上海城建水务工程有限公司 上海市 200092
摘要：IBB16®二元全结构内衬修复工艺是基于传统的CIPP的非开挖修复方式进行组合的工艺方法。以龙吴路供水管道修复工程为实例，介绍了该工艺的施工流程和应用。工程实践证明，该工艺具有施工时间短、对现场周边交通及环境影响小等优势，为该工艺的应用和推广提供了工程经验。
1 引言
城市供水管网随着我国快速发展，由于历史等原因，不少管道内流速偏低、连接复杂、供水水龄较长等情况，用户水质难以保障。十九大、水十条等国家重要文件把饮用水安全放在重要位置，以满足民生需求。上海市城市总体规划提出到2035年，全市供水水质达到欧美同期水平，满足直饮需求。据不完全统计，目前上海市有将近5000公里老旧管线、落后管材和隐患管道。其中少数管道已严重影响供水品质，例如长乐路现存的敷设于1954年的供水管道，内部情况如图1所示。
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图1 长乐路DN1000供水管道内部情况图
然而，该道路狭窄且流量较大，交通流量分析如图1所示，传统开槽排管难以满足道路通行条件。
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图2 长乐路交通流量分析图
CIPP原位固化修复技术，是非开挖行业一种地下管道修复工艺，起源于上世纪七十年代的英国，八十年代开始陆续在排水、燃气及石油化工领域被应用，目前在国内的供水管道中应用仍较少。IBB16®二元全结构内衬修复工艺是基于传统的CIPP的非开挖修复方式进行组合的工艺方法，是一种应用于带压供水管道的全结构非开挖修复工艺，分为紫外光固化和蒸汽热固化两道工序。为了满足带压水管的承压性要求，首先将玻纤管送入老管，采用紫外光固化；然后将涂有环氧树脂的PE层软管采用气体翻转送入玻纤管道，采用蒸汽固化系统进行固化。经过两种固化工艺处理后，形成能够独立承压、卫生安全的复合管。独特的环氧树脂及加工工艺，使三层结构形成完整的复合材料，不存在分层脱落现象。本文结合上海市龙吴路供水管道非开挖修复实际工程案例，对原位固化修复工艺在工程实践中的选择与应用进行探讨。
2 工程概况
龙吴路（景联-双柏）DN800管材为铸铁管，长度约1130米，属主干道输水管线，以曹家港桥为界，分为南北两段，南起双柏路，北至景联路，承担着闵行区重要的输配水任务；管道1994年竣工通水，服役25年，管道管材老化，多次发生渗漏，维修难度大；经内窥检测发现，管道内部存在结垢，腐蚀及漏水现象，有潜在的用水安全隐患。由于该管为大口径输水干管，且最大程度减少路面开挖与对周围的影响，因此需要采用低扰动、小开挖、快速的施工方式的IBB16®二元全结构内衬修复工艺。修复需要开挖9个井，工作井分布如图3与图4所示。
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图3 曹家港桥南侧工作井位图
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图4 曹家港北侧工作井位图
3主要施工步骤
3.1 工艺流程
龙吴路非开挖修复工程的施工工艺流程如图5所示。
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图5 施工工艺流程图
3.2 现场勘查
待修复管道位于西侧绿化带，绿化包含大量树木、灌木和草皮，待修复管道沿线平行分布有DN300 给水管、国防电缆、燃气管、通讯管线、高压线、市政雨、污水管线等地下设施，情况不利于传统开挖排管。沿线分别设有1处DN800蝶阀和2处DN500支管。旁侧有双向四车道同行，车流量较大；沿线用户多为商城、批发市场和大型的厂房。
3.3 基坑开挖
需要开挖9个井，其中入料井为5个。其规格为长6m*宽2.5m*深3.5m。接收井4个，其规格为3m*2.5m*深3.5m。基坑围护采取树根桩+高压旋喷桩+内支撑的形式，基坑底部采用素混凝土注浆加固整平。
3.4 CCTV检测
通过CCTV检测设备对管道内的情况进行探视，了解管道内的腐蚀、裂缝、漏水、破损等情况，并进行录像保存，并根据此情况选用合适的清洗喷头。
3.5 管道清洗
采用高压射水将附着于管内的锈瘤、结垢物、防腐层等去除，直至管道表面无明显附着物、尖锐毛刺、影响内衬管道施工的凸起物等；在清洗管道过程中，从旧管道另一端的水槽中抽走清洗的废水。对高压射水后无法清除管道内的毛刺、凸起物等影响后期修复施工的缺陷进行铣削处理。对管道内漏水、孔洞、变形和锈蚀等局部缺陷，采用机械打磨、点位加固进行处理，确保管内无沉积、结垢、障碍物及尖锐凸起物。
3.6 修复流程
3.6.1 第一层UV固化
CCTV 检测后，借助冲洗设备将绳索导入管道内。该绳索把牵引绳和底膜引入管道。拉入底膜后，通过绞车拉入玻纤软管，对软管两端安装专用的扎头，连接充气管，然后在入料井端对玻纤管道进行充气，使玻纤管道贴合在管道内壁上。随后打开入料井的密封端口，将UV灯链放入管道内，关闭密封端口后开启紫外光源，开始UV固化。
