管道光固化修复是一种先进的非开挖管道修复技术,在各类管道修复工程中发挥着重要作用。它主要通过将浸渍了光敏树脂的软管或其他材料置入待修复的管道内,再利用特定的光源(通常为紫外线灯)照射,使树脂发生固化反应,从而在原有管道内部形成一层高强度、耐腐蚀的新内衬管,达到修复管道的目的。这种“管中管”的结构能够有效恢复管道的结构强度,提高管道的流量,并显著改善管道的水力性能。
与传统的开挖修复方式相比,管道光固化修复具有诸多显著优势。它无需大面积开挖路面,大大减少了对交通、环境及周边设施的影响,尤其适用于穿越道路、建筑物或绿化带的管道修复。同时,该技术施工速度快,单次施工可修复较长距离的管道,固化时间相对较短,能满足城市快速修复的需求,施工周期的缩短也降低了对城市正常运转的干扰。此外,光固化修复后的内衬管强度高、耐腐蚀、抗渗漏,使用寿命可达50年,内壁光滑还可提升管道过流能力,并且树脂固化过程无有害气体排放,符合环保要求,施工噪音低,对周边居民的干扰小。
管道光固化修复技术的核心原理基于光敏树脂的特性。光敏树脂是一种在特定波长的光线照射下会发生聚合反应,从而由液态转变为固态的材料。在管道修复过程中,通常会选用玻璃纤维软管作为载体,将其浸渍在光敏树脂中,使其充分吸收树脂。
施工时,首先通过机械牵引或其他方式将浸满树脂的软管拖入被修复的管道内。为了使软管能够紧密贴合管道内壁,会向软管内灌注压缩空气,让软管膨胀并与旧管壁完全接触。接着,将紫外线灯架等光源设备沿软管内部的专用通道送入管道内,开启紫外线灯,控制光照强度和时间,使软管上的树脂在紫外线的照射下发生固化反应。随着树脂的固化,逐渐形成一层坚硬、连续且与旧管道紧密结合的新内衬管,这层新管能够承受一定的压力和外力,替代原有受损管道的部分功能,实现对管道的修复和加固。
在进行管道光固化修复之前,必须对管道进行全面的检测与评估。通常会使用CCTV管道检测机器人对管道内部进行视频勘察,它可以清晰地拍摄管道内部的情况,帮助施工人员定位破损点、裂缝、渗漏处等问题,并评估修复的范围和程度。通过这种方式,能够准确了解管道的实际状况,为后续的修复方案制定提供依据。
管道预处理是确保修复效果的重要步骤。首先,使用高压水枪对管道内壁进行清洗,清除管道内的淤泥、树根、杂物等障碍物,保证管道内壁干净、平整。对于一些严重破损的点,如坍塌、错位等,需要进行局部修补,以确保管道的基本结构稳定,为后续软管的拉入和固化创造良好的条件。
将浸渍了树脂的玻璃纤维软管拉入待修复的旧管道内,在拉入过程中要注意控制速度和方向,避免软管受损。拉入完成后,通过充气设备向软管内充气,使软管逐渐膨胀并紧贴旧管壁。充气时要严格控制气压,按照一定的速率逐步增加气压,直至达到管径对应的气压值,并保持一段时间,确保软管与旧管壁完全粘合。
当软管充气贴合后,将紫外光灯架放入管道内,通过控制灯架在管道内的移动速度、光照强度和时间,使树脂在紫外线的照射下逐渐固化成型。在固化过程中,需要密切监测温度、光照等参数,确保树脂能够均匀、充分地固化,形成高质量的内衬管。
固化完成后,对管道两端多余的材料进行切割,恢复检查井的连接。然后再次使用CCTV检测设备对修复后的管道进行检测,检查内衬管的外观是否完好、有无裂缝、与旧管道的贴合情况等,同时还会取样检测管道的平均壁厚,检查新旧管道之间有无渗水等问题,只有当各项指标都符合要求时,才认为修复工程验收合格。
