当预处理管道内表面满足修复标准时，安装动力设备，拉入底膜并固定，通过动力设备将内衬管拉入原管道，安装金属扎头，充气加压，将紫外光灯架送入内衬管，打开紫外光灯，UV固化过程中，进行保压控制，确保内衬管与原管道内壁紧密贴合，待内衬管完全固化后，拉出紫外光灯架，并缓慢释放压力，切除原管道两端多余的内衬管，对固化内衬管进行CCTV检测，取样进行性能测试及验收，Z后恢复通水。
2.4 技术特点
内衬管在避光常温储存，储存费用低；适用范围广，可用于各类材质管道，多种截面，弧度低于45°及各类结构性缺陷管道的修复；工艺流程简单、作业面小、施工速度快，工期短，对城市交通、环境及周边居民影响小，提高社会效益和经济效益；自动化程度高，施工过程实时监控，施工安全性高，保证修复质量；内衬管严密性好，防渗性能优良，强度高，抗水流冲刷强，耐腐蚀性强，使用寿命长；厚度低，机械强度高，载流面损失小。
3 材料性能
CIPP紫外光固化技术所用材料为树脂和玻璃纤维内衬管，树脂与玻璃纤维类型决定了CIPP紫外光固化修复后管道结构力学特性及功能特性。
3.1 修复用树脂要求
修复管道类型与对应树脂种类的选用标准，见表1所示；树脂浇筑体性能指标满足对应表2中指标要求；树脂储藏环境、温度及时间应根据树脂性能特性与固化体系共同来确定；树脂耐腐蚀性能试验指标应该满足表3中指标要求。
表1 管道修复用树脂材料的选用[7]

Tab.1 Selection of resin materials for pipe repair

序号	排水种类	选用树脂类型
1	给水管道	UP、EP、VE
2	排水管道（雨水、生活污水）	EP、UP
3	化工废水及高温（≥40℃）废水	EP、VE
注：树脂供应商应出具其可以用于相关排水的适用报告

由表1可知，UP、EP、VE三种树脂均适用于给水管道的修复；EP、UP两种树脂适用于排水管道（雨水、生活污水）的修复；EP、VE两种树脂适用于化工废水及高温（≥40℃）废水管道的修复。

表2 CIPP专用树脂浇铸体性能要求[7]

Tab.2 Performance requirements for CIPP resin cast materials

序号	纯树脂性能	EP	VE	UP	检测方法
1	弯曲强度/MPa	≥100	≥100	≥90	GB/T2567
2	弯曲模量/MPa	≥3000	≥3000	≥3000
3	拉伸强度/MPa	≥80	≥80	≥60
4	拉伸模量/MPa	≥3000	≥3000	≥3000
5	断裂伸长率/%	≥4	≥4	≥2
6	热变形温度/℃	≥85	≥93	≥88	GB/T1634
注：EP：环氧树脂；VE：乙烯基树脂；UP：不饱和聚酯树脂

由表2可知，EP（环氧树脂）树脂浇铸体检测性能要求：弯曲强度≥100MPa；弯曲模量≥3000MPa；拉伸强度≥80MPa；拉伸模量≥3000MPa；断裂伸长率≥4%；热变形温度≥85℃。VE树脂浇铸体检测性能要求：弯曲强度≥100MPa；弯曲模量≥3000MPa；拉伸强度≥80MPa；拉伸模量≥3000MPa；断裂伸长率≥4%；热变形温度≥93℃。UP树脂浇铸体检测性能要求：弯曲强度≥90MPa；弯曲模量≥3000MPa；拉伸强度≥60MPa；拉伸模量≥3000MPa；断裂伸长率≥2%；热变形温度≥88℃。

表3 树脂耐腐蚀性能要求[8]

