DB42T2042-2023排水管道紫外光固化修复技术规范.pdf
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1、 ICS 91.140.01 CCS P 41 DB42 湖北省地方标准 DB42/T 20422023 排水管道紫外光固化修复技术规范 Specification for ultraviolet curing repair of drainage pipeline 2023-06-27 发布 2023-10-27 实施 湖北省住房和城乡建设厅 联 合 发 布 湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语定义、符号和缩略语.1 4 基本规定.4 5 材料.4 树脂材料.4 干软管.5 内膜和外膜.6 湿软管.6 内衬管.7 6 设计
2、.9 一般规定.9 内衬管结构设计.10 水力计算.11 7 施工.12 一般规定.12 管道预处理.13 施工设备.13 湿软管拉入及固化.14 局部原位固化法.15 8 验收.15 一般规定.15 原有管道预处理验收.16 取样.17 内衬管质量检验.17 内衬管力学性能试验.18 管壁密实性试验.18 管道功能性试验.18 工程竣工验收.19 附录 A(资料性)CIPP 组件及其功能.21 附录 B(规范性)短期弯曲性能的测定.22 附录 C(规范性)管壁密实性试验.29 参考文献.30 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起
3、草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由湖北省住房与城乡建设厅提出并归口。本文件起草单位:中国地质大学(武汉)、中铁十八局集团有限公司、中铁十八局集团建筑安装工程有限公司、湖北神龙市政建设工程有限公司、中建三局第一建设工程有限责任公司、中建三局集团有限公司、武汉中仪物联技术股份有限公司、山东龙泉管道工程股份有限公司、长江地球物理探测(武汉)有限公司、浙江优为新材料有限公司、两山工程技术(武汉)有限公司、中建三局基础设施建投投资有限公司、上海勘测设计研究院有限公司湖北分公司、中铁四局集团第三建设有限公司。本文件主要起草人:曾聪、李伟、闫雪峰、李明、杨
4、伟、王新妍、李水明、王亮、尤伟军、余地华、郑洪标、张海丰、徐涛、贾瑞华、王黎明、马冲、陶凯、晏剑波、李红阳、刘志国、刘玮、马兆峰、黄麒麟、段林、郑能、张永、张建伟、李骥韬、范博毅、方海成、武艳芝、王同、杨龙、张迪、邓才莹、王军、曾慧强、姜胜年、员晨东、程启利。本文件实施应用中的疑问,可咨询湖北省住房和城乡建设厅,联系电话:027-68873088,邮箱:。在执行过程中如有意见和建议请联系中国地质大学(武汉),联系电话:027-67883507,邮箱,地址:湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号,邮编430074。排水管道紫外光固化修复技术规范 1 范围 本文件规定了排水管道紫外光固化修复技术的材料、
5、设计、施工和验收要求。本文件适用于采用原位固化内衬法修复工作温度不超过50的地下无压排水管网系统,以及修复时所用的光固化树脂组分、纤维载体材料、增强材料、塑料薄膜、安装设备、以及固化后内衬管的检验和测试。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 1040.4-2006 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 1634.2-2019 料负荷变形温度的测定 第 2 部分:塑料和硬橡
6、胶 GB/T 2567 树脂浇铸体性能试验方法 GB/T 3857 玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法 GB/T 8806 塑料管道系统塑料部件尺寸的测定 GB/T 11547 塑料 耐液体化学试剂性能的测定 GB/T 36872 结构用集成材生产技术规程 GB 50268 给排水管道工程施工及验收规范 GB 50332 给水排水工程管道结构设计规范 GBZ/T 205 密闭空间作业职业危害防护规范 CJJ 6 城镇排水管道维护安全技术规程 CJJ 68 城镇排水管渠与泵站维护技术规程 CJJ 181 城镇排水管道检测与评估技术规程 CJJ/T 210 城镇排水非开挖修复更新工程技术
