紫外光固化技术在老旧小区改造中的应用_谢超.pdf

52 建设科技特 别 关 注The Special Focus建筑装饰装修研究与技术应用1 紫外光固化管道修复技术紫外光固化管道修复是指将浸透树脂的软管牵拉进入旧管道内，软管内通过压缩空气使其紧贴在旧管道内壁，利用软管内树脂与紫外光固化的特性，控制紫外灯在充气软管内以一定速度行走，使软管由一端至另一端逐步固化，形成具有一定强度的内衬管，从而恢复或提高旧管道功能的修复方法。2 适用条件及优缺点适用条件：原管路修复，适用于管道坡度和路由正确，内壁摩擦力增大的排水管道。适用于仅更换地下一紫外光固化技术在老旧小区改造中的应用谢超 孙磊 单立鹏（北京房地集团有限公司，北京 100000）摘要 室外管道修复是老旧小区改造中的一项重要工程，随着北京市老旧小区改造项目的日益增多，如何更快、更经济的进行小区内排水管道的更换成了值得关注的问题。城市中的老旧小区大多空间狭小，周边环境复杂，地下管道众多，开挖施工会对小区内居民生活、地面交通造成较大影响，而非开挖施工可以在不开挖情况下进行管道修复，有施工过程占地面积小、不会影响地面交通、不影响现有管道正常使用的优点。本文结合某老旧小区室外管线改造，介绍紫外光固化施工技术（非开挖管道施工技术）的应用。关键词 城市更新、老旧小区改造、紫外光固化修复、费用对比分析Application of UV curing technology in the renovation of old residential areas Xie Chao,Sun Lei,Shan Lipeng（Beijing Real Estate Group Co.,Ltd.，Beijing,100000）Abstract：Outdoor pipeline repair is an important project in the renovation of old residential areas.With the increasing number of renovation projects of old residential areas in Beijing,how to replace the drainage pipes in the residential areas faster and more economically has become a matter of concern.Most of the old residential areas in the city are small in space,with complex surrounding environment and numerous underground pipelines.The excavation construction will have a great impact on the residents life and ground traffic in the residential area.While the non-excavation construction can repair the pipeline without excavation,which has the advantages of small floor area,no impact on the ground traffic and no impact on the normal use of the existing pipeline during the construction process.This paper introduces the application of ultraviolet curing construction technology(trenchless pipeline construction technology)in combination with the renovation of outdoor pipeline in an old residential area.Keywords：urban renewal,renovation of old residential areas,UV curing repair,cost comparison analysis种或几种管道的情况，尤其适用于管道埋深大，地下管道、电缆等错综复杂，或地上车流量大、交通不便、施工场地狭小，不适合大规模开挖的管道修复的情况。