Tab.2 Requirements for corrosion resistance of resin

序号	化合物溶液	等级1	等级2	等级3	检测方法
1	硫酸，浓度5.0%	√	√	√	GB/T3857
2	硝酸，浓度1.0%	√	√	√
3	氢氧化钠，浓度0.5%	-	√	√
4	洗涤剂，浓度0.1%	√	√	√
5	肥皂水，浓度0.1%	√	√	√
6	燃料油，浓度100%	√	√	√
7	食用油，浓度100%	√	√	√
注：等级1为热固性不饱和聚酯树脂；等级2为热固性不饱和聚酯树脂以及乙烯基脂树脂；等级3为热固性环氧树脂。

由表3可知，树脂耐腐蚀性能除等级1不满足氢氧化钠（浓度0.5%）腐蚀指标外，均满足其他相关腐蚀溶液的腐蚀指标。
3.2 CIPP紫外光固化干软管结构要求

CIPP紫外光固化干软管材料为玻璃纤维织物内衬软管（俗称玻纤软管）的结构如图4所示，从1-6依次为承载层（单或多层玻璃纤维织物）、外膜重叠区域、承载层重叠区域、内膜层（透紫外光膜）、防渗层（防渗外膜）、外膜层（防紫外光膜）[8]。玻璃纤维内衬软管根据接缝加工方式不同，将其分为错位搭接、缝合和螺旋缠绕三种工艺。

图4 CIPP紫外光固化干软管结构示意图[8]
Fig. 4 Structure diagram of CIPP UV curing dry hose

1—承载层；2—外膜重叠区域；3—承载层重叠区域；4—内膜层；5—防渗层；6—外膜层
本项目根据内衬管设计厚度将两层及以上的玻璃纤维织物端部以错位搭接工艺的形式闭合，并采取有效方式进行固定，一层搭接区域宽度≥100 mm，层与层之间搭接区域间距≥ 150 mm。该工艺CIPP紫外光固化干软管具有2 - 6 % 的膨胀率，修复时内衬管与原有管道内壁更容易紧密贴合，固化强度高，寿命长。
单层或多层玻璃纤维毡或同等性能的材料组成，并能够与树脂相黏合共同承受外部荷载。干软管应有足够的拉伸、弯曲性能，以确保能承受安装压力、树脂固化释放高温及满足不规则管道的修复，其轴向拉伸率不得大于2% 。拉入原管道的干软管的长度应长于原管道修复长度，干软管直径应保证在固化后内衬管与原管道的内壁紧密贴合，避免因内衬管直径过大导致管道内部隆起或褶皱影响修复质量。
3.3 CIPP紫外光固化内衬管要求
CIPP紫外光固化内衬管由玻璃纤维增强的骨架材料组成的软管和紫外光固化树脂等黏合组成。CIPP紫外光固化干软管在浸润树脂前期，确保紫外光固化干软管应在抽成真空状态下充分浸渍树脂，真空度不低于30 kPa，光固化树脂与玻璃纤维层的质量比不低于 1，树脂黏度控制在600-800 cps，树脂和固化剂混合均匀后需及时进行浸渍；浸渍过程应确保承载层被树脂充分浸润，环境温度控制在5 °C - 25 °C。CIPP紫外光固化内衬管采取碾胶滚筒作为牵引力，通过调节两滚筒间间距控制浸渍内衬管的厚度，浸渍内衬管厚度约大于设计厚度，浸渍完成后内衬管表面应无干斑、气泡等缺陷。
浸润过树脂的湿软管应存储在避光和生产厂商要求的温度环境中，运输过程中应记录湿软管暴露的温度和时间。修复完成后的CIPP紫外光固化内衬管的抗拉强度、弯曲强度、弯曲模量、厚度测试及密实性试验［9］等试验测值应满足相关标准指标，固化内衬管的荷载蠕变系数为1.2~1.35[10]。
3.4 材料存储和运输要求
存储及运输紫外光固化内衬管过程中，须严格遵照相关要求：存储在避光、低温（5 °C - 25 °C）的环境下，运输过程中应记录湿软管暴露的温度和时间；位于木箱顶部的黑色紫外光隔离膜，须在整个存储过程中覆盖内衬管；运输过程中，避免恶劣天气；黄色外膜起到对紫外线隔离的作用，在施工阶段，拉入内衬管过程中，防止黄色外膜被划破而引发提前固化。
4 技术设计
4.1 内衬管壁厚设计
管道修复后由内衬管和原有管道联合承受外部压力时，内衬管壁设计厚度按下式进行计算：

