CIPP翻转内衬法排水管道修复综合项目施工新工法.doc

CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法

1前 言
伴伴随城市交通设施——道路、桥梁和地下轨道交通等建设，用于保护公共水域水质和城市公共环境排水设施，多年也有了很大发展。在城市基础设施建设和维护管理工作中，较多发觉地下管道管体破裂、管道接口脱开、地下水渗漏等现象，由此引发道路下沉，甚至于坍塌，从而影响交通及正常市政排水，如采取传统道路开挖修复技术进行修复，不仅施工工期长，且影响交通，施工安全及质量也得不到有效确保。鉴于以上情况，寻求一个新型科学管道修复技术迫在眉睫，经过工程技术人员深入钻研，并结合中国外优异各类管道修复技术，经过大量实践和研究试验，开发出了《CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法》，CIPP是现场固化管英文Cured In Place Pipe缩写，该工法采取软管翻转内衬法在已损坏旧管道内壁形成一个内衬管，采取该工法无需对路面进行开挖，施工工期短，环境保护经济，含有较高社会效益和经济效益。经过在多个工程中应用效果，此工法能有效地处理市政排水管道非开挖修复技术难题，并于经企业总工室评审，同意为企业级工法。
2工法特点
2.1施工周期短，内衬管现场施工从准备、翻转、加热、固化只需约1天时间，且一次修复管道长度可达1000m。能够十分方便快速地处理施工时临时排水问题。
2.2施工工作面小：本工法采取是非开挖地下管道修复技术，施工只需小型锅炉和热水循环泵等设备，施工时占地面积小（在检验井边位置工作面只需约3㎡）、噪音低、对道路交通影响小。
2.3本工法采取内衬管是由聚酯纤维毛毡做成，外层为聚亚胺脂，并根本浸透热固性树脂，该内衬管耐久实用，耐久性最高可达50年，含有耐腐蚀、耐磨损优点，材料强度大。对管道地下水渗漏问题根本处理，一劳永逸。采取此方法，原管道断面积损失小（完成后内壁形成4㎜～20㎜厚内衬保护层）、表面光滑、水流摩擦下降（摩擦系数由0.013降为0.010），提升了管道流量能力。
2.4保护环境，节省资源：本工法采取不开挖路面方法，所以不会产生垃圾，不堵塞交通，使管道修复施工形象大为改观，施工中无需投入大量人力及机械，施工成本比传统开挖修复方法略低，总体社会效益和经济效益好。
3适用范围
适适用于地下管径㎜以下、各类材质排水管道修复工程。
4工艺原理
本工法采取软管翻转内衬修复法，该技术使用浸透热固性树脂带有防渗膜纤维增强软管，工程中使用软管是依据待修复管道情况按设计制造软管，施工中先将浸有树脂软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道入口处，然后利用水压或气压使软衬管浸有树脂内层膨胀翻转到外面，并和旧管内壁紧贴粘结，当软衬管抵达终点，再向管内注入蒸汽，经过循环加热，在要求设计时间内，使软衬管固化成型，在旧管内壁形成一层高强度、含有防腐防渗功效坚硬内衬新管（图4.1）。
图4.1