市政排水管网包括雨水管和污水管,由于长期使用和各种环境因素的影响,容易出现老化、渗漏、腐蚀等问题。管道光固化修复技术适用于对这些排水管网的修复,能够有效解决管道的结构性破损和功能性问题,保障城市排水系统的正常运行。例如,在一些城市的老旧城区,排水管道老化严重,采用光固化修复技术可以在不破坏路面和周边环境的情况下,快速修复管道,减少对居民生活的影响。
小区和工业园区的地下管道可能会出现塌陷、堵塞等问题,影响居民的生活和企业的生产。管道光固化修复技术可以针对这些问题进行修复,特别是对于穿越建筑物、绿化带等区域的管道,非开挖的施工方式具有明显的优势。例如,某工业园区的地下污水管道出现堵塞和渗漏问题,采用光固化修复技术,在短时间内完成了修复,恢复了管道的正常功能,且未对园区的生产活动造成较大影响。
管道光固化修复技术适用于多种管径的管道修复,一般管径范围在DN150 - DN1600之间。不过,随着技术的不断发展,对于更大管径的管道修复也有了新的突破。例如,普洛兰超大管径紫外光固化修复材料成功应用于天津DN2200雨水管道修复项目,这标志着在超大管径非开挖修复领域取得了重要进展。
天津西二道与中心大道交口西侧的DN2200雨水管道,作为城市排水系统的核心动脉,由于长期使用出现了结构性破损与渗漏问题,威胁到周边道路及居民区的安全。如果采用传统开挖修复方式,需要封闭主干道数月,社会影响巨大。
该项目的建设单位是天津港保税区城市环境管理局,管理单位是天津天保建设发展有限公司,施工单位是中建三局集团有限公司。中建三局联合普洛兰采用全球首创DN2200紫外光固化修复技术,以“零开挖、高效率、低干扰”为核心理念,成功完成了全球首例DN2200超大管径紫外光固化管道修复。
在修复过程中,面临着诸多难点。普洛兰专门设计了DN2200内衬软管,内衬厚度达15mm,耐腐蚀寿命超50年,其柔韧性适配变径管道,解决了超大管径材料变形与贴合难题,填补了国内DN2000以上管径修复材料的空白。由于管道埋深6米,井室、管壁渗水严重,止水困难,选用了UV - CIPP防水内衬软管确保修复的成功实施。同时,普洛兰“紫舰”系列固化机组配备紫外灯与智能温控系统,动力系统支持连续高强度作业,支持单次长距离修复,适配DN200 - DN2400的管径范围,在长时间作业下仍保持稳定输出,验证了其在极端工况下的适应性。该项目的成功标志着中国在超大管径非开挖领域实现了从依赖进口到自主创新的跨越,并推动了行业标准向DN2400及以上延伸。
在广州番禺地区,市政排水管网和小区、工业园区地下管道存在老化、渗漏、腐蚀、塌陷或堵塞等问题。采用拉入式紫外光固化修复技术进行非开挖管道整段修复。
在施工过程中,严格按照施工流程进行操作。前期通过CCTV管道检测机器人对管道内部进行视频勘察,准确定位破损点并评估修复范围。然后使用高压水枪清洗管道内壁,清除障碍物,并对严重破损点进行局部修补。将浸渍树脂的玻璃纤维软管拉入旧管道,充气使其紧贴旧管壁,再通过紫外光灯架在管道内移动,控制光照强度和时间使树脂固化成型。最后进行端口处理和二次CCTV检测确认修复质量。该技术在广州番禺多个片区的市政管网修复中得到应用,取得了良好的修复效果,证明了其在城市管道修复中的有效性和实用性。
综上所述,管道光固化修复技术作为一种先进的非开挖管道修复方法,具有显著的优势和广泛的应用前景。虽然在实际应用中面临一些挑战,但随着技术的不断进步和完善,它将在城市管道修复领域发挥越来越重要的作用,为保障城市基础设施的安全运行和可持续发展做出贡献。