7、规程 ISO 7685 塑料管道系统玻璃增强热固性塑料(GRP)管初始环刚度的测定方法(Plastics piping systems Glass-reinforced thermosetting plastics(GRP)pipes Determination of initial ring stiffness)ISO 10952 塑料管道系统玻纤增强热固塑料(GRP)管材与管件压扁状态下管段内壁耐化学性测试(Plastics piping systemsGlass-reinforced thermosetting plastics(GRP)pipes and fittings Determ
8、ination of the resistance to chemical attack for the inside of a section in a deflected condition)3 术语定义、符号和缩略语 术语 下列术语和定义适用于本文件。3.1.1 紫外光原位固化法 UV cured-in-place pipe 采用牵拉方式将浸有光引发树脂的软管置入原有管道内,通过紫外光固化形成管道内衬的修复方法,简称UV-CIPP。3.1.2 干软管 try tube 与树脂有良好相容性的一层或多层聚酯纤维毡等增强纤维织物或同等性能材料制作而成的柔性管材。3.1.3 湿软管 wet tu
9、be 干软管经浸渍树脂后尚未固化的管材,由载体材料、和/或增强材料、树脂体系和薄膜组合而成的柔性软管。3.1.4 内衬管 liner 湿软管进入原有管道经安装并固化形成的管道内衬。3.1.5 局部修复 localized repair 对原有管道内的局部破损、接口错位、局部腐蚀等缺陷进行修复的方法。3.1.6 磨损层 abrasion layer 紫外光固化产品使用过程中设计的磨耗层,声明作为服役后预期磨损牺牲厚度的内层。3.1.7 载体材料 carrier material 内衬的多孔组件,它在插入更新的管道时携带液态树脂,在树脂固化后成为内衬系统的一部分。3.1.8 紫外光固化 UV cu
10、ring 通过光照来启动或加速树脂聚合的过程。3.1.9 永久性薄膜 permanent membrane 在湿软管安装和树脂体系(3.1.12)固化过程中保持内衬完整,并为UV-CIPP内衬管的使用寿命提供相关功能的内外膜。3.1.10 增强材料 reinforcement 用于增强内衬结构层的尺寸稳定性和/或改善固化后复合材料的结构性能在湿软管中掺入纤维形成的材料。注:增强材料可与载体材料结合构成新载体材料,也可以是单独的材料层。3.1.11 树脂体系 resin system 由固化材料和特定比例的填料或其他添加剂组成的热固性树脂。3.1.12 半永久性薄膜 semi-permanent
11、 membrane 湿软管(3.1.3)插入和树脂体系(3.1.12)固化阶段用于保持内衬完整性的内膜或外膜。符号和缩略语 3.2.1 符号 b试件宽度 CE弯曲试件三点弯曲模量修正系数 C弯曲试件三点弯曲应力修正系数 dm复合材料中厚管材试样的平均直径(=2R2)dn标称外径 E0短期弯曲模量 Ec曲率修正前弯曲试件三点弯曲试验表观弯曲模量 Ef平板试件三点弯曲试验表观弯曲模量 Exx年后的长期弹性模量 Ett时刻的弯曲蠕变模量 e1内膜厚度 e2外膜厚度 ec复合材料厚度 etot总厚度 ec,m复合材料平均厚度 ec,min复合材料最小厚度 F弯曲试验中施加的荷载 h试件总厚度 hm试件
12、平均厚度 I单位长度管壁惯性矩(面积二次矩)L弯曲试验中支撑点间距 L1弯曲试件与支撑接触点之间的间距 L2弯曲试件弯曲试验时的真正跨度 L3弯曲试件弯曲试验时的总弦长 r支座半径 R2复合材料试件在厚度中线处的曲率半径 R1试件内表面的曲率半径 V弯曲试件与支座接触点到试件中点的间距 fM最大载荷作用下的弯曲应变 0蠕变试验中要求的弯曲应力 c曲率修正前弯曲试件三点弯曲试验表观弯曲应力 f平板试件三点弯曲试验的弯曲应力 fb第一次断裂时的弯曲应力 fM最大载荷作用下的弯曲应力 L纵向拉伸极限应力 xx年后的极限弯曲强度 三点弯曲试验中弯曲试件与支座接触点之间弧长所对圆心角之半 3.2.2 缩
