截污干管非开挖修复施工方案(推荐紫外线修复)

#截污干管非开挖修复施工工法方案一、编制依据1、污水管线原施工设计图纸；2、目前掌握的现场调查资料；3、现行国家、行业相关技术规范、要求、标准及北京市有关安全、质量、工程验收等方面的地方性法规和行业标准、法律和法规；4、我施工单位现有的施工技术、施工管理和机械设备配备能力；5、我单位多年从事类似工程的施工经验。二、工程概况三、现场条件1、现状地形、地物条件暗挖竖井北侧为河，河河底高程约为17.0m,现况水深约为2m、水位19.0m,河长期有水。河道右岸采用铅丝石笼及砼方砖护坡,右岸防洪墙外侧为废弃的原滨河路沥青砼路面,暗挖竖井即在此沥青路范围建设,南侧为新建沥青砼道路。现场地势平坦,交通便利。2、水文、地质条件因紧邻河,周边地下水位受河道水位影响大,地下水位基本与河道水位一致。原道路下为回填土,下部为细砂层。3、其他受暗挖竖井浅埋暗挖影响,竖井周边采取了注浆措施,因注浆工艺影响,周边土层纸质情况也将发生变化。四、工程目标主要通过对滨河北路（如上示意图所示，修复范围W2--W3井段）污水管道的修复改造,改变因电力井施工导致的污水管道渗漏沉降现状,增强污水管道系统收集污水的安全可靠性,避免隐患的发生和扩大,危及污水处理厂的运行,甚至造成恶劣环境污染事故。1、工程总体选择施工工法原则⑴积极而稳妥地利用新技术，采用新工艺，节约投资，减少工程建设对外界的干扰；⑵深入调查、研究、分析，以充分利用现有污水管网及现有排污设施的作用，节约工程投资。⑶以最快、最有效的恢复管道通水时间。保证施工质量。2、总体施工方案排水管道修复方法排水管道的修复方法主要有开挖修复和非开挖修复a、开挖修复开挖修复作为传统的修复方案目前仍是排水管道修复的主要方法，可简单的理解为“开挖换管”，即将原破损管道取出更换新管道的施工过程，其一般施工步骤为“开挖——更换管道——恢复”。其根据开挖修复的方式分为局部开挖和整体开挖，其主要特点为开挖后可直接对管道进行更换，若是管道基础问题，可直接进行处理后再安装管道，施工质量有保证，管道埋深不大时，工程造价较低，埋深较大时，需要进行支护开挖，工程造价较高；同时其需开挖路面，会对工况附件的绿化、道路、水体、交通等各方面造成许多影响，可能导致显性和隐性的成本急剧增加，所以，在考虑各方面因素的前提下，应尽量减少路面的开挖数量。b、排水管道的非开挖修复技术目前非开挖修复技术已成为城市管道修复的主流，其主要具有修复周期短、不需要开挖、施工占道少等优点。修复方法主要有以下几种：⑴内套管法：特征是将既有衬管拖入待修理管道，注浆固定。所用管材主要为PE（HDPE）,该方法的变种有紧贴内衬工法（U-内衬法或C内衬法），短管焊接法等。该修复方法特点为施工速度快、造价较低。缺点为管道过水断面损失较大。⑵原位固化法（CIPP）：将树脂材料封装于直径与待修管道内径相同纤维软管或编织软管中，作为管道的内衬材料，在水或空气的压力下贴紧待修复管道，经加热加压使其固化后，形成与旧管道紧密配合、具有足够强度的的薄壁管。管道修复后表面光滑、连续，管道断面几乎没有损失，水流动性大大提高，同时避免了管道泄漏造成的损害。CIPP法修复管道时，通常采用翻转法或拉入法施工。从国外旧管修复情况来看，由于这项技术适应性强，质量可靠，利用检查井作业，可以做到一揪土不动，是真正意义上的非开挖，已在排污管道上得到的广泛的应用；其特点为能应付接口错位、脱节、管道腐蚀、裂缝、变形等各种缺陷，缺点为技术要求较高，但随着国内技术方法的成熟，此种方法风险大大降低。⑶Rib-Loc（螺旋管法）：将带状PVC型材通过专用卷管机在原有管道内螺旋缠绕形成水密的新管道。