天津开发区排水管道非开挖内衬修复工艺的选型.pdf

2 01 2 正 第 2期 5 { 曼 备 a n d Eq u i p me n t 2 01 2 No ． 2 天津开发区排水管道非开挖 内衬修复工艺的选型 吕喜 正 ( 天津泰达市政公 司 ， 天津3 0 0 4 5 7 ) 摘要 ： 文 中的 目的是优选 出排水管道非开挖 内衬修 复的适用工艺。首先根据排水管道的特点和 需 要 ， 简要论述 了排水管道 内衬修复 工艺应具备 的一般特征 ； 并以此为依 据 ， 通过不 同修复技术的对 比， 提 出 C I P P非开挖 内衬修复技术是 比较适 宜的 ； 进一步通过 1 0 0 ％免开挖 、 材料性能对比、 不同的 固化 方 式和 内膜脱除要求 ， 摒弃 了 C I P P翻转法 内衬修 复技术工艺， 最后 以泰 丰路排 水管道 的成功修复 ， 得 出 C I P P拉入 法内衬技 术是排水管道修复最适用的工艺技 术。 关键词 ： 排 水管道； 非开挖 ； 内衬修 复； 拉入法 中图分类号 ： T U 9 9 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 4— 9 6 1 4 ( 2 0 1 2 ) 0 2—0 0 4 0— 0 3 Pr o c e s s Se l e c t i o n o f t he Tr e n c hl e s s Li n i ng Re h a bi l i t a t i 0 n o f Dr a i na g e Pi p e l i ne s i n TEDA L( j Xi — z h e n g ( Mu n i c i p a l C o r p o r a t i o n o f T i a n j i n T E D A， T i a n j i n 3 0 0 4 5 7 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Th e p u r p o s e o f t h i s p a p e r i s t o o p t i mi z e t h e a p p l i c a t i o n p r o c e s s o f t h e t r e n c h l e s s l i n i n g r e h a b i l i t a t i o n o f d r a i n a g e p i p e l i n e ． Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e ris t i c s a n d n e e d s o f a s e w e r ， i t d i s c u s s e s t h e g e n e r a l c h a r a c t e ris t i c s o f t h e s e we r s l i n i n g r e p a i r p r o c e s s ． I n c o mp a ris o n w i t h d i f f e r e n t r e s t o r a t i o n t e c h n i q u e s p r o p o s e d ， C I P P t r e n c h l e s s l i n i n g r e p a i r t e c h n i q u e i s mo r e a p p r o p r i a t e ． T h e t e c h n i q u e f u r t h e r me e t s the r e q u i r e me n t s o f 1 0 0 ％f r e e e x c a v a t i o n， ma t e r i a l s p e rf o r ma n c e c o mp ari s o n， d i f f e r e n t c u rin g me th— o d s a n d e n d o me t r i a l r e mo v ~， c o mp l e t e l y d i s c