城市排水管道疏通CCTV及非开挖修复技术介绍

城市排水管道疏通清淤

CCTV检测以及非开挖修复

技

术

介

绍

第一章．城市排水管道的疏通    3

1.1排水管道疏通意义    3

1.2排水管道疏通方法    4

1.3排水管道疏通方法的选择    5

1.4排水管道疏通施工    6

1.4.1施工流程    6

1.4.2管道疏通可达到的质量要求    9

1.4.3特殊工程施工措施    9

第二章．城市排水管道的CCTV检测    10

2.1排水管道闭路电视检测（CCTV检测）简介    10

2.2排水管道CCTV检测的意义    11

2.3排水管道CCTV检测施工流程图    12

2.4排水管道CCTV检测现场施工方案    12

检测施工现场维护    12

摄像检测施工    13

施工前设备检查    13

摄像检测施工    13

工程撤场    14

检测报告的编制    14

特殊工程施工    14

2.5管道健康状况的评估    15

2.5.1排水管道缺陷分类    15

2.5.2结构性缺陷定义与分类    16

结构性缺陷状况评估    17

2.5.3功能性缺陷定义与分类    18

功能性缺陷状况评估    18

2.6各种缺陷的时钟表示法    19

第三章．城市排水管道的非开挖修复    20

3.1管道修复方法的选择    20

3.2编制管网整治实施方案    21

3.3排水管网非开挖的修复方法    22

3.3.1局部非开挖修复    22

1、不锈钢发泡筒材料    22

2、不锈钢发泡筒工艺原理    23

3、不锈钢发泡筒设计数据    24

4、大口径不锈钢发泡筒的安装过程    25

局部固化修复    27

（1） 施工工艺流程    28

（2） 工艺操作要求    28

（4）材料和设计要求    30

翻转内衬工艺介绍    31

翻转内衬法的安装    34

翻转内衬法施工案列照片    37

施工现场平面布置    38

第一章．城市排水管道的疏通

1.1排水管道疏通意义

目前，在我国城市中，地下排水管道密布，有效的保障了城市的生产和生活。但我们在生活中仍会看见城市道路污水漫溢、雨水淹没路面的情况，严重的影响了人民群众的生产和生活，而导致这一现象产生的原因就是排水管道由于堵塞，排水不畅。目前排水管道的疏通与日常养护已成为排水管道管理部门的重大问题。每年雨季的防汛均作为各个城市的首要任务。在上海，每年夏季来临前，管理部门会相继对市政排水管道疏通养护状况进行检查，确保排水通畅。

 上海和南京的城市道路积水

通过对排水管道进行疏通养护，可有效的避免污水漫溢及道路积水，确保人们的正常的生产和生活，同时对城市的雨季抗洪提供重要的基础条件。

1.2排水管道疏通方法

排水管道疏通就是清除排水管道内的垃圾和沉积积泥等物体，保障管道排水畅通。其根据疏通方式不同可分为机械疏通、水力疏通以及人工疏通等方法。

1）推杆和转杆疏通    

推杆疏通就是用人力将竹片、钢条等工具推入管道内清除堵塞的疏通方法；钻杆疏通就是是采用旋转疏通杆的方式来清除管道堵塞的疏通方法，又称为软轴疏通或弹簧疏通。

转杆疏通机按动力不同可分为手动、电动和内燃机几种，目前我国生产的只有手动和电动二种，电动疏通机在室外使用时供电比较麻烦。转杆机配有不同功能的钻头，用以疏通树根、泥沙、布条等不同堵塞物，其效果比推杆疏通更好。

         通沟钢条                          转杆疏通机

2 射水疏通

射水疏通是指采用高压射水清通管道的疏通方法。其效率高、疏通质量好，近20年来在我国许多城市已逐步被采用。射水疏通在支管等小型管中效果特别好。在非满管的情况下能彻底清除管壁油垢和管道污泥。如果装上一种带旋转链条的特殊喷头，还可以清除管内固结的水泥浆。