式中：q为原有管道的椭圆度，% ；Dmin为原有管道的Z小内径，mm；DE为原有管道的平均内径，mm；C为椭圆度折减系数；D0为内衬管外径，mm；EL为内衬管的长期弹性模量，MPa，内衬材料为15600 MPa；K为原管道对内衬管的支撑系数，取值为7.0；N为管道截面环向稳定性抗力系数，≥2.0；P为管顶位置地下水压力，MPa；μ为泊松比，内衬管取0.3；t为内衬管壁厚，mm。
根据理论参数及实际检测数据，代入（1）、（2）、（3）式计算得到在不同地下水位对应管径的内衬管管壁设计厚度，如下表4所示。

表4 不同地下水位对应管径的内衬管壁设计厚度

Table 4 Design thickness of inner liner corresponding to pipe diameter under different groundwater levels

管径/mm	地下水位/m
	1.5	2	2.5	3	3.5	4
	内衬管设计厚度/mm
DN400	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
DN450	3.0	3.0	3.0	3.0	3.1	3.2
DN500	3.0	3.0	3.0	3.2	3.4	3.6
DN600	3.1	3.4	3.6	3.9	4.1	4.3

本工程内衬管外径为571 mm，原管道的平均内径为597 mm，Z小内径为590 mm；管道地上部的地下水位2 m，对应的内衬管设计厚度为3.4 mm。

4.2 管道过流能力计算
修复前后管道的过流能力比值应按下式计算：
（4）
式中：B为管道修复前后过流能力比，＞100% 满足设计要求；Dl为内衬管的内径（mm）；ne为原有管道的粗糙系数；n1为内衬管的粗糙系数，取0.010。
5 施工预处理
非开挖修复更新工程施工前，应对原有管道相关缺陷进行预处理，预处理质量直接影响修复工程质量。主要针对原有管道可能出现的相关缺陷，并采取了相关处理措施，如表5所示。

表5 不同缺陷及预处理

Table 5 Different Defects and Pretreatment

缺陷类型	缺陷名称	预处理措施
结构性缺陷	破裂	人工处理、局部开挖、注浆及相关机械设备配合处理： 1、管径小于400 mm时: a、采用局部开挖和机械设备协同进行预处理；b、在缺陷位置注浆，采用约小于原管径扩大头与卷扬机进行清理，Z后用多功能机器人进行打磨 2、管径大于400 mm时，在缺陷位置注浆，待注浆材料固化后施工人员进入管道内进行清掏和打磨
	变形	1、采用局部开挖，清除变形部分管道，待原管道修复完成后，再对开挖处按施工要求进行填埋 2、采用特定的液压千斤顶将变形部分撑开，然后进行注浆，待注浆材料固化后，取出液压千斤顶
	腐蚀	利用高压水枪将管道冲洗干净，对腐蚀严重部分采用喷涂或点状原位固化法进行修复
	错口	1、管径小于400 mm时，采用多功能机器人进入管道内进行打磨或局部开挖 2、管径大于400 mm时，采用施工人员进入管道内进行打磨相关障碍物
	脱节	采用点状原位固化法
	支管暗接	1、管径小于400 mm时，采用多功能切割机器人进入管道内进行切割 2、管径大于400 mm时，施工人员进入管道内利用切切割机或马刀锯进行切割
	异物穿入	直接进行局部开挖，改变异物的路线
	渗漏	1、漏水量较小或地下水压力较低时，采用喷涂或人工进行堵漏； 2、漏水严重或地下水圧较大时，采用专用注浆材料或点状原位固化法
功能性缺陷	沉积/结垢	利用高压水枪进行管道冲洗
	障碍物	1、管径小于400 mm时，利用特殊高压水喷头进行处理 2、管径大于400 mm时，利用人工清除
	残墙	进行人工拆除
	树根	1、管径小于400 mm时，采用机械设备（如多功能树根切割机器人）进入管道内部进行切除 2、管径大于400 mm时，采用人工+马刀锯（切割机）进入管道内进行切除
管道变径		针对同一条管道内存在两种管径时，为了满足修复前后过流量的设计要求，将小管径管道置换大管径，确保管网的整体性和连贯性