a r d i n g t h e i n v e r s i o n p r o c e s s o f C I P P ． F i n a l l y b y t a k i n g t h e s u c c e s s f u l r e p a i r o f t h e T a i - F e n g Ro a d a s a n e x a mp l e ， i t d r a ws a c o n c l u s i o n t h a t t h e CI P P p u l l — i n — p l a c e me tho d i s t h e mo s t s u i t a b l e d r a i n p r o c e s s o f p i p e r e p a i r ． Ke y wo r d s ： d r a i n a g e p i p e； t r e n e h l e s s ； l i n i n g r e h a b i l i t a t i o n； p u l l e d — i n — p l a c e 0 引言 天津开发区地 下水位 高 ， 地处 软土地 质带 ， 管道 的严重不均匀沉降和流沙等会 引起排水管道损坏 ， 再 加工 厂里腐蚀 性污水 、 有害气体等 的影 响， 进 出港 口 和厂区大型运输车辆造成的路 面振动 ， 也会造成地下 管道 产生 裂缝 、 破损 、 管接头 错位 和管 内腐 蚀 现象 。 如果不及时采取有效的方法 ， 管道内的地 下水渗 漏会 日趋严重 。 近几年 ， 对 区 内在线 管道进 行 了大 范 围的疏 通 、 C C T V检测 ， 对运行现状进行了评估 ， 发现 了许多 问题 ( 如胶圈脱落、 管身损坏、 接口错位和拔出、 接口及管身 渗漏等， 内部的损坏照片见图 1 、 图2 ) ， 并发现了部分可 能产生事故的管道 ， 提出了修复计划 。2 0 1 0年 ， 天津 开 发区采用新技术、 新工艺， 利用先进的非开挖修复技术 对管道进行了内衬修复， 取得了很好的效果。 收 稿 日期 ： 2 0 1 1—1 1—1 6 收修 改稿 日期 ： 2 0 1 1 —1 2-0 2 图 1 胶 圈脱 落 图 2 管身损坏 1 常见的非开挖整管修复工艺技术 目前 ， 非开挖修复所应用 的整体修复技术包括 的 几种工法主要为 ： HD P E穿插 、 C I P P软翻或拉人 、 破 坏 原有管道的吃管法与裂管法、 P V C缠绕管片法。 HD P E穿插指在原有管道 内穿人一条 P E管 的工 艺 ， 分异径穿插 和等径穿插 。优点是修 复距离 长 ； 缺 点是需根据管线埋深开挖操作坑 与导 向槽 ， 端 头处理 等环节在工艺上还需探讨。 C I P P软翻或拉人工艺 ( 原位 固化法 ) 通过拉入或 第 2期 吕喜正 ： 天津开发 区排水管道非开挖 内衬修复工艺的选型 4 1 者翻转 的办法为待修 管道加入一条 吸附了树脂 的纤 维织物软管并固化。根据内衬安装办法不同分为： 水 翻 、 气翻与拉入。C I P P工艺的优点 ： 开挖小( 特别是在 修复排水管道时可完全不开挖) ， 施工周期短 ( 现场周 期一般不超过 2 4 h ) ， 环境影响小。 裂管法通过牵引胀管头破碎 旧管 ， 并将碎 片挤入 周围土壤 中， 同 时牵引 同等管 径或更 大 管径 的新管 ( P E管) 即时取代 旧管的位置 ， 以达 到去旧换新 的 目 的。优点是适用范围广， 可修复各种严重损坏的旧管 道 ； 缺点是需要局部开挖 ， 被修管道必须不能有弯曲。 以上是排水 管道非开挖整 管修复可 以选 用 的工 艺。选择合理 的修理方法才能有效降低工程费用 、 缩 短工期 ， 减少对环境 、 交通的影响。 2 排水管道不同于压力管道的特征 排水管道不 同于压力管道 的特 征决定修 复工艺 的选择。排水管道有 以下几个特点 ： 排水管道结构强 度一般； 管线上有窨井 ， 间隔一般在 8 0 m以内； 窨井 口 直径一般 6 5 0 mm； 管道埋设较压力管道深得多 ； 材质 多为预应力混凝土； 支管较多等。