联合吸污车在射水               可清除水泥浆的射水喷头

3 绞车疏通

绞车疏通是许多城市的排水管道主要疏通方法。其主要设备包括绞车、滑轮架和通沟牛。绞车可分为手动和机动二种；

 绞车、滑轮架和通沟牛                   沈阳的机动绞车                     不同通的沟牛 

    其主要原理为通过沟牛在管道内的来回移动，将积泥清理至检查井内，然后将积泥捞出，运送至垃圾填埋场。

4 水力疏通

水力疏通就是采用提高管渠上下游水位差，加大流速来疏通管渠的一种方法。其要求管道疏通必须达到0.7m/s左右的自清流速。对于目前城市的排水管道来说，除靠近泵站的少数管道外，大部分管道内水流无法达到此流速，因此无法进行管道的水力疏通。

5.人工疏通

   人工疏通就是由作业人员直接进入管道内进行管道清理作业的方法，其主要适用于大型管道（管道直径不小于800mm）的疏通作业。人工疏通效果好，但存在安全隐患。

1.3排水管道疏通方法的选择

 对于管道疏通方法的选择需考虑各种因素，包括管径、管内的沉积深度以及沉积性质，还包括一些外部的环境等。但我们在管道疏通过程中可根据管道内部实际沉积状况和实际条件，遵循水力疏通—射水疏通—绞车疏通—推杆和转杆疏通—人工疏通的先后顺序选择疏通方法。也可以根据现实情况在上述方法中进行组合选择，确保选择最省时、省力和费用最低的方法。

1.4排水管道疏通施工

1.4.1施工流程

管道疏通流程图

1.收集原有管线资料和施工现场查勘：

由养护人员根据收集到的管线资料，对施工现场进行勘探并且记录，为施工准备工程计划及施工现场安全维护:

为保障现场施工安全，在进行管道疏通施工前，需对施工现场进行全封闭的安全维护。由于施工现场为一般的临时性维护，因此所采用的安全维护装备主要为施工护栏、三角护锥以及警戒带等，现场安全维护方式参照下图方式如下：

2.管道封堵及排水施工：

按照排水管道封堵技术要求，对于需要清淤的管道采用橡皮管塞或砖墙进行临时封堵，封堵遵循先上游后下游的封堵方式进行施工。具体现场封堵方式见下图：

待管道封堵完成后，使用水泵将封堵范围内管道内部的积水临时排至下游管网内。

3.窖井清捞：

将窖井内的垃圾和石头等杂物捞出外运；

4.管道清洗疏通：

使用高压射水车，通过高压射水的强大压力，通过高压射水头在管道内的来回移动，使高压水流不断冲洗管壁，将管道内部的淤泥清理至检查井内，从而达到彻底清理管壁的效果，确保清洗后管壁无残留物，高压射水车的工作原理图如下：

高压射水清洗示意图

另外管道堵点在清洗后达到水流畅通，对于管道堵塞严重的点，必要时配合绞车或人工疏通进行。其中对于一些大型管道（包括特大型管道），由于其管径较大，因此高压射水疏通堵点达不到预期的效果，对于此类型的管道堵点疏通采用绞车疏通方式进行。

绞车疏通示意图

如上图所示，在管道两端分别设置绞车，管道内放置通沟牛，通过绞车在管道两段来回牵引通沟牛，将管道内的淤泥分别清理至管道两端的检查井内，在管道内淤泥基本清理完成后，再使用高压射水车将管道内壁清洗干净。

5.淤泥外运：

当管道清洗完成后，在检查井内气体符合安全要求后，由施工人员佩戴自供气式呼吸面具进入检查井，先使用高压射水对检查井井壁进行仔细清洗，然后将检查井内原有的以及由排水管道内清理出的垃圾、淤泥等杂物捞出至地面，确保检查井干净、见底、无残留物。所有淤泥垃圾必须装袋并转运至建设方制定的淤泥堆放地点； 

6.拆封通水：

  管道疏通完成后，将管道封堵拆除，保持水流畅通。

1.4.2管道疏通可达到的质量要求

●管道畅通无阻，每次清淤疏通后管内积淤深度不能超过1/5管径；

●窨井内无硬块杂物，井内四壁清洁；

●窨井盖框平稳不动摇、无缺损、无安全隐患、无渗漏。

下水道疏通清理一般遵循由下而上的原则，即清理从排水流向的下游开始，逐渐向上游推进。管道和窨井的疏通、清捞、调换窨井盖及清淤时产生的污泥进行装车、输送到指定处理厂或填埋点。管道的清洗疏通按照施工流程进行操作，以保障施工的质量。管道疏通完成后，采用新科技、新设备对疏通管段进行质量检查，如采用声纳或CCTV对管道进行质量检查，确保工程质量达标。