优点：不用大规模开挖，使用现有井室就可以进行管道施工，紫外固化表面光滑，固化后管道强度较大，沿程流量损失小，对于各材质排水管道均可进行修复，施工速度快，工期短。施工设备集成在紫外固化车中，不占用施工场地，施工完成后便可恢复通行。缺点。不能增加管径、会缩小管径，不适用于需要增大管径的排水管道。对于坡度不正确、管道有破损、发生较大形变或错位的管道没有修复能力（对于上述情DOI:10.16116/ki.jskj.2023.07.012建设科技 53实 践 应 用况，可以考虑使用胀管法或破管顶进的方法进行管道更新）。并且此方法对材料和施工人员要求较高，现阶段费用较高。3 紫外光固化管道修复施工紫外光固化管道修复施工流程如图1所示。图1 紫外光固化管道修复施工流程 3.1 施工准备 材料准备：紫外光固化玻璃纤维软管，底膜，扎头布，压力表等。机械准备：紫外线固化修复设备，空压机，鼓风机，CCTV管道检测车，发电机等。技术准备：在施工前详细了解小区内排水管道，包括材质、管径、路由、坡度、流水情况等，还需要了解施工区域的全部其他管道布置图，包括电力电缆、燃气、给水、消防、热力管道等。对于现有路面也要观察其沉降、裂缝、积水情况。3.2 紫外加固管道壁厚根据管道实际情况计算紫外加固管道壁厚。详见附录A。3.3 紫外光固化施工（见图2）图2 紫外光固化示意图断水引流：为保证施工质量，每段管道进行紫外光修复时需要进行断水截流或引流，在上游将井室封堵，并用污水泵将污水引流至下游井室，保证施工期间施工管段内无流水。现有管道检测：进行原有管道检测，使CCTV检测车进入现有管道中，用图像和视频记录现有管道情况，观察有无断管、错位严重等情况，有问题及时标注，并现场决定处理方案。如出现检测车无法向前移动，镜头沾满污物，图像无法看清时，应首先对管道进行处理，可以使用高压冲洗和用鼓风机吹气。直到检测车可以正常前行并可以取得合格影像资料时才可进行下一步工作（见图3）。图3 CCTV管道检测机器人现有管道内壁处理：使用高压水枪进行管道内现有污物、沉积物、垃圾的清理和管道修补，对尖锐毛刺的部分进行清除，如有坚硬无法清理的杂物，可以考虑使用铣刀机器人进行处理。拉入垫膜：为保证软管在拉入过程中不被旧管道划伤，在管道底部设置垫膜，垫膜覆盖面积需大于管道周长的1/3，并在原有管道两端固定。图4 拉入紫外固化玻璃纤维管拉入紫外固化玻璃纤维管（见图4）：用机器人拉54 建设科技特 别 关 注The Special Focus建筑装饰装修研究与技术应用入紫外线固化玻璃纤维管，玻璃纤维管要置于垫膜上，拉入过程中随时调整拉入管道速度，拉入速度不得大于5m/min，保证紫外线玻璃纤维管平整，无褶皱。接下来使用专用扎头部进行扎固，在一端在绑扎时安装压力表，然后对玻璃纤维管内进行压缩空气注入，观察压力表，管道内空气压力不得小于0.02MPa，并保证重启时间至少40min，使玻璃纤维管与原有管道充分紧贴，为下一步紫外光固化做好准备。紫光固化：使用紫外光固化车对管道内玻璃纤维管进行固化（见图5），从一侧向另一侧缓慢拉入紫外光固化灯，DN400管道修复紫外灯前进速度应为0.70.8m/min，紫外灯应在施工前检测合格，并组合成相应的管径，固化时需要对管道加压，使固化膜紧贴原有管道，并应保证压力直到管道固化完成，如有部分管道未张开，可适当提高管内压力。固化完成后应缓慢降低管内压力至大气压力，固化完成。图5 紫外固化灯进行管道紫外光固化接口处理固化完成后待管道冷却后拆除两端绑扎头，并切除两侧多余内衬管道，检查管口处新旧管道接触情况，对接口进行处理，端口处应用树脂混合物对管道端部进行密封。3.4 检查验收使用CCTV管道检测车进行检测（见图6），新做管道内部应光洁、平整，无局部划痕、裂纹、磨损、孔洞、气泡、褶皱等影响管道使用和结构的缺陷。对施工完成管道根据GB50268-2008给排水管道施工及验收规范进行闭水试验，根据试验数据进行实际渗水量基酸，实际渗水量不应大于计算出的允许渗水量。图6 紫外光固化完成后检查验收4 工程实例该项目为老旧小区改造项目位于二环外，小区室外排水管道安装时间为1990年左右，2000年左右小区扩建，新建两座住宅楼，对小区内给水、燃气、热力管道和电力电缆进行了更新改造，原室外排水管道未进行更换，新建住宅楼排水管道直接接至化粪池，化粪池出口接至市政管道主干管。