城市污水管道非开挖紫外光固化修复施工技术研究

曹顺良 ,王美超 ,林洪民

摘要：近几年来，我国城市发挥在那进程的加快，城市污水管道也存在着老化、失修、变形、坍塌、漏水、堵塞等问题，阻碍了城市的整体排水安全，为了保证城市污水管道的排水能力符合要求，就要针对城市污水管道采取有效、快捷的修复措施。由于问题经常发生在老城区或道路下方，因此以往都会采取大规模开挖的方式来进行管道修复，不过由于开挖工程规模大、周期长、占用面积较多，因此给周围居民的出行、生活都带来了不良的影响。地下管道错综复杂、缺乏系统且完善的资料，对邻近管道的保护难度较大，因此在管道修复上采取非开挖管道修复技术则是未来城市污水管道修复的主要发展趋势，本文则针对非开挖紫外光固化修复技术进行全面的分析。

关键词：城市污水管道；非开挖吸附技术；紫外光固化修复技术；应用效果

我国城市建设规模的扩大，市政地下管网的改造和优化也是现代化城市发展的一大难题。很多老城区污水管道发生了老化、破损的问题，供应能力已经无法满足人们的生活需求，同时地下管线的管位也随着管线种类的增多而越来越紧张，对存在故障的管道、达到使用寿命的管道进行修复和处理也是市政管理部门需要解决的重大问题。本文以某市的老城区为例，污水管线沿着河流敷设，部分管线在河内，由于管道老化、皮损问题严重，河水与管线互通导致河水受到严重的污染，为了改善河水生态环境、提高人们生活质量，就要重视对河水的治理，采取有效的手段对污水管道进行修复处理。

一、紫外光固化修复技术

在不完全开挖以及微开挖的情况下，通过现有的检查井空间对存在问题的管道进行结构性或半结构性的修复，从而有利于提高管道的使用寿命，促进管道更加稳定、安全的运行，这一技术则称为非开挖修复技术。非开挖修复技术已经被联合国环境已成评为地下设施的环境友好技术，这一技术在应用中不会对城市交通带来不良影响，而且施工成本和环境成本都非常低，因此成为了当前城区改造的重点技术之一。

原位固化法包括水翻热固法和紫外光固化法两种，这两种相比其他的非开挖修复技术的优势在于：第一，施工阶段不需要基坑空间，利用检查井就可以完成工作。第二，内衬管到平滑且连续，过流断面的损失较小而管道过水流速提高增大了过流能力。第三，修复管道与破损管道能够紧密贴合。第四，适用于小角度弯头以及不规则管道的修复。第五，施工周期短、操作速度快。紫外光固化修复技术作为原位固化技术中的一种，相热水翻转固化工艺的内衬后管刚度较大，相同符合在的内衬管道壁厚度较小[1]。相同直径的管道修复中，紫外光固化修复技术的效率更高、固化速度更好，固化后的冷却时间较短，从而管道固化对内衬管道的内应力带来的影响较小。在施工阶段，灯架的摄像头、后扎头摄像头成像，能够实施将视频传输到操作工作台上，从而能够保证吸附的整体质量，施工过程对环境也有极大的保护，能够减少废气、废水的产生。

二、紫外光固化修复技术的原理及特点

（一）紫外光固化修复技术的原理

该技术就是将玻璃纤维转变为软管浸渍光固化树脂，然后将其运输到现场，通过卷扬机将软管置入到原有管道中，安装扎头后充气扩张使其紧贴在损坏的管道上，从而形成了以原有管道为外模、软管内膜为内模的结构，最后通过紫外光将树脂固化形成一定强度的内衬管，从而达到管道修复的效果。本文研究的工程采用的玻璃纤维树脂材料为德国进口材料，相比国内材料的稳定性更强。

（二）紫外光固化修复技术的特点

固化后的内衬管具有极高的强度，短期模量在17000MPa，内衬管的表面平滑且连续，曼宁系数与PE管相似都在0.009左右，能够有效减少原油管道过流面的损失，内表面光滑度提升则有效提高了过水流速、过水总量[2]。本文研究爱用的工艺技术成熟，减少了操作因素导致的软管缺陷的几率，质量更加可靠、安全。施工方操作速度快、固化速度快，整个过程在摄像头的监控下有序完成，不会产生废气、废水等，从而避免了修复后的善后工作，紫外光固化修复技术的安全性、可靠性、稳定性较强。