图4.1-1
步骤一，在旧管道内翻转送入辅助内衬材料，起到保护树脂内衬管作用。

图4.1-2
步骤二，把树脂内衬软管用翻转方法送入管内。

图4.1-3
步骤三，用空气压或水压使内衬管材膨胀情况下，采取蒸汽循环加热，使内衬管壁固化。

图4.1-4
步骤四，切断管口多出部分材料，做好封口，在旧管内形成新连续高强度内衬新管。
5施工工艺步骤及操作关键点
5.1施工工艺步骤

5.2操作关键点
5.2.1TV内窥确定作业段
5.2.1.1、经过各检验井对管道排水情况及路面沉降情况检测，确定管道修复区域，为便于施工，应先将待修复管上游封堵，设置旁通管或临时水泵排水设施进行临时排水，将上游污水引开，停止待修复管道内污水排放，然后采取TV管道电视摄像系统对管道内情况进行观察，依据管道内破损、腐蚀等情况，制订具体施工方案。
5.2.1.2、确定作业段后，利用原有窨井扩大，作为施工作业坑，作业坑在施工段前后各设置一个，施工作业坑为2m×1.5m，在四面砌筑240㎜厚砖墙，预防四面土体塌落，如四面土质较差时，应先采取钢板桩等方法进行支护，再砌筑围护墙，在作业坑路面上方设置临时围护，并设置警示标志，看成业深度大于2m时，在作业坑侧壁设置爬梯，人员上下时应设置保险带。
5.2.2管道清洗
5.2.2.1、在进行施工前，先对管道内气体进行检验和评定，如发觉有害气体及超标现象，采取换风、空气稀释等物理及化学方法进行处理，处理完成后再对管道内气体进行检验评定，确定安全后方可进行施工。
5.2.2.2、清管先采取机械清洗和高压水冲洗方法对管道进行清理，发觉有比较严重漏水、破损、开裂等部位，先用水泥浆或快速堵漏材料进行预处理；再用清管器以低速经过严重结垢管道内壁，根本清除附在上面结垢物、沉积物；碎屑物清除采取柱塞器经过管内壁，清除管内壁残留水及碎屑物。
5.2.2.3、清洗完成后，再采取TV管道电视摄像系统对管道内清洗情况进行检测，清理完成后以管道内无尘、无颗粒、无油污、无超出10㎜尖锐突起为合格。
5.2.3翻衬作业
5.2.3.1、施工前先依据设计管道修复情况，由内衬管生产厂方采取CIPP内衬材料按设计要求施工管道长度、管径规格加工成型，然后将内衬软管灌浸热硬化性不饱和树脂；
5.2.3.2、将已经过灌浸树脂内衬软管材料采取箱式保温车运输至施工现场，运输过程中，保持车箱内温度20～25℃，从灌浸树脂开始到进入施工必需确保内衬管表面树脂不固化。
5.2.3.3、将内衬管未端从里向外翻出，留出预定长度150㎜～200㎜，并将其夹在安装沙井反向环（图5.2.3-1）。

图5.2.3.3内衬安装
5.2.3.4然后采取空压机导入1.5Mpa～1.7Mpa气压，将内衬管被翻转部位膨胀并继续从里向外翻转推进，不停增加压缩空气保持1.5Mpa～1.7Mpa气压使内衬管完全翻转并紧贴在旧管壁上，内衬管在管内推进速度为2m/min（图5.2.3.4）。

图5.2.3.4内衬翻转
5.2.4固化作业
5.2.4.1、待内衬管抵达工作井末端后并露出长约1m长度，将其末端固定，然后在多出部分内衬管上插入2～8根Φ10铜管子用来释放空气（排气管设置数量视管径大小而定，通常管径每增大200㎜应多设置2根管子），这些管子同时连接在一个放散筒上，用于加热时释放管内空气。
5.2.4.2、在待修复管道另一端经过加热管连接热水锅炉，热水经过热水加压泵由加热管送至内衬管末端，再从反转塔抽回至热水锅炉，组成热水循环回路，热水循环工作压力要达成0.08Mpa～0.1Mpa。
5.2.4.3、当管内温度达80℃以上时，控制水温在80℃左右，并保持管内压力在0.08Mpa～0.1Mpa，内衬管固化时间为6～10h（固化时间取决于工作段长度、母管直径、地下情况等原因）。
5.2.4.4、当环氧树脂固化后，停止输入热水，改用室外常温空气输入进行降温，直到管内温度达成常温（图5.2.4）。

图5.2.4.4固化完成后管道内壁情况
5.2.5管道端口处理
5.2.5.1、管道内衬管固化工序完成后，切除管端多出内衬，管口端采取密封胶和不锈钢压环使封口加强，使母管和衬管间形成一个平滑均匀过渡面，预防衬管因长久使用造成端口损坏。（图5.2.5）

图5.2.5.1未端机械密封系统示意图

（说明：1母管；2衬管；3快速密封剂；4塑料垫圈；5不锈钢环）
5.2.5.2、端口封口完成后，采取TV管道电视摄像系统对修复管道进行检测（图5.2.5.2）。
图5.2.5.2修复前管道内壁情况 修复后管道内壁情况

