紫外光固化法(Ultraviolet Cured-in-Place Pipe简称UV-CIPP)是利用紫外光照射将拉入原有管道内的浸润树脂软管固化形成管道内衬管的非开挖修复方法,是原位固化法修复管道技术之一,最早于20世纪80年代开始在英美法德日等发达国家开始应用,目前我国也逐步引进并应用于排水管道修复中。
一、使用范围及优势
1、适用范围
(1)适用于排水管道、供水管道、化学及工业管道等的重力和压力管道;
(2)适用于圆形、椭圆、矩形等不同形状管道;
(3)适用于弯曲转角小于45管道;
(4)适用于管径范围1502000mm;
(5)适用于基础结构基本稳定、管道线形无明显变化、管道壁体无严重破损,影响使用功能的管道;
(6)适用于管道内壁局部蜂窝、剥落、小型破裂,结构呈现微变形、渗漏、腐蚀、脱节、接口错位小于等于直径的15%等病害修补;
(7)适用于管道的整体修复、局部修复。
2、优势
选用材质非常优良的玻璃纤维内衬管,具有耐腐蚀、耐磨损的优点,耐久性强,可确保和延长使用寿命。
人员、设备井下作业,路上仅放置配套工具车辆和小面积材料组装场地,施工占地小,不需要开挖路面,不会产生建筑垃圾,对于环境保护和交通影响小;施工周期短,通常修复时间仅需35h,修复后排水管道即可使用,对排水系统干扰小。
二、材料
1、材料组成
紫外光固化法的主要材料为软管和树脂。软管采用玻璃纤维增强的聚酯纤维毡组成,至少两层。软管内表面为聚乙烯内膜(固化后去除),外表面为不透光外膜,软管的抗拉及柔韧性应满足施工牵引力、安装压力和树脂固化温度的要求,并能适应管道弯曲、变径等部位的修复。树脂为感光性树脂,如不饱和聚酯树脂(UP)、环氧树脂(EP)。
玻璃纤维软管结构
2、材料力学性能
软管和树脂固化后内衬管。内衬管力学性能指标应满足下表要求。
内衬管初始力学性能指标
三、管道设计
1、软管直径
软管的直径(外径)与待修管道的内径一致,以保证固化后内衬管与原有管道的内壁紧密贴合在一起,达到应力的连续传递。必须在修复前认真复核确认待修复管道的内径。
2、软管长度
软管的长度应大于两检查井中心间距离,以保证两端部施工(牵拉和扎头绑扎)要求。
3、软管壁厚
地下管道需要承载其上部土层压力、地下水压力、地面活动荷载和其他需考虑的外部荷载。因此管道修复时,内衬管壁厚应根据修复情况进行计算。
管道的修复分为半结构性修复和结构性修复两种。半结构性修复是指原管道结构基本完好仍能承受其上部土层压力和动载,只存在裂纹、错口、腐蚀、渗漏等缺陷,修复内衬管只需承受地下水静水压力。结构性修复是指原有管道结构已没有足够强度承载其上部土层压力和动载,管道出现严重腐蚀、部分缺失、坍塌或纵向裂缝等情况,修复内衬管需独立承受全部外部压力。
内衬管壁厚根据内衬管使用树脂的参数、管道直径、管道所处地质条件等参数,依据《城镇给水排水管道原位固化法修复工程技术规程》T/CECS 559中不同条件下内衬管壁厚计算公式计算所得或依据设计。下面为某企业部分内衬管壁厚计算结果。
内衬软管壁厚
注:表中“半”代表“半结构性修复”,“全”代表“结构性修复”
四、施工工艺
紫外光固化法施工前需对原有管道进行CCTV检测、评估并制定原管道预处理方案。采用牵拉工艺将浸渍树脂软管置入原管道内,充入空气使之膨胀后放入紫外灯架进行固化。
1、工艺流程
施工准备→封堵、临时排水→清淤、预处理→修复前CCTV检测→软管的树脂浸渍→拉入垫膜→拉入玻纤软管→固定扎头→软管充气→安装灯架→紫外光固化→尾端切除→抽出软管内膜→修复后CCTV复查→拆除封堵恢复通水。
2、各工序要点
2.1施工准备
施工前应对施工区域进行临时围挡,以保障施工人员、设备及行人安全。安放施工警示牌、导行标志,夜间施工需安放警示灯等。检测待修管段内有毒有害气体指标,采取通风措施,保证井下作业安全。