三、紫外光固化修复技术的操作要点及流程

（一）预处理

高压水枪射流清洗的过程包括两个阶段：第一，通过射流的反作用力喷嘴朝着射流反方向移动进行管道的清洗；第二，喷嘴到达目标井以后，回拉胶管使喷嘴朝着射流方向移动然后进行清洗。喷射高压的水流会造成沉积物的松动从而进入到检查井中，因此要用真空抽吸机将杂物清洁干净，注意通过高压清洗水车进行管道清洗和疏通的时候，高压喷头不可对人，以免造成对路人、工人的伤害；喷管连带喷头置入检查井中，喷头要对准管底中心线的位置，以免造成高压管的损坏；喷头置入到检查井中才可以启动高压开关，压力循序渐进的提高，保证高压喷头移动到管道中；高压清洗的时候地面施工人员要反复牵拉清洗管，提高管道中的水流动力，促进管道中沉积物的排出[3]。

（二）检测

预处理完成后就要用CCTV检测设备进行检测，检测过程需要符合规定。

（三）树脂软管置入管道并安装扎头

软管置入前要在原有管道中铺设底膜，底膜铺设宽度是管道1/3的周长，将底膜规定好，牵拉速度不可高于5m/min，树脂软管置入管道以后，软在端口安装扎头，并且用绑带固定，选用扎头要低于管道直径，若是检查井的井口较小，则可用分片可拆开组装的扎头置入检查井后进行井内组装。

（四）软管充气后贴近管道、固化操作

数值软管安装好扎头以后，压力由0慢慢增加则说明管道已经被撑起来，压力用10mbar/min的速度匀速、缓慢的增加到100mbar/min，然后在以最大50mbar/min的速度增加到150mbar，保证软管充分的扩张，再升高压力到工作压力，DN800的压力为350mbar、DN700压力为400mbar，必须保持10min的保压时间，促进管道充分的伸展来保证修复效果。停止充气后待压力下降则可打开扎头，将紫外光灯架置入扎头中，盖上扎头盖锁紧然后充气保压，通过原有管道内的绳子将灯架拉倒软管的另一头[4]。根据不同管道的要求来控制保压的时间，启动紫外光，固化开始后依次开启8个紫外光灯，在端口位置停留进行固化，保证端头固化完成后回收电缆卷盘，匀速的会拉灯架，操作台上也要注意观察管道中温度的变化，若温度较高就要适当提高灯架会拉的速度。

（五）扎头卸除以及端口处理

固化之后用鼓风机持续吹10min左右，然后松开扎带、拆除扎头门板、移除紫外灯架。将扎头圆形边框拆除后还要将缩径、褶皱的端口切除，保留好样品，在新旧管道连接位置用快干水泥抹平。

四、小结

    紫外光固化修复技术作为非开挖管道内衬修复的一种，施工中只需要占用管道所在道路的检查井部位就可以进行操作，不会占用大面积的道路而且施工速度快，主要设备都在集装施工车上，操作简便、灵活，施工完成后可以立刻恢复道路交通。该技术可以选择在夜晚工作，从而不会影响白天的道路通行。该技术就是通过紫外光等进行内衬树脂软管的固化，不会对环境造成影响，因此对构建绿色城市有重要意义。

参考文献：

[1]张伟杰,唐晓旭,李岩,黄家文.紫外光固化非开挖管道修复技术研究进展[J].市政技术,2022,40(06):108-114+125.

[2]张友德,黄鸿飞,戴曹培,何建军.紫外光固化非开挖管道修复技术的应用[J].天津建设科技,2022,32(01):37-40.

[3]吴甜,刘奇.紫外光原位固化法非开挖技术在管道修复中的应用[J].水利水电技术(中英文),2021,52(S2):143-147.

[4]郑玉,郑世华.非开挖紫外光固化技术在砖涵修复中的应用[J].地下空间与工程学报,2020,16(S2):812-817.