CIPP翻转法内衬技术在大型箱涵管渠修复中的施工实践汇总

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。CIPP翻转法内衬技术在大型箱涵管渠修复中的施工实践汇总玻璃纤维软管内衬工艺在排水管道修复中的应用（已发表论文名称）CIPP翻转法内衬技术在大型箱涵管渠修复中的施工实践孙 跃平1 杨 后军1 尹 磊1（1.管丽环境技术（上海）有限公司 上海 黄浦 200001）摘要：在对上海市浦建路1400排水管道约1.41公里实施内衬修复施工中，发现位于东绣路口和东建路口的管道不是圆形管道，而是尺寸为高度1200mm，宽度1600mm的箱涵式的倒虹管。对如此大型箱涵管渠采用CIPP翻转法内衬修复施工在国内尚属首次，对

2、施工方来说是一大挑战。本文将阐述以下内容：修复技术的选择，工程材料设计，箱涵预处理，施工后质量检测，CIPP翻转法技术在大型异形管道修复中的展望。关键词：CIPP翻转法，非开挖修复，大型箱涵，防腐预处理Construction practice of CIPP turnover lining repair technique in large box culvert pipeSun Yueping1 Yang Houjun1 Yin lei1（1.Guanli Environment Technology(Shanghai) Co., Ltd Huangpu Shanghai 200001）S

3、ummary：During the construction of liner rehabilitation of drainage pipe in Pujian Road Shanghai, diameter 1400, distance 1.41km, we found the pipe between Dongxiu and Dongjian crossing was not circular, but a box culvert inverted siphon which height 1200mm, width 1600mm. It was the first time to do

4、construction of liner rehabilitation in such large box culvert pipe by using CIPP turnover technique in China, and it was also a great challenge for constructor. This article will elaborate followings: Rehabilitation technique options, construction materials design, box culvert pretreatment, quality

5、 detection after construction, prospect of CIPP turnover technique for large irregular pipe.Key word: CIPP turnover technique, trenchless rehabilitation, large box culvert, antiseptic pretreatment1工程简介浦建路北起浦东南路，南至龙阳路，是内环线内车辆通向沪南路的交通要道，日常有多路公交和大量的社会车辆通行。该道路地下埋设有排水管道、自来水管、通讯、煤气等城市的基础设施。2010年浦东公路管理署对位于

6、该道路的1400排水管道约1.41公里实施了CCTV电视检测，发现整段管道内发生严重腐蚀现象。尤其是顶部的弧长约30厘米处，由于受到腐蚀性气体的影响，出现严重的混凝土剥离和钢筋外露生锈等现象。根据上海地方标准排水管道电视和声纳检测评估技术规程的判断得到，该污水管道的修复指数等级达到严重的三级,需要对腐蚀破损非常严重的管段进行紧急修复。2013年对浦建路（杨高南路-杜鹃路）1400排水管道实施翻转法内衬修复施工过程中，发现位于浦建路东绣路口和东建路口的管道不是1400圆形管道，而是高度为1200mm，宽度为1600mm，长度为40米的箱涵式倒虹管。从管道的平面走向以及倒虹管的结构情况分析，应该是

7、在该管道建设施工期间，为了避开处于东绣路和东建路的其他管线，采用了现场浇注箱涵，并建成倒虹管的形式，以确保该污水管道的顺利建设所致。2修复技术方案的选择 箱涵管渠前后的1400圆形管道已采用翻转法内衬修复施工，取得了大口径排水管道内衬修复的宝贵经验，但是对矩形结构的箱涵是否采用同样的技术实施内衬修复施工，相关专家进行了专项讨论，提到了三点需要注意的地方：2.1.虽然本次顺利地对1400排水管道采用翻转法内衬修复超过了1000米，取得了大口径排水管道内衬修复的宝贵经验，但是大型箱涵的内衬修复施工在国内尚属首次，采用CIPP翻转法内衬修复是否可行，希望施工方提出详细的CIPP修复箱涵的技术方案。2