13、略语 UV-CIPP紫外光固化法 EP环氧树脂 GRP玻璃增强热固性塑料 PA聚酰胺 PAN聚丙烯腈 PE聚乙烯 PEN聚萘二甲酸乙二醇酯 PET聚对苯二甲酸乙二醇酯 PPTA芳纶 PVC-U未增塑聚氯乙烯 UP不饱和聚酯树脂 VE乙烯基酯树脂 4 基本规定 紫外光原位固化法可用于内径为 200 mm 至 1800 mm 的各类无压排水管道的修复。从事排水管道紫外光固化法修复工程的设计、施工单位应具备相应的技术能力。排水管道紫外光固化法修复工程应依据原有管道的检测评估报告进行设计和施工。管道结构性修复后的工作年限不得低于原有管道的结构设计工作年限,对城镇排水干管,管道结构性修复后的结构设计工作
14、年限不得低于 50 年;利用原有管道结构进行半结构性修复的管道,其结构设计工作年限不应低于原有管道结构的剩余设计工作年限,且不低于 20 年。排水管道紫外光固化修复工程所用材料应具有质量合格证书、性能检测报告、使用说明书,进口产品还应具有商检报告,合格后方可使用。排水管道紫外光固化修复工程所用的原材料、半成品、成品以及内衬管的质量应符 GB/T 36872的相关要求。管道修复完成后,应对内衬管端口或检查井接口处进行连接和密封处理。排水管道紫外光固化修复施工应符合国家和地方政府有关环境保护的法律、法规的规定,采取有效措施控制施工现场的各种废弃物、噪声以及振动等对环境造成的污染和危害。密闭空间内进
15、行修复作业时应该符合 GBZ/T 205 和地方政府有关密闭空间作业的法律、法规的要求。修复后管道的过流量不应小于原有管道的实际过流量。5 材料 树脂材料 5.1.1 紫外光原位固化采用的原材料应包括载体材料和树脂,可根据设计需求选择增强材料、内膜和/或外模,各构成部分具备的功能见附录 A;原材料的技术性能应符合内衬管的要求,其质量标准、检测方法及检测规则等应符合相关标准的规定。5.1.2 紫外光原位固化产品及其安装不得对城市的其他管线或设施造成不利影响。施工采用的材料不应导致污水处理厂产生有害化合物。5.1.3 紫外光原位固化使用的树脂体系应符合下列规定:a)树脂体系应采用不饱和聚酯树脂(U
16、P)、环氧树脂(EP)或乙烯基酯树脂(VE);b)所用的树脂应具有耐腐蚀、耐磨损、耐城市污水性能;应具有良好的浸润性及触变性能,应符合表 1 的要求。表1 管道水质条件与树脂材料选择 管道水质条件 选用树脂类型 雨水,城市生活污水 UP树脂、EP树脂 pH8的碱性腐蚀性的废排水,或者含有甲醇、甲苯类有机溶剂成分的废排水,或者温度高于40的废水 VE树脂,EP树脂,须树脂供应商出具其可以用于该用途排水的适用报告 c)紫外光固化专用树脂体系浇铸体性能要求应符合表 2 中的相关要求限值:表2 UV-CIPP 树脂浇铸体性能要求 纯树脂性能 间苯/邻苯 乙烯基酯 环氧树脂 标准 弯曲模量,MPa 30
17、00 3000 3000 GB/T 2567 弯曲强度,MPa 90 100 100 拉伸模量,MPa 3000 3000 3000 拉伸强度,MPa 60 80 80 拉伸断裂延伸率,%2.5 4 4 热变形温度,88 93 85 GB/T 1634.2-2019,B法,侧立式 d)树脂储藏环境、储藏温度和储藏时间应根据树脂本身的稳定性和固化体系来确定。树脂和添加剂混合后应及时进行浸渍。e)浸渍过树脂的湿软管应存储在避光和产品要求的温度环境中,运输过程中应记录湿软管暴露的温度和时间。干软管 5.2.1 干软管制作应符合下列规定:a)采用折叠或缝合方法制作湿软管,应先制作干软管;b)干软管可由
18、单层或多层聚酯纤维毡或同等性能的材料组成,并应与所用树脂兼容,且应能承受施工的拉力、压力和固化温度;c)干软管的外表面应包覆一层与所采用的树脂兼容的非渗透性塑料膜;d)折叠法的各层纤维毡或同等性能的材料的接缝应错开;5.2.2 干软管材料应符合下列规定:a)干软管应有足够的拉伸、弯曲性能,以确保能承受安装压力和树脂固化温度以及适应非规则部分管道的修复;b)紫外光固化内衬采用的常规干软管承受的最大拉力符合表 3;表3 UV-CIPP 干软管承受的最大拉力(单位:kN)管径壁厚(mm)最大拉力 DN3004 40 DN4005 55 DN5006 100 DN6006 125 DN7008 190
19、 表 3 UV-CIPP 干软管承受的最大拉力(单位:kN)(续)管径壁厚(mm)最大拉力 DN800 8 225 DN1000 10 340 DN(12001600)12 500 DN 1800 12 700 c)干软管的轴向拉伸率不得大于 2%;d)玻璃纤维增强的干软管应至少包含两层玻璃纤维层;e)干软管制作厚度应确保固化后管壁大于等于内衬管材的设计厚度;f)干软管的长度应大于待修复管道的长度,干软管直径的大小应保证在固化后能与原有管道的内壁紧贴在一起,同时也不得因软衬管直径过大而在管道内部产生影响质量的隆起或褶皱。内膜和外膜 5.3.1 紫外光固化内衬的内膜和外膜表面应光滑,并且完整、无
