原位固化法管道修复方案

原位固化法管道修复方案1总则1.1适用范围本方案适用于DN150–DN1200市政重力流及压力流混凝土、陶土、铸铁、PVC、HDPE等材质管道的结构性缺陷修复，缺陷类型包括环向裂缝≥0.5mm、纵向裂缝≥1mm、管壁掉块≥20mm、渗漏等级≥G3、错位≤20mm、腐蚀余厚＜10mm。1.2编制依据《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》CJJ/T2102019《给水排水管道工程施工及验收规范》GB502682020《原位固化内衬修复技术规范》ASTMF12162021《危险化学品安全管理条例》国务院令第591号《有限空间作业安全规范》GB3087120221.3术语CIPP：CuredInPlacePipe，原位固化内衬。软管：由聚酯毡+多层聚氨酯覆膜+光固化树脂预浸渍组成，厚度3–15mm，轴向拉伸强度≥230N/50mm，弯曲强度≥180MPa。光固化树脂：乙烯基酯树脂，苯乙烯含量≤35%，固化后巴氏硬度≥45，弹性模量≥8000MPa。内衬壁厚设计值t：t=PD/(2σ+EP)其中P=0.1MPa（地下水压），D=管道外径，σ=材料长期弯曲强度取25MPa，E=0（完全自立）。1.4目标一次性修复后，新内衬设计使用年限≥50年，过流能力≥原管道95%，渗漏量≤0.1L/（m·d），修复段无结构性缺陷，客户一次验收合格率100%。2组织与职责2.1项目部设项目经理1名（一级建造师·市政），技术负责人1名（高级职称+10年非开挖经验），安全总监1名（注册安全工程师），质量员、施工员、材料员、资料员各1名。2.2职责矩阵项目经理：全面负责进度、成本、合同、对外协调。技术负责人：编制《光固化参数卡》，签发《树脂用量计算书》，组织CCTV复查。安全总监：审批《有限空间作业票》，每日班前5分钟JSA（作业安全分析）。班组长：按《软管下料单》领料，记录《紫外灯链运行日志》。2.3外部接口市政排水管理处：提前48h办理《井下作业备案表》。交警中队：占路施工须提交《交通组织方案》，夜间作业需《夜间施工许可证》。燃气公司：交叉管线1m范围内须人工开挖验证，并签《管线交底单》。3现场调查与检测3.1资料收集竣工图、管线探测报告、近3年CCTV检测视频、旱季/雨季液位数据、上下游泵站运行曲线。3.2CCTV初检设备：管道机器人（ZOOMP350，1080P，激光环量）。缺陷编码采用GB/T503312018标准，每5m截取1张高清图，生成《缺陷统计表》。3.3水质与气体检测使用四合一气体仪（LEL<10%、H2S<10ppm、CO<25ppm、O2>19.5%），检测记录每30min一次，超标立即启动《应急预案》。3.4结构复核对DN≥800管道，采用声纳+声呐测厚仪复核剩余壁厚；若剩余壁厚＜20%设计壁厚，须加设不锈钢快速锁环局部补强后再固化。3.5调查报告输出《XX路段管道原位固化可行性评估报告》含：缺陷分布CAD图、过流能力核算表、树脂选型计算书、风险清单及对策，报告经技术负责人签字确认后方可进入设计阶段。4修复设计4.1内衬厚度计算示例：DN600混凝土管，外径720mm，地下水5m，设计厚度t=0.1×720/(2×25)=1.44mm，取标准3mm（安全系数2.1）。4.2树脂选型乙烯基酯树脂901，固化收缩率0.25%，放热峰135℃，加入1%光引发剂（TPOL），0.3%阻聚剂（对苯二酚），黏度25℃时350cP。4.3软管下料下料长度L=修复段长度+2×1.0m（端部搭接），周向收缩率按2%预留，下料宽度W=π(D+2t)×1.02。4.4紫外灯链配置灯链功率1.2kW/节，节长0.5m，固化速度0.8m/min，需连续3层灯链重叠0.15m，确保能量≥1200mJ/cm²。4.5设计输出《管道内衬设计图》（1:50纵断图）、《材料消耗表》（树脂kg、玻纤kg、扎头数量）、《光固化参数卡》（速度、能量、温度上限165℃）。5材料与设备5.1软管供应商须提供每批次《树脂含量检测报告》（含量38–42%），现场抽检1组/500m，做25mm宽条拉伸，强度≥230N。5.2树脂必须有REACH认证、ROHS2.0检测报告，苯乙烯挥发≤35g/L，现场每桶留样200mL，28d后送第三方做弯曲强度复检。5.3紫外灯链IP68等级，灯珠寿命≥5000h，配备K型热电偶实时回传温度，超165℃自动断电。5.4辅助设备卷扬机（3t变频）、空压机（0.9m³/min，8bar）、高压清洗车（250bar）、CCTV（后置摄像+激光）、扎头（不锈钢304，DN定制）、树脂搅拌桶（200L带称重模块，精度±50g）。5.5材料仓储树脂贮存15–25℃避光，软管立放≤2层，禁止堆压，进场24h内使用完毕，逾期退场。