1.4.3特殊工程施工措施

1.管道封堵：

由专业潜水员对管道实施封堵，封堵的顺序为先对管道上游实施封堵，再对管道下游进行封堵，必要时还需对沿线排水支管进行临时封堵。

2.管道清洗疏通：

在管道清洗疏通过程中，结合管道内部情况，对于硬质水泥结块等射水疏通无法清理的，辅以人工进行疏通。

3.淤泥外运：

为保障环境整洁，所有疏通淤泥必须清运至垃圾填埋场，且保证在运输过程中路面无散落。拟采用罐式运输车进行淤泥外运。

第二章．城市排水管道的CCTV检测

2.1排水管道闭路电视检测（CCTV检测）简介

管网健康检查一般采用管道内窥电视检测系统，在国外称管道CCTV（Closed Circuit Television）检测，此方法于90年代中期引进国内用于管道内部状况及排水管道健康检测，它是国际上目前用于管道状况检测最为先进和有效的手段。欧美等发达国家较早使用该方法作为排水管道健康检查及新建排水管渠的验收的有效手段，上海已于上世纪90年代引进该方法开展市政排水管道管理和养护的协作工作，并发挥了巨大的辅助决策作用。

图 排水管道CCTV检测示意图

如上图所示，CCTV检测仪装备有最先进的摄像头、爬行器及灯光系统，完全由带遥控操纵杆的监视器控制，操作简单，移动方便。可以进行影像处理、记录摄像头的旋转和定位。具有高质量的图像记录和文字编辑功能。其主要工作部分为一部四轮驱动的摄像小车和一台计算机。根据不同管径，可以选用不同型号的CCTV。通过它能够将管道中的情况一览无余。在项目中对管内情况实在无法得知的时候，便采用此设备对管段进行检查。

2.2排水管道CCTV检测的意义

通过对工程范围内的排水管道进行CCTV检测，从而有效的查明排水管道内部功能性及结构性状况，如内部沉积、结垢、障碍物、树根、积水、封堵、浮渣等情况，同时与管道相连的各个窨井、检查口也能尽收眼底。对于在施工过程中发现的窨井盖、收水口、收水井是否完好，也能用CCTV拍摄视频资料作为执行后期养护、检修、更换窨井盖的依据。

对于及时发现的问题可以有针对性地、高效地制定整改方案，避免了暴雨来袭时的路段积水等问题。

2.3排水管道CCTV检测施工流程图

    

  2.4排水管道CCTV检测现场施工方案

2.4.1CCTV检测施工现场维护

进入施工现场后，首先用施工围栏、安全护锥及三角红旗等对施工现场进行安全维护。安全维护方式参照下图方式如下：

图  CCTV检测现场施工维护示意图

在进行正式检测施工前，按照技术要求，对所使用设备进行自检，即在路面上进行录制以及设备操作等，待验证检测设备满足要求后，再进行排水管道的检测施工。

管网CCTV检测以一个管段为单位进行，根据管线探测中对管段的编号，按照每段管道对应一个编号，在进行检测前，将管道附属信息输入录制软件内，然后在确保管道条件符合要求检测要求后，将远程控制彩色CCTV检视镜头送入已清洗好的排水管线内，将管道内的状况同时传输到电视监视屏幕上和电脑内。操作人员专用录制可将整个检测过程逐一检查并录制成数字影像文件存储在电脑硬盘内，同时，检测人员按照技术要求，填写电视检测记录表；如在检测的过程中有异常现象发生时，操作人员可操作设备旋转，详细查看缺陷点详情。为便于后期对检视结果分析，在CCTV检测时，异常点将停留片刻，以获得清晰的影像；其中对于管道渗漏、管道支管暗接等可能影响管道流量增加的缺陷需进行详细记录，并在检测时操作设备仔细察看。在CCTV检测结束后，所有的检测过程中产生的文件（影像文件）将转化成可在客户电脑上浏览和播放的文件格式，并刻成光盘供用户使用。

