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摘要：介紹在單側(cè)井密封狀態(tài)下采用CIPP翻轉(zhuǎn)法修復(fù)施工的技術(shù)措施以及采用潛水方式使用鋼板快速對管口進行封堵并設(shè)置出氣口的方法。闡述CIPP翻轉(zhuǎn)法對G1501繞城高速過路污水壓力管修復(fù)工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：CIPP翻轉(zhuǎn)法 非開挖修復(fù) 過路壓力管 單側(cè)井密封 帶水鋼板封堵
一、工程概況
近日，在對高速公路進行日常維護檢查時發(fā)現(xiàn)，G1501高速路合慶鎮(zhèn)附近路段，出現(xiàn)路面冒出污水，并伴有路面開裂損壞的現(xiàn)象，引起了道路管理部門的高度重視，并隨即安排人員對此區(qū)域的周邊環(huán)境進行了解和摸排。
經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生污水冒溢的道路下面，埋設(shè)有一根直徑為Φ600mm，長度為97.0米的混凝土過路壓力管道。該管道擔(dān)負(fù)著將合慶鎮(zhèn)周邊產(chǎn)生的生活污水壓送到該高速公路東側(cè)的污水壓力干線的任務(wù)。從路面的冒水情況判斷，可能是由于大型車輛震動造成了該管道的接口松動或者管體破裂，使得壓力污水從破損處外冒。因此，需要及時摸清該管道的內(nèi)部損壞情況并實施緊急修復(fù)。
搶修工程位置示意圖如圖1所示。
圖-1 G1501 污水過路管道搶修工程位置示意圖
二、修復(fù)方案的選擇
對本次損壞的過路壓力管道如采用傳統(tǒng)大開挖施工修復(fù)不僅影響面大、工期長，而且在位于高速道路東側(cè)的綠化帶中，在該壓力管道的上部埋設(shè)有航油輸送管等其他管線。所以，采用開挖修復(fù)時涉及到高速公路封道、改道或者影響地下航油等管線的問題，成本巨大。
據(jù)此，經(jīng)過搶修小組專題會議的反復(fù)論證并結(jié)合管道內(nèi)部損壞情況和施工現(xiàn)場的各種因素，最終決定采用非開挖技術(shù)的CIPP翻轉(zhuǎn)法對該管道實施整體內(nèi)襯修復(fù)。
三、CIPP翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯修復(fù)的原理及施工
CIPP- TURN YOUNG技術(shù)施工法是以不開挖道路進行下水管道修復(fù)的技術(shù)。近幾年在發(fā)達國家每年都具有上百公里的施工實績。是比較成熟的，具有信賴性的管道非開挖修復(fù)技術(shù)之一。
3.1 CIPP技術(shù)的施工原理
根據(jù)現(xiàn)場的實際情況在工廠內(nèi)按設(shè)計制造內(nèi)襯軟管，然后灌浸熱硬化性樹脂制成樹脂軟管。施工時將樹脂軟管和加熱用溫水輸送管翻轉(zhuǎn)插入輔助內(nèi)襯管內(nèi)。翻轉(zhuǎn)完成之后，利用水和壓縮空氣使樹脂軟管膨脹并緊貼在舊管內(nèi)，然后利用循環(huán)的方式通過溫水循環(huán)加熱。使具有熱硬化性的樹脂軟管硬化成型，舊管內(nèi)即形成一層高強度的內(nèi)襯新管。翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)有如下幾個優(yōu)點：
1. 施工時間短：現(xiàn)場的施工從準(zhǔn)備，翻轉(zhuǎn)，加熱，固化只需約1-2天時間。
2. 設(shè)備占地面積?。篊IPP施工法只需小型的鍋爐和熱水循環(huán)泵等設(shè)備，噪音低，對道路交通影響小。
3. 內(nèi)襯管耐久實用：內(nèi)襯材料具有耐腐蝕，耐磨損的優(yōu)點，材料強度大，耐久性根據(jù)設(shè)計要求可達30年。
4. 保護環(huán)境，節(jié)省資源：不開挖路面，不產(chǎn)生垃圾，不堵塞交通，使管道修復(fù)施工的形象大為改觀。