6 修复管道缺陷分析
6.1 内衬管材料褶皱分析
总结了施工过程中固化内衬管可能出现的缺陷类型，针对固化内衬管材料出现侧面褶皱、底部褶皱、复合层分（未）离褶皱、复合层表层褶皱、复合层内部褶皱、横向褶皱及形状褶皱等缺陷进行了分析，并作出相应评估，提前采取预防措施，降低相关缺陷的发生，有利于提高后期修复工程质量。如表6所示。

表6 内衬管褶皱及评估

Table 6 Lining pipe fold and evaluation

序号	褶皱类型	原因分析	评估
1	侧面褶皱	1、原管道偏移和横截面偏差 2、内衬管直径大于原管道 3、气压不足导致材料无法舒展	弹性模量减弱、局部固化缺陷（厚度不均）
2	底部褶皱	1、原管道偏移和横截面偏差 2、内衬管直径大于原管道 3、气压不足导致内衬管无法完全撑开 4、原管道内部出现二次渗漏	弹性模量减弱、局部固化缺陷（厚度不均）
3	复合层分（未）离褶皱	1、原管道偏移和横截面偏差 2、内衬管直径大于原管道	弹性模量减弱、局部固化缺陷（厚度不均）
4	复合层表层褶皱	1、内衬管材料存在褶皱 2、拉入内衬管过程受限 3、拉入内衬管过程中，整体受力不均，导致内层延伸	弹性模量减弱、局部固化缺陷
5	复合层内部褶皱	1、拉入内衬管过程，整体受力不均 2、原管道偏移（弯曲） 3、内衬管整体未完全拉直，存在折叠	弹性模量减弱、固化缺陷（厚度不均）
6	横向褶皱	1、拉入内衬管过程中，整体受力不均 2、原管道偏移和横截面存在偏差 3、内衬管整体未完全拉直，存在折叠部分	弹性模量减弱、固化缺陷（厚度不均）
7	形状褶皱	1、原管道内壁预处理不合格（凹凸不平） 2、固化过程中压力下降导致上部内衬管下塌	弹性模量减弱、局部固化缺陷及管道静态值参数存在误差

6.2 水对紫外光固化材料及固化效果的影响
通过对内衬管浸水前、后的表观形貌，固化后表观形貌及力学性能研究，研究结果表明：?浸水前内衬管外观颜色均匀通透，浸水后，随着复合层浸水量增加，表面白斑越明显，处理前、后如图5所示。浸水前内衬管固化，外观色泽均匀无白斑，完全固化；浸水后内衬管固化后外观出现白斑，随着复合层浸水量增加，表面白斑越明显，出现未完全固化现象，处理前、后如图6所示。

在内衬管固化过程中需要无水环境，未浸水固化内衬管短期弹性模量正常；若水浸入内衬管复合层，水与固化树脂接触后会产生乳化反应，同时随着浸水量持续增加，导致树脂体系在内衬管复合层分布不均，使得内衬管固化效果不好，引起固化管力学性能降低，随着内衬管复合层浸水量增加，固化管弯曲弹性模量值越小。

图5 浸水前内衬管表观形貌（A）及浸水后内衬管表观形貌（B）

Fig. 5 the surface morphology of the inner liner before and after soaking (A) and (B)