8、.2.从管道的平面走向以及倒虹管的结构情况看，应该是在该管道施工期间为避开处于道路口的其他管线，采用了现场浇注箱涵并建设成倒虹管的形式。因此，后续的管道修复施工应注意箱涵上方管线的保护。2.3.由于泵站排出的污水喷涌出来时，散发出大量的硫化氢（H2S）气体，并在和空气接触后氧化成二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）等腐蚀性很强的气体，和碱性的混凝土管壁起中和反应，引起严重的表面腐蚀，造成了浦建路管道表面的混凝土表层剥落、钢筋外露等问题。考虑到管道的使用条件，箱涵的修复施工也要满足防腐的要求。在专家会议上，就设计部门提出的开槽重排修复，钢管内衬修复和翻转法内衬修复的三个方案，从交通影响，施工工

9、期，原有管线保护，管道抗腐蚀性，经济效益和社会效益等多方面进行了综合分析和比较。并对施工方提出的内衬修复技术方案的可行性进行了详细研究，最终决定对箱涵的修复采用CIPP翻转法技术实施非开挖内衬修复。表-1 倒虹箱涵修复方案的分析比较表方案名开槽重排方案钢管内衬方案翻转法内衬方案施工方法说明在箱涵的原有位置采用打钢板桩，然后用大开挖方式，置换被腐蚀破损的旧管道。打开检查井顶板后将钢管管片吊入井内逐片推入管道内部，实施拼装焊接成矩形钢管。 利用原有检查井将内衬材料翻转进入箱涵后实施加热固化，形成连续内衬新管。对原有管线的保护需要不需要不需要对交通的影响需要占据道路3根车道，在十字路口开挖时对交通影

10、响更大。需要挖开检查井顶板，堆放材料等占用2根车道，对交通影响大。只需要在翻转施工的检查井周边占用一个车道，影响小。施工工期工期较长工期最长工期较短管道抗腐蚀性较差一般良好社会经济效益比较 对道路交通影响大，大开挖带来的施工形象和社会效益不好，施工费用与其他相似。管道内部焊接作业的安全和施工质量难以保证，工期长，施工费用与其他相似。对道路交通影响小，施工质量可控，工期短社会效益好，费用与其他相似。比较结果不采用不采用采用3箱涵的施工顺序及工艺技术3.1 CIPP技术的施工原理CIPP技术（Cured In Place Pipe）施工法是以不开挖道路进行地下管道修理的技术。该技术由英国工程师发明

11、，在美国、日本及欧洲的经济发达国家得到众多顾客的信赖，是十分成熟的，具有信赖性的管道非开挖修复技术之一。CIPP施工技术不仅限于下水管道，在自来水管、煤气管、通讯电缆管道等的修理施工方面也同样得到广泛的应用。其主要施工原理为，根据现场的管径和埋深等在工厂内按设计要求制造内衬软管，然后灌浸热硬化性树脂制成树脂软管。施工时首先向旧管内插入辅助内衬管，然后利用翻转法，将树脂软管翻转插入辅助内衬管内。翻转完成之后，利用水压使树脂软管膨胀并紧贴在旧管管壁，然后利用循环的方式通过温水循环加热。在规定的设计时间内，使具有热硬化性的树脂软管硬化成型，旧管内即形成一层高强度的内衬新管。图1为施工示意图。

12、0; 翻转法内衬修复技术有如下几个优点：（1）施工时间短：內衬管材料在工厂加工后运至工地，现场的施工从准备，翻转，加热，固化只需约1天时间，可以十分方便地解决施工时的临时排水问题。（2）设备占地面积小：CIPP施工法只需小型的锅炉和热水循环泵等设备，施工时占用道路面积小（在检查井边的位置，宽2.5m，长12m），噪音低，对道路交通影响小。（3）内衬管耐久实用：内衬材料具有耐腐蚀、耐磨损、强度大等优点，耐久性根据设计要求最大可达30年，使管道的地下水渗入问题得到彻底解决，一劳永逸。管道的断面积损失小，表面光滑，水流摩擦下降（摩擦系数由0.013降为0.010），提高了管道的流量能力。