5.2.6原井、路面修复
5.2.6.1、依据原设计规格尺寸对窨井进行修复。
5.2.6.2、依据原路面情况进行修复，确保窨井和老路面接缝平整，回填密实。
6材料和设备
6.1施工材料（表6.1）
表6.1 施工材料表
名称
规格型号
用量
用途
CIPP内衬管
6㎜（厚度）
视待修复管道长度而定
旧管道内衬
密封胶
LT150
1支/管口
管口密封
不锈钢封口圈
按管径
1只/管口
管道封口
水泥
P.O42.5

管道修补
砂
中粗砂

管道修补
6.2施工设备（表6.2）
表6.2 施工设备配置表
名称
规格型号
用途
蒸汽锅炉
LSS0.5-0.4-Q
树脂固化
热水循环泵
ALWR
树脂固化
空气压缩机
AW6708
内衬管翻转内衬
箱式保温运输车
LT5161XXYBM
内衬管保温运输
高压清洗机
3DP-1DL68
管道清洗
6.3检测工具
TV管道电视摄录器、空气质量检测器、温度计、压力计等。
6.4其它工具
爬梯、手推车、铁锹、铁抹子等。
7质量控制
7.1质量验收标准及检验方法
7.1.1相关规范、规程及标准
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-、《树脂浇铸体弯曲性能试验方法》GB/T2570-1995、《玻璃纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB/T8237-。
7.1.2关键工序质量检验
7.1.2.1、管道清洗要求管道内壁无尘、无颗粒、无油垢，无超出10㎜尖锐突起为合格，要求根本清除附在管道内壁上面结垢物、沉积物、原涂层松疏或变质残留物和其它外界异物。如管道内有破损、开裂、不平整等部位要求采取水泥浆或补漏剂进行填补。
7.1.2.2、原材料质量控制：检测内衬管材厚度要求确保达成设计厚度，对内衬管材抗弯曲弹性模量、抗拉强度、抗压强度、耐热性等指标进行专业检测，检测合格后方可进行使用。
7.1.2.3、翻转内衬、内衬材固化质量控制：翻转软管内衬过程要求施工压力不超出1.7Mpa，从而控制内衬推进速度不超出2 m/min；当管内温度达成固化要求后，经过智能蒸汽锅炉控制温度，达成恒温效果，采取温度计测量管内温度，要求固化时管内恒温温度不低于80℃。
7.1.2.4、管道密封性：采取管道闭水试验检验管道密封，要求管道试验渗水量不超出规范要求。
7.1.3通常工序质量检验
检验临时修补密封胶、临时补漏材料、水泥、砂等原材料质量，依据规范要求验收窨井、路面修补质量。
7.2质量确保方法
7.2.1突出对关键工序全程把关。检验管道清洗洁净程度直接影响管道内衬效果，根本检验管内清洗情况。派专员对蒸汽锅炉、空压机进行操控，严格控制施工压力及温度。
7.2.2提升管理人员及施工人员质量意识和责任心。在充足认识到排水管道修复关键性基础上，施工中应采取有效管理方法，如：把施工全过程质量控制责任落实到每一个人，对施工中管道清洗、翻转内衬、固化等关键工序严格检验验收，施工前对各部位操作人员进行具体清楚技术交底，对操作人员进行技能培训，考评合格后上岗。
7.2.3严格控制原材料质量：内衬管原材料使用前必需经过相关技术指标检测，并要提供以下资料：
7.2.3.1、出厂质量合格证实及检测汇报；
7.2.3.2、实际进场材料数量、规格及型号是否满足设计和施工规范要求；
8安全方法
8.1在施工作业坑周围搭设围护，并设置警示牌，施工时，加强对作业车辆及社会交通车辆交通指挥工作。如需夜间施工，还必需配置警示灯。
8.2各施工人员配置必需劳动保护用具，如安全帽、工具袋、防毒面具、手套等。
8.3施工机械使用前必需进行严格检验，用电工具须作绝缘电压试验，并设置临时接地装置，各类机械指派经专业操作技能培训人员操作。