在施工完成后，需将现场清理干净，并将所有井盖关闭后，才可撤离施工现场。

参照有关规范中对排水管道CCTV检测报告编制的要求，对检测后的排水管道进行检测评估，并编制检测报告，检测报告主要包括下列内容：

a.工程概况：工程依据、目的和要求、开竣工日期，完成的工程量等信息；

b.技术措施：各工序作业的标准依据、采用的仪器和技术方法；

c.原始记录；各种原始记录表、评估打分记录；

d.评估与建议；管道状况整体评估、整改建议；

e.质量保证措施；各工序质量的控制情况；

f.附图：管道缺陷分布图、位置示意图；

g.应说明的问题及处理措施。

a. 告知措施

施工前，在施工区域张贴告示，明确施工时间和占道措施，设置道路施工警示牌，取得周围群众的谅解，以不影响群众的正常生产和生活。

b. 交通疏导

对于交通繁忙路段设置专门的交通疏导员，配合交警指挥交通，同时，合理安排施工时间，避开早晚高峰，保障道路畅通。

CCTV检测施工最终提交的成果资料包括管道CCTV检测报告以及管道检测影像数据光盘。

2.5管道健康状况的评估

管道健康状况的评估参照《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》执行，其是对管道当前健康状况的量化评估。通过综合检测中发现管道内的内部缺陷状况，对各种缺陷的严重程度不同划分等级并赋予相应的权重，进而运用科学的计算方式得出该段管道的修复指数和养护指数数值，从而根据数值的高低判定管道的健康状况水平。由于道路的重要性及地下土质对管道的健康状况评估存在一定的影响，因此在进行工程施工前，须由建设方对工程范围内的主次道路进行确定和划分。

排水管道的缺陷分为功能性缺陷和结构性缺陷，功能性缺陷检查主要是检查管道的畅通情况，结构性检查主要是检查管道构造的完好程度。各缺陷类别及代码表示可按照上海市规程规定表示。

表2.5.1 缺陷等级分类表

等级	1	2	3	4
结构缺陷程度	轻微缺陷	中等缺陷	严重缺陷	重大缺陷
功能缺陷程度	轻微缺陷	中等缺陷	严重缺陷

结构性缺陷－影响结构强度和使用寿命的缺陷。（如裂缝、腐蚀等）结构性缺陷可以通过维修得到改善，分类如下表：

缺陷名称	代码	缺陷定义	等级数量
破裂	PL	管道的外部压力超过自身的承受力致使管材发生破裂。其形式有纵向、环向和复合三种。	4
变形	BX	管道的原样被改变（只适用于柔性管）。变形比率=最大变形内径÷原内径	3
错位	CW	两根管道的套口接头偏离，未处于管道的正确位置。邻近的管道看似“半月形”。	4
脱节	TJ	由于沉降，两根管道的套口接头未充分推进或接口脱离。邻近的管道看似“全月形”。	4
渗漏	SL	来源于地下的（按照不同的季节）或来自于邻近漏水管的水从管壁、接口及检查井壁流出。	4
腐蚀	FS	管道内壁受到有害物质的腐蚀或管道内壁受到磨损。管道标准水位上部的腐蚀来自于排水管道中的硫化氢所造成的腐蚀。管道底部的腐蚀是由于水的影响。	3
胶圈脱落	JQ	接口材质，如橡胶圈、沥青、水泥等类似的材料进入管道。悬挂在管道底部的橡胶圈会造成运行方面的重大问题。	3
支管暗接	AJ	支管未通过检查井直接侧向接入主管。该方式须得到有关部门批准，未批准的定为4级。	4
异物侵入	QR	非自身管道附属设施的物体穿透管壁进入管内。	3