新管道与原有管道之间可不注浆（@W800），或注浆（”>800）两类。其特点为可以带水作业.⑷破管修复法：破管法是整段牵引类中的一个特殊工法，它可以在破碎旧管后形成比原来管径更大的新管，但需要导入坑。破管法适于现存管径较小或管道变形较大的情况。其主要缺点也为需开挖工作坑。⑸点状修复法：如局部树脂成型法（堵漏包）与套环法等。只适用于仅管道局部病害的修复。各种非开挖修复技术优缺点比较如下表所示：各种小开柩修复工也比较初工1腌U艺工艺僧介危用范围特点不足CIPP翻辖内村按髓管道尺寸生产相应的软管，在【厂内胜制网打后i,运二融现场四过藉时油或依入法施J1M过加物也树蹄固化.最终在管道内彤成一条新管迫.200-2500LI杵管道的II开挖修立，尤算是大U衽管道的修复II前世界匕使用最广泛的市，雕惨复拄术，其适用于破裂犍闻等几乎,・切管道映座的化开挖修复1修复后管道中睥无接II修复技点要求较高，等他_L山群妥求严格螺旋融骁内村使用专用的阴纨机.常带状的雅1［乙・埔软联能微孔转道，形地新管的过祗31NJ-2800一次性砸「管盘较长，"」帝水作必设男砒由国外引进,花带较高用管内讨构-日中西制好的仲道通过逐步推进的方式，易终在除评道内形成,映新一道3DO-900费用相对发低断而损失较人接II，管道存在等处援U，为将来运讦理F的，由V横点注被内衬在总管内牵引一根即制首,然后在充气慨复管道形状，再进行注整他或复合省道200-3000修虬后管道流量损失小需开投匚作或折莅向河将折国首道通五卓川的方式拖入待修复港道内，然后再通过热蒸汽是算300-1000施工管段皎及，悻如币通水能力强啬开挖印坑r蒸汽烟炉现场使用不舒合集求、非开挖修复与开挖修复比较

非开挖修复和开挖修复各有优缺点，也各有其适用的范围，其主要技术特点比较详见下表所示：Mi目内容管道新建项”内容管道修爱项1［内容建设流程规划、设计、监理设计、监理土方全线开挖局部少量开挖或不开挖路面开挖与赔偿按面积进行赔偿少量或没有 |地质条件影响较大较小或没有地表复原全线更原局部或没有 |管道连接管道连接内衬焊接或没有监测及问题处理没有COV监测、问题处理管道埋深影响工程费用和工程量较小或没仃管道的清洗及评价没有必须地面构筑物拆迁赚偿没有管位资源需要有管位资源或将原管道挖出利用原来首位资源环境问题制造垃坡、污染环境没有对城市生活的影响较大较小或没有.3修复工艺的选择因素排水管道的修复方法较多，如何选择一种既经济又实效的方法成为市政管道管理部门的一个重要难题。根据国内外通用的经验，排水管道修复方法的选择主要根据下列因素进行：1、管道损坏状况：根据管道的实际损坏状况确定最合理的修复方案；2、价格：在确保管道修复效果的基础上选用最经济的修复方案；3、修复后管道对水流的影响：保证修复后管道的通水能力不降低或降低幅度最小；4、施工环境：主要为现场的环境适合采用何种修复工艺进行修复；5、施工周期及质量的可靠性：针对管道缺陷实际情况，选用修复周期最短，质量最可靠的修复工艺进行修复施工；6、施工的社会影响：施工对道路、行车的影响、施工对周围环境的影响是否降至最低。.4本工程污水管道的特点及修复工艺选择本次工程范围为区滨河北路东侧（近靠河）的污水管道，该管道为城市污水主干管，管道口径为DN1350,管道埋深10米左右，由于电力管道施工，如下图所示（DL1）,电力井施工，导致截污干管出现渗漏。综合来看，本工程污水管道具有以下特点：⑴污水管道口径大，为污水处理厂进厂主干管，且改造期间，不能中断进水。⑵管道埋深大，如果采用开挖换管修复方式，开挖基坑支护费用较大，协调各单位几无可能。