13、（4）保护环境，节省资源：不开挖路面，不产生垃圾，不堵塞交通，使管道修复施工的形象大为改观。总体的社会效益和经济效益好。 图-1 施工示意图3.2 箱涵断面的内衬修复设计在实施箱涵管渠内衬修复施工时，施工方做了详细的设计方案。（1）修复后提高箱涵水流速度，减少箱涵内沉积本次的箱涵管渠前后为圆形管道，加上该箱涵的结构为倒虹形式。根据现场实际情况的摸排结果发现，箱涵的底部有大量的淤泥和垃圾堆积，严重部分占到高度的约1/4。其原因主要是箱涵管渠内污水的流速偏低，造成了垃圾和泥沙淤积。为此，通过本次的内衬修复施工来适当改变目前的状况。从现场实测得到，箱涵的尺寸为高度1200 mm，宽度160

14、0 mm，周长为5600 mm。按照这个尺寸折算成圆形管道的直径为5600/3.1416 = 1781 mm本次的箱涵内衬材料设计时，考虑到需要适当提高箱涵内部的水流速度，以减少底部的淤泥和垃圾堆积，同时箱涵的内衬材料需要和前后管道直径1400 mm保持一致。据此要求进行了设计计算，在箱涵高度1200mm不变的情况下，箱涵的宽度达到1400 mm时，可以满足上述要求。具体如图2所示。图2 箱涵的内衬施工示意图（2）内衬材料大小设计，防止修复后皱褶1400圆形管道和箱涵内衬后的管道内周长计算如下。 1400的周长为 3.1416×1400 4398mm 箱涵内衬后的周长为 3.1416

15、×9342×2662×466 4398mm在采用同一尺寸的内衬材料进行内衬施工的情况下，可以保证在箱涵管渠内部不发生皱褶而影响水流。有关材料厚度，由于在停水的情况下，倒虹管道内一直有水存在，确保内外的水压平衡，材料受到的外压情况可以和圆管时同样考虑，所以厚度与D1400管道内衬厚度设计值相同，设计厚度为18.0mm。（3）箱涵排水能力的确认1400圆形管道和箱涵内衬后的管道内面积计算如下： 1400的面积是原直径减去内衬材的面积： ×（0.70-0.018）×（0.70-0.018） 1.46 m2 箱涵内衬后的面积为箱涵减去内衬材的面积： &

16、#215;0.467×0.4670.466×1.202×0.266×0.467-0.018×4.3981.41 m2 箱涵面积和前后圆形管道面积比为： 1.41/1.46 97% 内衬修复后的箱涵和前后管道的面积基本一致，可以确保正常的排水能力。同时，由于原来箱涵断面面积偏大并产生了淤泥沉积，通过本次内衬修复，适当缩小可以提高箱涵管道内的污水流速，减少在倒虹管内的淤泥沉积，提高排水流量。3.3 箱涵预处理针对箱涵表面出现的严重腐蚀现象，为了确保CIPP翻转法内衬施工前箱涵内部的平整和原有混凝土箱涵的强度，需要采用水泥砂浆找平预处理的技术，对腐蚀

17、严重处，尤其是钢筋外露生锈部分实施预处理修复。同时，为满足翻转内衬施工设计要求，对箱涵进行缩宽和转角的预处理。主要步骤如下。（1）采用高压冲洗车实施冲洗，去除表层污染物；（2）对箱涵内部腐蚀严重的部位以及因腐蚀而强度降低的表层，采用铁制工具进行敲击剥离处理，露出强度较高的混凝土内层材料。（3）采用具有和混凝土同等强度的快速水泥砂浆，对腐蚀凹陷处进行找平处理，把腐蚀严重和混凝土表面脱落的部位进行表面恢复。（4）在砂浆找平的同时，对箱涵左右两侧做预处理，使处理后箱涵的宽度为1400mm,高度保持1200mm不变。（5）对箱涵的转角进行处理，使之成为接近以467mm为半径的弧形转角。这样，增加既箱涵

