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摘要：介紹在單側井密封狀態(tài)下采用CIPP翻轉法修復施工的技術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置出氣口的方法。闡述CIPP翻轉法對G1501繞城高速過路污水壓力管修復工程中的應用。
關鍵詞：CIPP翻轉法 非開挖修復 過路壓力管 單側井密封 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。
經排查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生污水冒溢的道路下面，埋設有一根直徑為Φ600mm，長度為97.0米的混凝土過路壓力管道。該管道擔負著將合慶鎮(zhèn)周邊產生的生活污水壓送到該高速公路東側的污水壓力干線的任務。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部損壞情況并實施緊急修復。
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)大開挖施工修復不僅影響面大、工期長，而且在位于高速道路東側的綠化帶中，在該壓力管道的上部埋設有航油輸送管等其他管線。所以，采用開挖修復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，經過搶修小組專題會議的反復論證并結合管道內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的CIPP翻轉法對該管道實施整體內襯修復。
三、CIPP翻轉法內襯修復的原理及施工
CIPP- TURN YOUNG技術施工法是以不開挖道路進行下水管道修復的技術。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技術之一。
3.1 CIPP技術的施工原理
根據(jù)現(xiàn)場的實際情況在工廠內按設計制造內襯軟管，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插入輔助內襯管內。翻轉完成之后，利用水和壓縮空氣使樹脂軟管膨脹并緊貼在舊管內，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，舊管內即形成一層高強度的內襯新管。翻轉法內襯修復技術有如下幾個優(yōu)點：
1. 施工時間短：現(xiàn)場的施工從準備，翻轉，加熱，固化只需約1-2天時間。
2. 設備占地面積?。篊IPP施工法只需小型的鍋爐和熱水循環(huán)泵等設備，噪音低，對道路交通影響小。
3. 內襯管耐久實用：內襯材料具有耐腐蝕，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，不產生垃圾，不堵塞交通，使管道修復施工的形象大為改觀。
圖-2 CIPP- TURN YOUNG 施工示意圖
3.2 翻轉法修復施工
在翻轉作業(yè)臺上，把樹脂軟管安裝在翻轉頭上，在輔助內襯管內，通過壓縮空氣和水的壓力把樹脂軟管送入管內。然后連接加熱設備，開始對內襯管加熱固化。
加熱溫度是根據(jù)工地的氣溫，管內溫度，內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襯溫度全程檢測，確保材料完全固化，達到修復目的。
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。檢查井內管道端部的處理結果如圖-4、圖-5所示。
圖-3 檢查井內管道端部情況 |
圖-4 內襯管道切割后情況 |
四、施工后質量檢測
4.1 管道內電視檢測
為了對管道內部施工后的外觀情況進行確認，施工結束后我們用CCTV電視檢測設備對內襯管的外觀進行了檢測。從檢測結果看，管道內部整個被修復區(qū)域光滑連續(xù)，無剝落，無凹凸和流通堵塞現(xiàn)象，內襯修復結果良好，圖6所示。
圖-5 施工后管道內部情況 |
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，結果見下表所示。根據(jù)要求，固化后內襯管道的厚度檢測位置應該盡量避免在軟管纖維的接縫處，我們對內襯管的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 | 設計厚度 | 結果判斷 |
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)標準中規(guī)定的厚度誤差允許在0%—+25%的規(guī)定，由此判斷，施工的CIPP材料厚度滿足質量標準。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標準的規(guī)定，對本次施工的內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量檢測資質的第三方—上海同濟建設質量檢查站進行。
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力的各項指標都達到了規(guī)定的要求，材料強度合格。
性能項目 | ASTM標準值 | 實際測定值 | 結果判定 | 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 |
第一裂紋時彎曲應力 | ≥25 MPa | 58.4 MPa | 合格 | GB/T2567-2008 |
五、技術難點及解決辦法
本次工程需修復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，管道翻轉法內襯施工又是單側封閉的狀況，施工上有很大的技術難度。為了攻克上述難關，現(xiàn)場采取了如下的措施：
1.壓力泵站污水臨排措施：鋪設耐壓的用于臨排的鋼管，將合慶鎮(zhèn)泵站的污水送入東側干管內。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實施了接入干管的工作。
2. 在Φ600管道東側出口實施鋼板封堵：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置了可開啟的通氣孔，以確保管道修復時內部的空氣外溢。
3. 實施管道內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車道位置的管道，局部接口有縫隙，同時發(fā)現(xiàn)內部有一處存在鋼套環(huán)。據(jù)此，管道內部損壞情況和專題會議上的推測相吻合。
4.實施單側封閉的CIPP內襯施工：通常翻轉法施工必須在管道兩側檢查井開放下才能實施。由于本次管道東側的檢查井為壓力井，為了排除材料翻轉時管道內空氣壓力，現(xiàn)場利用設置在鋼板封頭上的預留孔，由潛水員操作接上通風管后升至壓力井水位上部，確保了共97.0米內襯材料翻轉作業(yè)的順利進行。內襯材料翻轉結束后即再次封閉通氣孔，在內襯管加熱固化的過程中確保壓力干管的正常使用。在本項目負責人的精心協(xié)調下，通過泵站運行管理部門、潛水單位、內襯施工單位等各方面的合作，管道翻轉法內襯修復施工非常順利。
5.內襯管東側頭子的切割作業(yè)：由于本次是單側開放的內襯施工，為了使存在于管道內部的內襯材料東側端部頭子順利割開，首先采用高壓送氣管將空氣從開放的西側送入至97.0處的東側，然后由經驗豐富的技術人員通過管道爬至東側管頭，采用不需電源的風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.拆除東側壓力井內鋼板頭子：翻轉法內襯修復施工的主體工程結束后，在壓力干管上下游泵站的共同配合之下，拆除設置在東側的鋼板頭子，恢復壓力井蓋，并拆除合慶泵站的臨排鋼管，壓力污水實施切換恢復至修復后的600管道，完成施工。
六.結束語
本次G1501上海繞城高速壓力管道內襯修復工程施工時間緊，質量要求高。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翻轉法非開挖內襯技術，是對施工單位的技術和施工管理的信任，但更是一種考驗。在建設方領導等的關心和指導下，大家齊心協(xié)力，保質保量地完成修復工作，為以后施工類似復雜工程提供了寶貴經驗。
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