特别是天津开发 区 内化工企业较 多， 管道输送的污水 ， 会 经常有酸碱度 变化 ， 通常有 H： S 、 C O 等酸性物质存在 ， 有些污水温 度很高。运行期间， 因固态垃圾经常进入下水道， 需 要定期进行机械疏通。 市政排水管道区别于燃气 、 供水等压力管线 的 2 个特点是管道敷设较深 ( 国内 已经有达 到 1 5 m深的 排水管道) 和设有窨井， 为此在进行管道内衬修复设 计时应充分 利用窨井 口， 尽可能保证 1 0 0 ％不开挖路 面， 排水管理部 门也 已经将其列 为修复技术选择时的 先决条件。因为在修复时， 采用任何使周围泥土及基 础发生土体 位移或部分变动 的方法 都有可能对周 围 管道的正常工作带来危 害。特别对 敷设 较深 的排水 管道 ， 作业坑面积 、 深度都在加大 ， 对地层结构破坏和 周边建筑物的影响更大 ， 施工周期和后期恢 复耗 时更 久 ， 投入会更多。 3 排水管道非开挖修复的适用技术 3 ． 1 非开挖修复技术要能够实现 1 0 0 ％不开挖 因为排 水 管 道 有 可 以利 用 的窨 井 口， 要 保 证 1 0 0 ％不开挖路面 ， 可以选用 C I P P软翻或拉人工艺 。 C I P P软翻工艺要保证 1 0 0 ％不开挖路面 ， 只能在 D N 8 0 0以下管道上应用 ， 因为大 口径软管无法从直径 6 5 0 m m的井简中穿过 ， 所 以管径大时 ， 窨井 口就不能 满足安装需要 了。另外 ， C I P P软翻工艺的软管材料是 涤纶纤维 的无 纺材料 ， 要 求确保 各 向同性 的力学特 征 ， 所 以其 内衬层 的整体 机械强度 较低 ， 美 国 A S T M F 1 2 1 6—0 3标准规定其 弹性模量 的设计值 只有 1 7 2 5 MP a ， 要达到需要的环刚度比较困难。 拉入法采用 的 内衬材料是玻璃纤 维浸渍不饱 和 聚酯树脂 ， 这种复合材料具有极好的物理 、 化学性能 ， 如耐腐蚀性好 ， 能抵抗酸、 碱 、 盐 、 海水、 未经处理 的污 水 、 腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀 ； 防 污抗蛀 ； 耐热性 、 抗冻性好 ； 摩擦 阻力小 ， 输送能力高 ； 耐磨性好等。与软翻工艺对 比， 其弹性模 量的设计值 达到 l 2 G P a ． 而且 ， C I P P拉入法工艺 的实施 ， 避免 了水资源的 浪费。该工艺采用热空气做能源 ， 避 免 了浪 费； 旧管 与内衬管之 间紧密贴合 ， 无环空间隙； 适应各种管道 形状 、 口径 ， 并能通过弯头 ； 衬管 的结构强度 能够达到 新建管线的水平。 3 ． 2 C I P P拉入法技术不同固化工艺的对比 排水管道 C I P P拉人法非开挖修复技术有 2种固 化工艺 ， 分别是热空气固化工艺和紫外光固化工艺。 紫外光 固化工艺在德 国等发达 国家最近 5年才有 应用 ， 固化速度更 快， 能耗更低 。但 由于紫外线穿 透 能力的限制 ， 内衬层厚度大于 5 mm后 ， 材料的固化度 和固化性能显著 降低 ， 严 重影 响内衬层 的整体性能 ， 所 以对于内衬层设计厚度在 5 m m 以内的管道修复是 适 用 的。 热空气 固化工艺是靠热量提 高分子活化能来 引 发树脂反应的， 只要温度达到就能保证固化质量， 所 以对内衬层设计厚度的范围没有限制。 3 ． 3 非开挖修复技术要能够实现内膜揭除 排水管道 日常维护 的过程 中需要 经常进行机械 疏通 ， 以清除管内的固体垃圾 ， 而 C I P P软翻法工艺 内 衬层 的内表面是一层保护树脂外流 的阻水膜 ， 一般是 聚烯 烃类 和聚氨脂类 的塑性材料 ， 硬度极低 ， 根本不 能耐受机械外力的拉刮 ； 膜材料本身有具有极 高的弹 韧性， 一旦脱离本体就会造成管道的堵塞。软翻法内 衬修复技术中， 这个内膜与无纺布热合在一起， 不能 剥离脱 除； 而拉入法工艺的 内膜是独立的 ， 在 固化结 束后可以揭除， 露 出巴柯尔硬度 >4 0的 内表面 ， 硬度 很高 ， 完全能够满足管道后期养 护需要 ， 不影响除淤 泥等养护作业 。 所 以， 综合 比较 ， C I P P拉入法工艺是排水管道非 开挖修复的适用技术。