18、钢筋的混凝土覆层厚度，提高混凝土箱涵的强度，同时缩宽及转角处理也使得箱涵满足了施工设计的要求，确保箱涵翻转法内衬达到预期的修复效果。3.4箱涵 CIPP内衬修复的施工 CIPP非开挖修理施工法按现场的实际情况制定具体的施工流程，本施工的具体施工流程见图3。 材料的准备（工厂） 管道内衬施工（工地）图3 施工流程图根据上述的施工顺序，按照设计尺寸，对高度1200mm，宽度1600mm的箱涵，采用直径为1400 mm的内衬材料实施内衬，施工后的尺寸为高度1200mm，宽度1400mm。对周边四个角的位置处的空隙部分，按照管道压密注浆水灰配合比配制砂浆实施填充注浆，确保充垫结实，达到修复加固的目的。

19、内衬施工前后箱涵内情况如图-4、5所示。图-4 施工前管道内部情况 图-5 施工后管道内部情况4施工后的工程质量检测对于倒虹箱涵管渠CIPP内衬修复施工，为了确保工程的施工质量，在施工过程中严格按照施工要求和顺序进行操作的同时，对施工后的箱涵内部，以及内衬箱涵的厚度等进行必要的检测，按照上海市水务局颁发的上海市城镇排水管道非开挖修复技术实施指南中的规定事项进行验收，确认工程的施工结果达到设计的要求。4.1施工后箱涵内CCTV检测 在内衬施工结束后，用CCTV电视检测设备对内衬箱涵进行外观摄像检测，要求已修复的内衬管在整个被修复区域内连续、无剥落、无凹凸和流通堵塞。从现场实际摄像检测的结果，箱涵

20、管渠内整体情况良好，达到规定的质量要求，内部情况如图-5所示。4.2内衬箱涵厚度检测对固化后内衬箱涵的厚度进行检测，其检测位置尽量避免在内衬软管的接缝处，检测点为内衬管的45度、135度、225度和315度的4点，然后取其平均值进行判断，厚度误差允许为025。从现场取样后进行实测的结果，材料的厚度平均值为19.75mm，与设计厚度18.0mm相比的误差为9.7%，满足规定的厚度要求。4.3材料强度的检测按照上海市城镇排水管道非开挖修复技术实施指南中的规定，从施工现场截取固化后的内衬管道材料，委托具有工程质量检测资质的第三方进行性能检测，判断强度是否达标。本次工程的材料强度委托同济建设工程质量检

21、测站进行，得到的检测结果如表-2所示。经过判定，材料的强度满足设计强度要求。表-2 箱涵内衬材料的强度测试结果性能项目规格值（MPa）测试值（MPa）结果判定测试方法弯曲强度3159.2合格GB/T2567弯曲弹性模量17243280合格GB/T2567第一裂缝时弯曲应力2559.2合格GB/T25675.结语管丽环境技术（上海）有限公司采用CIPP翻转内衬技术对浦建路大型箱涵管渠的成功修复，为大型箱涵管渠的修复积累了宝贵的经验，具有很好的推广意义和实用价值。目前，国内的大型马蹄形、拱形等异型管道采用传统的修复技术时，其修复效果不够理想，本次采用CIPP翻转内衬修复的成功为国内大型箱涵管渠等的非开挖内衬修复提供了先例。我们也真诚地期待，在地下管线非开挖修复的领域能够研制出更多更先进的修复方法，使地下管道的修复施工时有更多