20、破损,具有良好的抗渗及防腐性能,通常可以采用下列材料,聚乙烯(PE);聚丙烯(PP);聚氨酯(PUR);聚酰胺(PA);聚氯乙烯(PVC)。5.3.2 紫外光固化内衬的内膜和外膜主要技术参数应符合表 4 的要求:表4 UV-CIPP 内膜和外膜主要技术参数 项目 数值 耐温-4085 拉伸强度 55 MPa 延伸率 830%紫外光透光率/%80 厚度 100m300m 湿软管 5.4.1 湿软管外观应符合下列规定:a)湿软管厚度均匀;b)表面无破损;c)表面无较大面积褶皱;d)表面无肉眼可见气泡。5.4.2 湿软管由增强材料、树脂载体材料、加固材料和/或内外模组成,如图 1 所示。湿软管应包括
21、树脂材料和载体材料,可选用加固材料、永久性、半永久性或临时性的内膜或/和永久性、半永久性及临时性的外膜。标引序号说明:1内膜;2复合材料(树脂载体材料/加固材料,包括磨损层);3外膜;4现有管道。图1 典型的湿软管管壁结构 5.4.3 紫外光固化湿软管构成部分应使用符合表 5 要求的材料,应对每个部件所使用的材料进行说明。表5 紫外光固化湿软管构成部分材料 湿软管构成部分 材料 树脂体系 a)树脂类型:b)填料类型:c)固化剂类型:a)UP,VE 或 EPa;b)无机填料或有机填料;c)紫外光固化剂。载体材料/加固材料 a)聚合物纤维:PA,PAN,PEN,PET,PP 或 PPTA;b)IS
22、O 10467 中推荐的“E”,“C”,“R”型和/或“E-CR”型玻璃纤维;c)ISO 13002 中标明的碳纤维;d)以上几种纤维的组合。薄膜 符合 5.3 规定c a UP 应选用间苯型不饱和聚酯树脂;b其它目前实际在用的树脂体系虽然不在此范围内,但原则上可根据本文件进行测试;c如果需要组合使用多种纤维,则制造商应声明每种纤维的质量分数,实际值与声明值的偏差不应超过 5%。5.4.4 湿软管表面应无撕裂、孔洞、切口、异物等表面缺陷,树脂体系应满足待修复污水管道的要求。内衬管 5.5.1 CIPP 内衬管表观质量应符合下列规定:a)内衬管表面应光洁,无局部孔洞、贯穿性裂纹和软弱带;b)局部
23、划伤、磨损、气泡或干斑的出现频次每 10 m 不大于 1 处;c)内衬管褶皱应满足设计要求,当设计无要求时褶皱时应满足最大褶皱不应超过 6 mm;d)内衬管应与原有管道贴附紧密。5.5.2 紫外光原位固化法内衬管的耐化学腐蚀性检验可按现行国家标准 GB/T 11547 执行。5.5.3 内衬管的尺寸、性能检测应符合下列规定:a)壁厚检验应按 GB/T 8806 的有关规定执行,壁厚应符合设计要求;壁厚检测方法,测量值不小于设计最小值;b)紫外光固化内衬管壁各组成层的厚度和相对位置(包括公差)应按照标称值确定。管壁结构中的最大含气量和/或最大体积也应规定。应通过目视检查管道切割部分的边缘厚度,必
24、要时可使用精度达到 0.1 mm 的刻度尺或游标卡尺检测。c)在实验室按照规定试验方法进行测量时,安装的内衬管厚度应符合表 6 的要求。表6 固化后内衬管厚度要求 特性 需求 测试 复合材料的平均壁厚ec,m 不低于设计厚度(包括任何磨损层厚度)B.4.1 复合材料的最小壁厚ec,min 不低于设计厚度的 80%(包括任何磨损层的厚度),或 3 mm,以较大者为准。a 注1:ec,min要求不适用于既有管道的不平整造成壁厚减小的情形。注2:为了验证任何夹带的空气和/或产生的气体不超过标示的最大比例体积,可对薄片进行微观检测。对于均匀复合材料,可通过测试试样的密度来检测。注3:在工作井附近或支管
25、附近的紫外光固化内衬壁厚值不应作为检测样本。5.5.4 紫外光原位固化法内衬管的短期力学性能应符合表 7 的要求。表7 内衬管短期力学性能 项目 要求a 测试参数 测试方法 参数 数值 初始环刚度 S0 标称值(标称值不应低于 0.25 kPa)试样数量 2 ISO 7685 方法 A 试样长度 dn300 mm dn300 mm 挠度 dn5%300 mm15 mm(3 0.5)%短期弯曲模量 E0 标称值(标称值应满足:不含玻纤内衬管:2000 MPa 玻纤增强内衬管:10000 MPa)试样数量试样 测试速度 试样方向 5 10 mm/min 应符合 6.7 条 附录 B 初次断裂的弯曲
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