3.6.2 第二层蒸汽固化
开启空压机，将PE材料从翻转鼓中翻转出来。通过自动控制系统控制翻转鼓的转速将PE材料送到接收井端。通过蒸汽固化控制系统，将蒸汽锅炉的蒸汽维持在120度2bar，通过专用接口，将蒸汽送入管道中，加热对环氧树脂进行固化。固化完成后，应先进行冷却，然后降压。
3.6.3 端口处理
内衬管内冷却水抽除与空气压力释放后，切割端部内衬管。先在管内进行端口切割，之后在切割口使用快速密封胶封闭内衬管与原管内壁的间隙，然后按照图6所示的方法安装橡胶带及不锈钢胀环。
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图6 端口处理示意图
3.7 试压泵压
龙吴路泵压段以曹家港桥划分为南北两段，两段的泵压皆需要跨越工作井，中间工作井连通方法如图7所示。
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图7泵压时中间井连接方式
3.8 冲洗消毒
冲洗分三个阶段进行：第一阶段的冲洗是将管内污泥杂物冲洗干净，使管内的浑浊度指标小于0.5NTU；第二阶段将采用漂粉精消毒，使管内游离氯浓度不低于40ppm；第三阶段将进行消毒液冲洗，直到出水口出水的色度、浊度达到标准，并经水质部门化验合格。
3.9 支管连接
采用内切割方式，将支管处的内衬管切除，精确测量主管和支管内径，使用T形EPDM密封橡胶，然后在T形密封橡胶安装如图8的不锈钢涨环（带EPDM橡胶）。
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图8 T形EPDM密封橡胶
4对IBB16®二元全结构内衬修复工艺的建议
1、IBB16®二元全结构内衬修复工艺的最大优势在于管道全结构修复以及避免道路大面积开挖，对周围环境影响小、施工周期短。但仍需注意的是非开挖修复段不能存在阀门，选取工作井位置时需考虑这点，尽量使阀门井和工作井合二为一，尽可能的减少开挖面积，最大化其优势。
2、IBB16®二元全结构内衬修复工艺的任意工序可以拆分，但每项工序必须连续作业。为满足夜间施工时间紧张的要求，建议优化管道修复各工序的无缝衔接，如浸渍作业放在临近工地的仓库完成，将浸渍后的材料直接放入翻转蒸汽固化车内，然后在夜间施工时运抵施工现场，直接进行翻转及固化作业，翻转作业在2小时内可以完成。这样就减少了工地现场的工作时长，不影响关键不可中断工序实施。
3、应用于龙吴路供水管道修复工程的IBB16®二元全结构内衬修复工艺的工程造价约为1.6万元/米，其中材料费用约占55%。而同路段的DN800传统排管的工程造价约为1.0万/米，其中路面修复费用与绿化搬迁费约占62%。因修复材料需进口，导致IBB16®工艺的成本远高于开槽排管，当修复材料可以实现全面国产化后，IBB16®工艺的成本将会有较大幅度的下降，未来的IBB16®工艺将会更具竞争力。同时，建议以后的供水管道更新工程中，可以考虑采取IBB16®+传统排管的施工，IBB16®负责无支管、无阀门但难度较大、影响较大或费用较大的过路施工等施工段，其余部分采用传统排管。
5结语
实践证明，采用IBB16®二元全结构内衬修复工艺对供水管道进行非开挖修复，对周围环境和路面设施影响小，施工周期短。经修复后，管道无渗漏且改善了供水水质，又延长了管道的使用寿命，提高了管道的输水能力。
随着科技的发展与材料方面的研究，未来的IBB16®二元全结构内衬修复工艺所能采用的固化手段与使用材料还会有很大的进步空间，制约其发展的价格问题也将会逐渐被克服。IBB16®二元全结构内衬修复工艺对城市供水管道的改造修复将会有着不小的应用前景。
参考文献：
[1]廖军，刘辛悦，韩冰，等.给水管道非开挖内壁喷涂修复工艺在上海的工程应用[J].净水技术，2018，37（S1）：178-180，189.
[2]城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程（CJJ/T210-2014）[S].北京：中华人民共和国住房与城乡建设部，2014.
[3]城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程（CJJ/T 244-2016）[S].北京：中华人民共和国住房与城乡建设部，2016.
[4] 给水排水管道原位固化法修复工程技术规程（T/CECS 559-2018）[S].中国工程建设标准化协会，2018.
[5]解铭.非开挖修复技术在上海市四平路排水管道修复中的应用.环境工程.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2097.x.20200518.1342.004.html
[6]张洪彬，安关峰，刘添俊，张国祥.紫外线光固化CIPP技术在排水管道修复中的应用[J].给水排水，2015，51（2）：103-106.