小区化排水管道距今已有30年。由于小区排水管道建成时间久，缺少日常维护，原室外排水管道经常出现堵塞现象，管道内水流流速较慢，需要对排水管道进行更新。原有排水管线管径为DN400，埋深4m，经物探得知，排水管线上依次为天然气管道、自来水管道、热力暖沟、强弱电电缆，地下管线错综复杂，开挖难度大。且无法重新布置排水管道。经现场调查，现排水管道坡度（实际测量坡度为0.8%）、高程、化粪池位置、室外井室位置均正常。现有管道的问题在于内壁存在腐蚀现象，导致管壁容易积攒杂物，造成排水流量慢，日积月累后造成管道阻塞。方案比选：本工程需要更换排水管道管径为DN400，管道埋深为4m，更换长度为50m，路面为20mm混凝土路面。由于开挖深度大于1.5m，需要考虑放坡，放坡系数取0.5，沟底需要最小施工宽度为1m，考虑放坡系数，计算得路面开挖宽度为5m，管道更换完成后恢复混凝土路面。费用：开挖法施工费用（直接工程费）为119719元；采用紫外光固化法施工费用为125757元，经计算，紫外固化成本比开挖成本略高。但上述对比开挖法为理想状态施工，未计算措施费用，考虑到本工程地下管道众多，在开挖到地下管道位置时无法进行机械施工，只能使用人工进行开挖，施工时间和费用均会增建设科技 55实 践 应 用加；对开挖出的给水、燃气、电力电缆等管道还需进行保护；部分管道还需要相应产权单位按现场出具临时保护方案，时间和费用均会增加；所以开挖施工的措施费用要远大于紫外光固化施工的措施费用。紫外固化法无需开挖，在现有小区污水井内即可进行施工，无需增加多余措施费用。工期：按照理想情况本工程开挖施工需要6天时间（其中道路破除及开挖、管道拆除2天，管道安装及相应试验0.5天，土方回填0.5天，混凝土道路恢复1天，道路养护2天）。紫外固化法施工不需要额外空间，噪音小，在移动式固化车中便可进行工作，只需要12小时即可完成。综合考虑，本次施工使用紫外固化方式进行排水管线更换。闭水试验：根据GB50268-2008给排水管道施工及验收规范，施工完成后需要进行带井闭水试验。对于本小区紫外加固排水管道，上游设计水头未超过管顶内壁（本工程设计水头为上游管道设计水位与管段设计水位之差。经计算本工程设计水头为0.2m），试验水头应以试验段上游管顶内壁加2m进行，所以本次试验水头为试验管段上游管顶内壁加2m（即2m+0.4m=2.4m）。闭水试验需持续24小时，并选取一段时间计算实测渗水量（本项目由第一天上午11：00时进行排水管道注水，开始试验，在第二天上午10:00时进行渗水量测量）。允许渗水量计算公式为q1=0.0046D （1）其中：q1=允许渗水量（m3/24hKm）D=管道内径（mm）由于本工程室外管道管径为DN400，带入公式（31），经计算可知，DN400排水管道允许渗水量为：q2=0.0046400=1.84m3/24hKm=0.00128L/minm 实测渗水量计算公式为：（2）其中：q2=实际渗水量（L/(min*m)）W=补水量（L）T=实测渗水观察时间（min）L=试验管段长度（m）具体渗水量数据见表1。表1 管道闭水试验记录工程名称和平里民旺小区25号楼综合整治项目试验日期2020.11.25管道内径（mm）管材种类接口种类试验长度（m）400紫外光固化管道50试验段上游试验水头（m）试验水头（m）允许渗水量（q1）0.22.40.00128渗水实验记录次数观察起始时间（t1）观察结束时间（t2）持续时间T（min）补水量W(L)实测渗水量：（L/minm）110:0010:30301.50.001210:3011:00301.40.000933311:0011:30301.40.000933平均实测渗水量0.000956外观记录合格试验结论合格签字栏专业监理工程师专业质检员专业工长5 结论经过几年发展，现在使用紫外光固化方式进行排水管道更换的技术已经成熟，费用已经趋为合理。某些情况下紫外光固化直接工程费已经和开挖施工基本相同。对于质量控制，紫外光固化施工完成后和开挖施工一样需要按照规范进行相应试验，试验合格后才可验收投入使用。在条件合适的情况下，使用紫外光固化施工技术可以更快、更经济、更安全的完成小区内排水管道的更换，这为今后施工提出新的思路。参考文献1 CJJT 2102014城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程.2 GB50268-2008给排水管道施工及验收规范.C