图6 浸水前内衬管固化后表观形貌（A）及浸水后内衬管固化后表观形貌（B）
Fig. 6 Appearance of inner liner after curing before immersion (A) and appearance of inner liner after curing after immersion (B)

6.3 施工问题及预防措施
针对施工过程中常出现的相关质量问题，对内衬管提前固化、与原管道不紧密贴合、强度不达标、存在软弱带、鼓包、起泡及表面褶皱等缺陷进行了分析，并提出了相应的预防措施，有利于提高修复工程质量。如表7所示。

表7 相关缺陷分析及预防措施

Table 7 Relevant defect analysis and preventive measures

序号	缺陷类型	缺陷分析	预防措施
1	内衬管提前固化	储存或运输过程中的温度不满足要求，受强光照射，防紫外光膜破损	严格按照材料说明书进行储存、运输及使用
2	内衬管与原管道不紧密贴合	1、尺寸设计不合理 2、固化过程中气压偏低 3、原管道预处理不满足要求	1、内衬管尺寸设计合理 2、固化过程中确保气压使内衬管与原管道内壁紧密贴合 3、缺陷预处理满足相关标准要求
3	固化内衬管强度不达标	1、树脂浸润不密实 2、局部渗漏冲刷导致树脂流失 3、固化反应不彻底	1、严控树脂浸润工艺 2、提高原管道预处理质量 3、确保光照度、温度和速度，并保持足够长的固化反应时间
4	固化内衬管存在软弱带	1、树脂量太少 2、固化时温度低	严控树脂浸润工艺和现场施工工艺
5	鼓包	1、预处理存在凸起、渗漏 2、固化过程气压偏低	1、满足固化气压要求 2、保证缺陷预处理质量
6	起泡	施工过程中固化温度过高	严控固化温度和紫外灯架的移动速率
7	固化内衬管表面褶皱	1、内衬管尺寸设计不合理 2、气压太低 3、缺陷预处理不满足要求	1、内衬管尺寸设计合理 2、保证气压充足 3、缺陷预处理满足相关标准要求

7 施工过程质量控制
7.1 施工方案制定
根据设计单位或甲方提供项目资料，结合现场踏勘，确定管径大小、长度、管道材质、检查井井深及宽度，同时，掌握施工现场具体环境。技术负责人根据相关资料编制可实施项目专项施工方案；进场前，需对现场相关施工人员进行技术交底和安全作业培训。
7.2固化内衬管材料
严格管控内衬管材料的进场检验与验收工作，内衬管材料外包装无缺损，内衬管防紫外光外膜和透紫外光的内膜无破损，复合层（玻璃纤维织物）浸渍均匀、无白斑、无固化等现象；产品质量合格证、使用说明书及产品质量检测报告齐全，相关技术数据满足相关标准规定指标。
7.3缺陷预处理
采用高压冲洗车对原管道进行清洗，针对管道内产生的淤泥采用配备污水净化装置进行吸泥，并分离成污水和固态淤泥，污水排回待修复管道，固态淤泥运输至污泥站作进一步处理。通过CCTV 设备对清淤后原管道进行检测，针对原管道出现树根、变径、塌陷、错口等缺陷影响正常施工时，按第5节对应的缺陷预处理措施进行预处理；预处理后原管道内壁满足《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》CJJ/T 210-2014 第6.2节原管道预处理的有关标准规定。
7.4内衬管拉入原管道
拉入内衬软管前，须在原管道底部铺设底部保护膜，防止内衬管外膜被磨破，覆盖面积大于原管道周长的1/3，且固定于原管道两端。在送料检查井进口安装好传输设备，接收检查井井口安装好卷扬机，通过卷扬机钢丝与传输设备上捆扎好的内衬管；将内衬管拉入原管道过程中，防止内衬管外膜被磨损和戳破，在拉料过程中操作人员通过对讲机相互联系配合，控制好牵引力及牵引速度确保内衬管顺畅匀速拉入原管道，牵引速度低于5 m/min，不同管径内衬管可承受Z大牵引力：DN400、DN500、DN600分别为57KN、106KN、125KN。拉入内衬管两端伸出原管道端口长度应满足：管径小于500mm时，内衬管两端伸出原管道端口不少于0.6米；管径不于500mm时，内衬管两端伸出原管道端口不少于 1米。
7.5内衬管安装
检修井处的内衬管两端须套上金属安全扎头，用3条绑带固定，防止充气加压过程中金属安全扎头滑出；露于原管道外的、中间检查井、暗井等位置内衬管用扎头布包裹保护；若两端检查井有流水，仅在外膜处切一小口；中间检查井位置，在外膜处切5–10 cm口子。
7.6气压控制
拉入紫外光灯架前，须检查紫外光灯架，确保紫外灯正常工作、灯脚干净、没有其他杂质等。将安装好安全扎头布内衬管一端竖起，用绑带把空气锁固定于安全扎头，在空气锁接近安全扎头位置开口10 cm左右，空气锁另一端扎紧。充气前应检查内衬管各连接处的密封性，以及金属扎头所有螺母和橡胶密封，内衬管末端安装调压阀；缓慢加压待内衬管和空气锁完全撑起，打开送入端缓慢将灯架送入空气锁；待灯架完全送入空气锁，及时将空气锁送入端扎紧；继续充气，通过CCTV观察内衬管内部情况，待内衬管材料完全撑开，通过空气锁小口将灯架送入内衬管；待灯架完全送入内衬管后，将盖板封住。当检查井下无操作人员时，继续充气加压，通过摄像头观察内衬管内部情况，不同管径内衬管操作压力、充气次数、每次增压量、保压时间及充气时间，见表8所示，保证内衬管充分展开并与原管道内壁紧密贴合。充气过程以DN 500为例，全程充气次数8-10次，每5 min增压40-60 mbar，在25~40 min气压达400 mbar，保压5 min。