圖-2 CIPP- TURN YOUNG 施工示意圖
3.2 翻轉(zhuǎn)法修復(fù)施工
在翻轉(zhuǎn)作業(yè)臺上，把樹脂軟管安裝在翻轉(zhuǎn)頭上，在輔助內(nèi)襯管內(nèi)，通過壓縮空氣和水的壓力把樹脂軟管送入管內(nèi)。然后連接加熱設(shè)備，開始對內(nèi)襯管加熱固化。
加熱溫度是根據(jù)工地的氣溫，管內(nèi)溫度，內(nèi)襯管的厚度等條件決定。施工的材料加熱分三個階段∶第一階段升溫至63度，保溫時間為2個小時。第二階段升溫至83度，保溫時間6-8個小時。第三階段的溫水泵循環(huán)冷卻為30分鐘。采用數(shù)字式溫度計對管道內(nèi)襯溫度全程檢測，確保材料完全固化，達到修復(fù)目的。
3.3 管口處理
為了使施工后的CIPP管材的管口部分保持光滑，并能和井壁連成一體，我們在內(nèi)襯材料管口伸出5cm的位置處實施切割，然后采用快速水泥在內(nèi)襯材料和井壁間做一個45度的倒角，達到防滲漏，保護管口的目的。檢查井內(nèi)管道端部的處理結(jié)果如圖-4、圖-5所示。
圖-3 檢查井內(nèi)管道端部情況 |
圖-4 內(nèi)襯管道切割后情況 |
四、施工后質(zhì)量檢測
4.1 管道內(nèi)電視檢測
為了對管道內(nèi)部施工后的外觀情況進行確認(rèn)，施工結(jié)束后我們用CCTV電視檢測設(shè)備對內(nèi)襯管的外觀進行了檢測。從檢測結(jié)果看，管道內(nèi)部整個被修復(fù)區(qū)域光滑連續(xù)，無剝落，無凹凸和流通堵塞現(xiàn)象，內(nèi)襯修復(fù)結(jié)果良好，圖6所示。
圖-5 施工后管道內(nèi)部情況 |
圖-6 管道材料厚度檢測 |
4.2 材料厚度的測量
我們同樣對管壁的厚度進行了檢測，在管道端口進行了取點測量，結(jié)果見下表所示。根據(jù)要求，固化后內(nèi)襯管道的厚度檢測位置應(yīng)該盡量避免在軟管纖維的接縫處，我們對內(nèi)襯管的45度、135度、225度和315度的4點進行了厚度檢測，然后取其平均值進行判斷。
管徑 | 1 | 2 | 3 | 4 | 平 均 | 設(shè)計厚度 | 結(jié)果判斷 |
Ф600 | 12.5 | 12.5 | 13.0 | 13.0 | 12.75 | 12.0mm | 合格 |
Φ600管道的施工材料設(shè)計厚度為12.0mm，實際厚度平均值為12.75mm，厚度的超過值為10.6%，滿足施工企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度誤差允許在0%—+25%的規(guī)定，由此判斷，施工的CIPP材料厚度滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。施工后厚度測量情況如圖7所示。
4.3 材料強度的測試
按照美國材料協(xié)會制定的ASTM標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對本次施工的內(nèi)襯材料進行強度性能測試。材料取自施工現(xiàn)場，性能測試委托具有工程質(zhì)量檢測資質(zhì)的第三方—上海同濟建設(shè)質(zhì)量檢查站進行。
根據(jù)材料強度的規(guī)定值以及檢測報告進行歸納，材料的強度性能判斷如表-2所示。得到材料的彎曲強度，彎曲彈性模量和第一裂紋時彎曲應(yīng)力的各項指標(biāo)都達到了規(guī)定的要求，材料強度合格。
性能項目 | ASTM標(biāo)準(zhǔn)值 | 實際測定值 | 結(jié)果判定 | 測試方法 |
彎曲強度 | ≥31 MPa | 59.6 MPa | 合格 | GB/T2567-2008 |
彎曲彈性模量 | ≥1724 MPa | 3289 MPa | 合格 | GB/T2567-2008 |
第一裂紋時彎曲應(yīng)力 | ≥25 MPa | 58.4 MPa | 合格 | GB/T2567-2008 |