⑶该电力井施工属于市重点工程，沿河绿化带内，开挖施工难度较大，环境要求和施工进度无法平衡。⑷道路下已建设的各种市政管线较多，管位资源紧张。本工程污水管道修复，采用非开挖修复方式，对现状管道进行修复，具有无需开挖破坏路面，几本不占用道路资源等优点，比较适合本工程项目的实施。因此，本工程推荐采用非开挖修复方式对管道进行修复。根据前述各种非开挖施工技术优缺点比较，结合国内这几年的大量运用非开挖修复工艺，方法可靠可行，推荐采用原位固化法技术对管道进行修复。五、CIPP修复技术方案选择原位固化修复（CIPP）技术，始于上个世纪80年代，在世界范围内广泛地运用在给排水，燃气及石油化工的管道翻新上。CIPP法可以被运用在口径100mm至2000mm的管道翻新修复上，这些管道可以是供水管、排水管、供气管或油管等各种输配管道，其材质包括铸铁、钢、混凝土、塑料等等。衬管可通过45度，甚至90度弯头（视具体情况而定），每次穿管长度可达几百米。目前成功运行的CIPP技术，根据其衬管方式和固化方式的不同，又分以下两种：⑴CIPP翻转内衬修复方式：该方法采用将树脂材料封装于直径与待修管道内径相同纤维软管中，在水或空气的压力下翻卷，进入并贴紧待修复管道，经热水加温固化后形成具有足够强度的内衬管，其主要特点为翻转衬管、热水固化。⑵紫外线固化内衬修复方式：该方法是将玻璃纤维增强的软管拉入待修复管段，充气膨胀，紧贴管道，然后在紫外光的作用下，使软管固化形成具有一定强度的内衬管，从而达到对原有管道结构加固修复的目的。本项目由于施工现场场地环境空间，施工时间，气候，管道长度等因素影响选用紫外光固化CIPP内衬修复。紫外光固化CIPP内衬修复工艺工艺优势该工艺相比其他非开挖修复方法及传统原位固化法（热水、蒸汽固化工艺）具有明显的优势。⑴形成内衬管强度高，短期模量可达12000Mpa，内衬管表面光滑连续，曼宁系数与PE管相当，约为0.009，可最大程度的减小对过原有管道过流面的损失；⑵所用软管均为机械化生产，德国进口，减小了人为因素导致的软管缺陷，质量更加可靠；⑶施工过程更加方便，快捷，固化速度快且整个过程可视（灯架上装有CCTV摄像头）；⑷施工过程不产生废水，避免了修复完后废水的处理；⑸所用设备安全可靠。该工艺在欧洲广泛应用，据统计近年来德国紫外光固化内衬修复占了整个内衬修复的70%，其在欧洲已经占了50%的市场。我国上海、北京、安徽、四川、广州、厦门都有许多成功应用案例。[k]40dml皿-rflflr.11IIIIII■工：.^iniiillllHlllllllk口T—rA-5 /Ft事色13IZrA寸u"（嗯—乐区乐E罂宾桑索雷乐百巳？日哲昌江£台宣3日£

11Kl1KI.TIEEEFfErMFCEfErME司自1990年德国内衬市场玻纤/毛毡的发展柱状图材料及性能紫外光固化内衬软管的主要材料为ECR（E-GlassofChemicalResistance）玻璃纤维、热固性树脂以及光固化触发剂。ECR玻璃纤维是以E玻璃成分为基础，其加入了1-4%的TiO2和ZnO，并不含B2O3和F2，生产环保好。ECR玻璃纤维的耐腐蚀性能在所有玻璃纤维中为最佳，是苛刻环境中复合材料的首选，主要应用于环保设备、化工储罐、船艇、化工管道、脱硫塔以及电器设备等。内衬软管中的热固性树脂为不饱和聚酯（UP），其具有良好的抗腐蚀性能。光子触发剂加入到合成树脂中，而且仅对于紫外光的照射有反应。这些光子触发剂在暴露于紫外光的条件下会产生基团，从而对聚合过程产生触发作用。即聚酯或者聚乙烯酯链簇得以与树脂中存在的链簇中的苯乙烯交叉连接，结果是形成一种固化的树脂矩阵。内衬管性能指标如表3.2所示。