表8 不同管径气压参数

Table 8 Air pressure parameters of different pipe diameters

管径/mm	操作压力/bar	充气次数	每次增压/mbar	保压时间/min	充气时间/min
150-200	0.55-0.65	8-10	40-60	5	25-40
250-300	0.45-0.55
400-500	0.40-0.50
600-700	0.30-0.40	10-12	30	6	40-60
800-900	0.25-0.35	10-12	30	6	40-60
1000-1600	0.20-0.30	6-8	30	9	45-90

充气及保压时间，根据内衬管材料温度、厚度以及原管道形状来确定。环境温度偏低、材料壁厚较厚及异形管道时，要适当延长保压时间。气压不足会导致内衬管未完全展开，弹性模量及管道过流能力降低，同时影响紫外光灯架的正常运行，造成内膜划破；针对原管道出现错位、脱节、破洞等缺陷，气压过高，可能导致内衬管爆裂，扎头布崩开，金属安全扎头盖板飞出；此外，加压过程中须匀速加压，防止内衬管材料无法均匀伸展开而出现褶皱。
7.7 UV固化过程控制
紫外光固化前，当内衬管内部气压达操作压力后保压10 min，经施工人员将紫外线灯架缓慢地拉到原管道另一端，该过程须进行闭路电视CCTV检测，确保紫外光灯架顺利拉到既定位置。通过紫外灯灯架上的前、后摄像头，在线观察内衬管内部充气情况和缺陷问题（如褶皱、固化质量缺陷）及时发现并采取措施进行补救。
在整个固化阶段，开启紫外灯并达到规定禁止时间，灯链起始固化巡航速度设置为0.15m/min，每间隔1min提速0.10m直至规定固化巡航速度；相/不同管径下，不同厚度对应不同的固化巡航速度，针对特殊内衬管（如变径），须使用原厚度增加1mm所对应的固化巡航速度。紫外光固化过程中，内衬管内部气压应保持压力相对恒定，内衬管与原管道紧密接触，温度传感器T2≥80℃，温度传感器100℃≤T3≤140℃；压力参数与厂家提供参数表（管径/壁厚/压力）为准。
UV设备自动记录：压力、固化巡航速度、米数及温度相关参数，且相关操作参数值须符合厂家操作指南手册中的规定参数，Z后保存原始记录数据并提交监理。
内衬管固化完成后，缓慢降低内衬管内气压至大气压，降压速度≤0.01 MPa/min。?降压完成后，内衬管端头进行切割和密封处理。
8 工程造价分析
本工程项目根据《重庆市排水管网设施养护维修定额》（CQPWDE-2021）、《重庆市建设工程费用定额》（CQFYDE-2018），对管道修复费用进行计算。其中，费用包括管道检测、清理疏通、预处理及修复，如表9所示。