6施工流程6.1施工准备①占道围挡按《道路交通标志和标线》GB57682022布置，夜间增设LED警示灯。②井口安装1.2m高防护围栏，配置30m安全绳、三脚架、救援面罩。③切断上游水源，采用气囊+钢板组合堵水，堵水头≥1.5m，稳压30min无压降方可作业。6.2管道预处理高压清洗250bar，来回3遍，清洗后CCTV评分≥8分（10分制），局部硬块用手持水力刨清除。6.3底膜铺设底膜厚0.2mmPE，宽度=管内周长+0.2m，用50mm宽胶带固定于管底120°范围，防止软管与旧管直接粘接。6.4软管拉入卷扬机牵引速度≤8m/min，前端设导向滑靴，防止翻转；拉入后两端预留1.0m，立即用扎头+不锈钢喉箍密封，扎头螺栓扭矩25N·m。6.5树脂加压灌注采用0.25MPa压缩空气将树脂从软管尾部注入口压入，保持0.15MPa恒压10min，确保树脂均匀渗透，现场观察尾部透明管段无气泡视为合格。6.6紫外固化①初始预热：灯链0.3m/min走1趟，温度升至45℃，排除残余空气。②主固化：速度0.8m/min，能量1200mJ/cm²，每0.5m记录温度曲线，超165℃立即降速0.1m/min。③尾部搭接：两端各回拉0.5m二次固化，确保搭接区强度。6.7冷却与端部处理自然冷却至40℃以下，切除多余扎头，端口用环氧砂浆（抗压80MPa）封45°坡口，厚度≥5mm，宽度≥50mm。6.8CCTV复检固化完成4h内完成复检，缺陷≤1处/50m，且缺陷尺寸≤10mm×10mm，否则局部打磨+紫外点修。6.9通水试验堵水气囊撤除后，缓慢开启阀门，流量阶梯式上升30%、60%、100%，每阶段稳压30min，监测井室无渗漏、无冒浆为合格。6.10竣工验收提交《竣工资料册》含：CCTV前后对比DVD、固化温度曲线、树脂留样报告、通水试验记录、竣工图CAD、质保书（50年）。7质量控制7.1首件制每工程段先做10m试验段，经监理、业主、第三方联合验收合格后方可大面展开。7.2三检制自检：班组长100%检查；互检：邻班组30%抽检；专检：质量员10%抽检，填写《质量巡检表》。7.3不合格品处置发现厚度不足：立即切除1m宽环，重新拉入1.5m补丁软管，二次固化；发现气泡：直径＞25mm必须点修，≤25mm用环氧填平。7.4质量考核一次验收合格率＜95%，扣减合同款2%；出现返工＞3处，启动《约谈机制》，项目经理书面检查。8安全环保8.1危险源清单苯乙烯挥发、紫外辐射、高温烫伤、高空坠落、H₂S中毒、机械伤害。8.2控制措施苯乙烯：作业区设2m高围挡+防渗布，TVOC报警仪＞2ppm强制通风；紫外：灯链运行时井下严禁人员进入，井口设红外感应联锁；高温：灯链外壳包5mm硅酸铝隔热毯，温度＞60℃自动停机。8.3应急预案H₂S超标≥10ppm：立即撤离、启动送风风机、通知120，现场配备2套正压式呼吸器；火灾：树脂库配6台6kg干粉灭火器，距热源＞5m。8.4环保措施残树脂桶集中收集，交由有资质单位处理，签署《危废转移联单》；清洗水经3级沉淀+活性炭过滤后回用，禁止直排。9进度计划（示例500mDN800）D1：围挡、堵水、预处理120mD2：预处理130m，拉入软管250mD3：拉入软管250m，灌注树脂D4：紫外固化250mD5：紫外固化250m，冷却切头D6：CCTV复检、通水、撤场总工期6日历天，雨天顺延，提前1天奖5000元，滞后1天罚10000元。10成本测算材料：软管3mm厚280元/m，树脂32kg×18元/kg，合计856元/m设备折旧：紫外灯链120元/m人工：班组8人×280元/工日÷50m/日=45元/m综合单价：1021元/m（不含税），较传统开挖更换节省35%，工期缩短70%。11信息化管理11.1二维码追溯每卷软管贴二维码，扫码显示：批次号、树脂含量、生产日期、质检报告。11.2施工APP实时上传GPS坐标、固化温度曲线、CCTV截图，业主手机端随时查看，数据云端保存10年。11.3BIM建模修复后生成Revit模型，内衬段用橙色实体填充，属性栏含壁厚、树脂型号、设计寿命，接入市政GIS平台。12常见问题与排错12.1软管翻转原因：卷扬机速度过快或井口锐角摩擦。解决：前端加5mm厚PE导向板，速度降至5m/min，翻转处切除1m重新拉入。12.2固化温度低原因：地下水渗入＞0.5m³/h。解决：注浆封水后再固化，或采用分区气囊隔离。12.3内衬起泡原因：树脂灌注不充分。解决：二次灌注，压力升至0.3MPa，保持15min。12.4端部渗水原因：扎头密封圈老化。解决：拆除扎头，更换三元乙丙密封圈，螺栓对角紧固，扭矩30N·m。13保修与运维13.1保修期自竣工验收之日起24个月，出现非外力破损免费修复。