8.5施工前，必需严格对管道内有毒、有害气体检测，并进行评定，确保安全后方可进行施工。
8.6认真落实“安全第一、预防为主”方针，坚持管生产必需管安全标准，依据国家相关要求，结合本工程实际施工情况，配置专职安全员，实施安全生产责任制。明确各级人员职责，抓好工程安全生产工作。
8.7施工现场部署应符合防火、防风、防雨、防触电等安全要求及安全施工要求。
8.8建立完善施工安全确保体系，加强施工作业中安全检验，确保作业标准化、规范化。
9环境保护方法
9.1实施环境保护目标责任制，把环境保护指标以责任书形式层层分解到个人，列入承包协议和岗位责任制，建立有效环境保护自我监控体系。
9.2加强检验和监控工作，加强对施工现场粉尘、噪声、废气监控工作，立即采取方法消除粉尘、噪声、废气和污水污染。
9.3尽可能避免夜间作业，降低施工噪声对居民影响，当为了确保施工质量或因施工工艺要求，必需在夜间施工时，应事先向相关部门提出申请，经同意并和现场周围居民沟通同意后再实施，采取一切可行方法，改善施工工艺，降低施工噪声。
9.4清理施工垃圾及管道内垃圾，必需设置封闭式临时专用垃圾道或采取编织袋吊运，严禁随意抛撒。施工垃圾应集中堆放，立即清运。
10效益分析
10.1社会效益
10.1.1因为本工法采取非开挖修复技术，施工过程中，降低了因为道路开挖而造成车辆排队等候通行，或绕道行走问题，提升了通常车辆和人员工作效率。
10.1.2施工时不需要大面积开挖路面，不会产生大量建筑垃圾，基础不影响交通，施工使用能源均为环境保护材料，产生有害气体也相对降低。
10.1.3施工过程中，不对其它公用管道如煤气、自大来水和通讯电缆等产生影响，也不存在需要保护这些设施额外费用。
10.1.4施工周期短，有效地降低了城市道路地下市政管道修复时带来交通压力及施工时占用公共资源时间。
10.2经济效益
10.2.1经过实践施工比较，本工法和传统大开挖管道修复费用比较，以修复长度为200mD800混凝土管道为例，以下表：
两种施工工艺经济比较表 表10.2.1
序号
项目费用名称
非开挖翻转内衬法修复工艺费用（元/m）
大开挖施工工艺费用（元/m）
1
人工及机械费
550
1350
2
主材费
4036
1813
3
城市道路开挖修复费
30
1759
4
交通疏导费
5
98
5
相邻管道保护方法费
0
50
6
垃圾清运费
3
25
5
累计
4624
5095
由上表能够看出，非开挖内衬修复工艺每延米造价比大开挖修复施工工艺造价少471元，从实践施工对比，非开挖内衬修复工艺施工长度越长，修复管道管径越大，其造价就越低，而大开挖修复施工长度越长、管径越大，费用就会大大提升。
11应用实例
11.1实例一（图11.1）
舟山市岱山县竹屿新区鱼山大道D3～C7段工程总长670m，排水管道采取D1800砼管，工程于3月开工，于10月完工通车。因为工程所在岱山竹屿新区上部回填土较厚，且回填时间不长，完工通车后六个月左右路面产生沉降，经管内TV探测，约有250m D1800砼管发生不一样程度破损、开裂、渗漏等不一样程度损坏，因为该路段在岱山县行政大楼南面，为新区主干道，经新区管委会研究决定，采取翻转内衬法对上述管道进行修复，修复后经过闭水试验检测，无发觉新修复管道渗漏现象，并经过快要六个月交通车辆通行，无发觉路面下沉、管道破损等现象。

图11.1
11.2实例二（图11.2）
舟山市岱山县康嘉路延伸段工程总长200m，排水管道采取D1000砼管，工程于7月开工，于12月完工通车。因为该路段地基土质较差，通车十二个月后路面发生了沉降，经探测地下排水管道发生了破损现象，因该路段是为岱山高亭小学和大岙村民通行关键道路，如采取大开挖修复对学生、村民出入带来一定影响，经建设单位决定采取非开挖翻转内衬法修复工艺，修复后经检测及较长时间通车使用，无发觉管道渗漏及路面沉降现象。

图11.2