表9 紫外光固化管道修复费用

Table 9 Repair cost of UV curing pipeline

序号	项目名称				单位	综合单价
1	管道检测		CCTV		元/m	18.5
2	管道清理疏通	井内抽水			元/台班	336.6
		人工掏挖检查井、淤泥装袋、淤泥输			元/m³	341.0
		机械清淤、结垢清除、树根清除			元/m	564.8
3	管道预处理	气囊管堵安装拆除			元/处	1058.4
		注浆、塌陷处理			元/m³	28924.0
		管道内衬钢套			元/m²	2138.4
		裂缝堵漏			元/m	841.1
4	管道修复	管道修复		材料、机械、作业车等	元/m	3966.2

注：综合单价包括人工费、材料费、机械费、管理费、利润及一般风险费。
经计算得出，该工程造价约为6578.5元/m。
9工程验收
9.1 外观形貌及性能检测

修复完成后，采用CCTV 设备对修复后的管道进行内窥检测，内衬管内壁表面光滑无鼓包、褶皱、无明显划伤、渗水。修复前后管道内壁形貌如图7所示。

图7 修复前管道内壁形貌（A）及修复后管道内壁形貌（B）
Fig.7 Appearance of inner wall of pipeline before repair (A) and after repairment (B)

根据《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》 CJJT 210-2014对修复完成后的管道进行闭水试验，试验结果符合规范要求；紫外光固化内衬管力学性能检测，按《塑料拉伸性能的测定第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件》GB/T 1040.2 -2006及《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB/T 1449标准进行检测，并委托具有相关检测资质的检测机构对送检试样进行检测，检测结果如表10所示。

表10 紫外光固化内衬管检测结果

Table 10 Test results of UV-curable inner liner

序号	检测项目	技术指标	检测结果	检测标准
1	抗拉强度/MPa	＞62	168	《塑料拉伸性能的测定第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件》GB/T 1040.2-2006
2	弯曲强度/MPa	＞45	167	《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB/T 1449
3	弯曲模量/MPa	＞6500	8765	《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB/T 1449

MPa，均满足考核指标要求，检测结果合格。

9.2 修复后管道过流能力
管道修复完成后，固化内衬管内壁粗糙系数为0.010；原管道内壁粗糙系数为0.013；原管道内径为597 mm；内衬管内径为564 mm。经公式（4）计算得管道修复前后过流能力比为111.7 %大于100%，满足工程验收标准。
10 结语
CIPP紫外光固化修复工艺施工便捷，自动化程度高、全程可视化控制、施工流程简单、效率高、施工风险低、紧密贴合、耐腐蚀性强、强度高、抗冲刷能力强、可用于多截面，多材质、复杂病害管道的修复，是目前非开挖行业Z具有竞争力和发展前景的一种地下管道非开挖修复技术。本文通过对不同地下水位的内衬管壁厚及修复后管道过流能力的计算，确保内衬管壁厚和修复后管道过流能力满足原管道的设计要求；对修复管道缺陷分析及预防措施、施工方案制定、内衬管材料质量控制、缺陷预处理、内衬管安装、气压控制、UV固化等过程控制，确保工程质量。经测试，各项指标均符合验收标准，该技术能够满足本项目要求。
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