五、技術(shù)難點及解決辦法
本次工程需修復(fù)的地點處于高速公路下面，管道兩邊的泵站和壓力送水干管又需要正常運行，管道翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯施工又是單側(cè)封閉的狀況，施工上有很大的技術(shù)難度。為了攻克上述難關(guān)，現(xiàn)場采取了如下的措施：
1.壓力泵站污水臨排措施：鋪設(shè)耐壓的用于臨排的鋼管，將合慶鎮(zhèn)泵站的污水送入東側(cè)干管內(nèi)。實施過程中請求壓力干管上下游泵站配合降水的情況下，在規(guī)定的深夜降水時間內(nèi)實施了接入干管的工作。
2. 在Φ600管道東側(cè)出口實施鋼板封堵：利用深夜時間，在干管上下游泵站配合降水的情況下，由具有豐富經(jīng)驗的潛水施工隊伍，在水下對Φ600管道出口處的井壁上打孔并植入膨脹螺栓，然后將鋼板封頭固定以實施封堵并設(shè)置了可開啟的通氣孔，以確保管道修復(fù)時內(nèi)部的空氣外溢。
3. 實施管道內(nèi)CCTV檢測：在實施了臨排并進行封堵后，對該Φ600管道實施了CCTV檢測。從檢測結(jié)果來看，管道主體沒有變形和破損，主要是位于高速公路西側(cè)車道位置的管道，局部接口有縫隙，同時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有一處存在鋼套環(huán)。據(jù)此，管道內(nèi)部損壞情況和專題會議上的推測相吻合。
4.實施單側(cè)封閉的CIPP內(nèi)襯施工：通常翻轉(zhuǎn)法施工必須在管道兩側(cè)檢查井開放下才能實施。由于本次管道東側(cè)的檢查井為壓力井，為了排除材料翻轉(zhuǎn)時管道內(nèi)空氣壓力，現(xiàn)場利用設(shè)置在鋼板封頭上的預(yù)留孔，由潛水員操作接上通風(fēng)管后升至壓力井水位上部，確保了共97.0米內(nèi)襯材料翻轉(zhuǎn)作業(yè)的順利進行。內(nèi)襯材料翻轉(zhuǎn)結(jié)束后即再次封閉通氣孔，在內(nèi)襯管加熱固化的過程中確保壓力干管的正常使用。在本項目負(fù)責(zé)人的精心協(xié)調(diào)下，通過泵站運行管理部門、潛水單位、內(nèi)襯施工單位等各方面的合作，管道翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯修復(fù)施工非常順利。
5.內(nèi)襯管東側(cè)頭子的切割作業(yè)：由于本次是單側(cè)開放的內(nèi)襯施工，為了使存在于管道內(nèi)部的內(nèi)襯材料東側(cè)端部頭子順利割開，首先采用高壓送氣管將空氣從開放的西側(cè)送入至97.0處的東側(cè)，然后由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員通過管道爬至東側(cè)管頭，采用不需電源的風(fēng)動切割工具實施帶水切割作業(yè)，確保了施工的安全和效率。
6.拆除東側(cè)壓力井內(nèi)鋼板頭子：翻轉(zhuǎn)法內(nèi)襯修復(fù)施工的主體工程結(jié)束后，在壓力干管上下游泵站的共同配合之下，拆除設(shè)置在東側(cè)的鋼板頭子，恢復(fù)壓力井蓋，并拆除合慶泵站的臨排鋼管，壓力污水實施切換恢復(fù)至修復(fù)后的600管道，完成施工。
六.結(jié)束語
本次G1501上海繞城高速壓力管道內(nèi)襯修復(fù)工程施工時間緊，質(zhì)量要求高。同時，施工所在道路的位置特殊，要求把施工對道路交通及周邊環(huán)境的影響降低到最小限度。能夠采用CIPP翻轉(zhuǎn)法非開挖內(nèi)襯技術(shù)，是對施工單位的技術(shù)和施工管理的信任，但更是一種考驗。在建設(shè)方領(lǐng)導(dǎo)等的關(guān)心和指導(dǎo)下，大家齊心協(xié)力，保質(zhì)保量地完成修復(fù)工作，為以后施工類似復(fù)雜工程提供了寶貴經(jīng)驗。