LukeS.LeeandMichaelBaumert(2008)通过计算安全可靠度的方法对玻璃纤维增强材料管道修复后的长期性能进行了评估，结果表明用玻璃纤维增强材料修复管道的安全性和质量与用钢管进行修复的相当。玻璃纤维内衬材料固化后的初始弹性模量可达12000MPa,而普通PE管的弹性模量为800MPa,仅相当于玻璃纤维内衬材料的1/15。表3.2内衬管固化后材料性能指标项H短期弹性模量/Moa长期弹性模量/Mpa短期弯曲强度/Mpa长期弯曲强度/Mpa值120008800250200番注内衬管长期性能是经过10000小时抗压试脸所得内衬管壁厚应根据ASTM标准或《城镇排水管道修复更新工程技术规程》中的规定计算所得。本工程待修复排水管道结构尚能承受上覆图荷载及地面荷载，因此按半结构性修复设计(即内衬管仅承受地下水压力)。管道计算参数如表3.3所示。各管段内衬管壁厚如表3.4所示。表工3内衬管壁厚计算参数原有管道椭1网度小2内衬管长期模量/M时8800原有管道支撑系数।7内衬管长期弯曲强度八律圆200安全系数।2内衬管泊松比；0.3备注：1、根据■《城镇排水管道非开挖修复更新T程技术规程况美国标准ASTMF1216提供的推荐值口表3.4各管段内衬管设计壁厚管段编号内衬管外径/mm内衬管壁厚/mm内衬管长度/mW2-W313509mm105修复后管道过流量的计算，原有管道为混凝土管，粗糙系数为0.013，而内

衬管的粗糙系数与PE管相当，为0.009,原有管道水力坡降按《室外排水管道设计规范》取0.003。修复后过流量比按《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》（附录E）计算，如表4.5所示。表411修复后过流量的算原出宜■内径内衬管壁厚修复后管道内径修复后过流量比DN1200@mni1]84mm1苑5%DN14009mm1382mm140%备注修复后过流星比按管道滴流计算5.2.3内衬修复施工措施琮台电缱光固化（紫外线】修复专用工具车光固化（紫外维）修复现场操作示意图已修更管道t5.2.3内衬修复施工措施琮台电缱光固化（紫外线】修复专用工具车光固化（紫外维）修复现场操作示意图已修更管道t扎头.Mr.口》不1串叫摄备卡^々 ■.■,■■-r...■, .1工一曲外堆灯_ 、中二十 , .-r一待修复管道扎力顼瑞纤维内衬材料1、软管拉入软管拉入原有管道的示意图，拉入软管之前应在原有管道内铺设垫膜，垫膜应置于原有管道底部，并应覆盖大于1/3的管道周长，铺设垫膜的目的是减少

软管拉入过程中的摩擦力和避免对软管的划伤。软管拉入时应沿管底的垫膜将浸渍树脂的软管平稳、平整、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于5m/min。2、软管充气扩张及紫外光固化软管拉入后，通过压缩空气使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁。紫外光灯应依次打开，然后将灯链拉入内衬管内，紫外管灯架的拉入速度根据管径确定（参照软管生产商的规定）。固化过程中内衬管内部应保持压力使内衬管与原有管道紧密接触。3、端口处理内衬管固化完成后，应缓慢降低管内压力至大气压。固化后拆除站头，拉出底膜，内衬管端头应切割平整。的质量要求1、内衬管表面光滑，无明显的褶皱、突起现象（变径、错位部位除外）；2、内衬管内部表没有漏水、渗水迹象；3、内衬管壁厚符合设计要求；本次预防性开挖修复方案的难点由于本次工程为DN1350管道，长度105米。采用CIPP紫外