结构性缺陷按照程度分为：轻微缺陷（1级）、中等缺陷（2级）、重大缺陷（3级）、严重缺陷（4级）。

1、结构性缺陷参数F按公式（2.5.2.1）或（）计算。

当S＜40时，F = 0.25×S  （2.5.2.1）

当S＞40时，F = 10   （）

式中损坏状况系数S按公式（）计算。

 （）

式中  L—被评估管道的总长度（m）； 

Li—各缺陷度（m）或缺陷个数；

  Pi—

  n1——结构缺陷处总个数。

表2.5.2  结构性缺陷等级权重

缺陷代码、名称	缺陷等级	计量单位
	1      2       3       4
PL破裂 BX变形 CW错位 TJ脱节 SL渗漏 FS腐蚀 JQ 胶圈脱落 AJ支管暗接 QR异物侵入	0.20   1.00    4.00    12.00 0.10   0.50    2.00     0.15   0.75    3.00    9.00 0.15   0.75    3.00    9.00 0.15   0.75    3.00    9.00 0.15   4.75    9.00     0.05   0.25    1.00     1.00   5.00    12.00 0.75   3.00    9.00	个（环向）或米（纵向） 个（环向）或米（纵向） 个 个 个或米 米 个 个 个

表2.5.3   地区重要性参数K

K 值	适用范围
6	交通主干道。
0	所有其它区域或F﹤4时

3、根据管道的口径，按下列规定确定管道重要性参数 E：

E=10  管道直径﹥1500㎜

E管道直径在1000㎜及1500㎜之间

E管道直径在600㎜及1000㎜之间

E管道直径﹤600㎜或F﹤4

4、管道修复指数按公式计算。

RI=0.85×F +0.1×K +0.05×E  

功能性病害－影响排水功能的病害。 （如积泥、树根等） 功能性病害可以通过养护疏通得到改善。分类如下表：

缺陷名称	代码	缺陷定义	等级数量
沉积	CJ	管道内的油脂、有机物或泥沙质沉淀物减少了横截面面积。有软质和硬质两种。	3
结垢	JG	由于含铁或石灰质的水长时间沉积于管道表面，形成硬质或软质结垢。	3
障碍物	ZW	管道内坚硬的杂物，如石头、柴枝、树枝、遗弃的工具、破损管道的碎片等。	3
树根	SG	单根树根或是树根群自然生长进入管道。	3
洼水	WS	管道沉降或堵塞形成水洼，水处停滞状态。	4
坝头	BT	残留在管道内的封堵材料。	3
浮渣	FZ	管道内水面上的漂浮物。	3

与结构性缺陷相同，功能性缺陷也分成：轻微（1级）、中度（2级）、重度（3级）、严重（4级）四个程度。

1、功能性缺陷参数G按公式（2.5）或（2.6）计算。

当Y＜40时，G = 0.25×Y  （2.5）

当Y＞40时，G = 10   （2.6）

式中运行状况系数Y按公式（2.3）计算：

 （2.9）

式中  L--被评估管道的总长度（m）； 

  Li—各缺陷度（m）或缺陷个数；

  Pi—第i处缺陷权重应查表2.5.4获得；

  n2——功能缺陷处总个数。

表2.5.4缺陷权重

缺陷代码、名称	缺陷等级	计量单位
	1      2       3       4
CJ沉积 JK结垢 ZW障碍物 SG树根 WS洼水 BT坝头 FZ 浮渣	0.05   0.25    1.00     0.15   0.75    3.00     0.00   3.00    6.00     0.15   0.75    3.00     0.01   0.05    0.20    0.60 0.50   3.00    6.00 0.00   0.50    1.00	米 个（环向）或米（纵向） 个 个（接口） 米 个 米

2、确定地区重要性参数K与上节相同。

3、确定管道重要性参数 E与上节相同。

4、管道养护指数按公式（2.10）计算。

MI=0.8×G +0.15×K +0.05×E  （2.10）

2.6各种缺陷的时钟表示法

如下图所示，采用时钟时针位置来描述管道病害出现在管道环向的位置。

图2.6 时钟表示法图例

图中：第一幅表示管道环向3点至9点位置存在病害，第二幅表示管道环向9点至3点位置存在病害。

第三章．城市排水管道的非开挖修复

3.1管道修复方法的选择

针对排水管网的损坏状况及各种非开挖修复方法的优劣，本次管网非开挖修复采用不锈钢发泡筒局部非开挖修复及CIPP整体内衬进行排水管道修复施工。

对于一般的排水管道缺陷，参照下表选择修复方法：

序号	管道缺陷类型	管内问题描述	初步处理方法	备注
1	管道渗漏	管道内存在明显渗漏现象，可看见水流	不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
2	管道错位	管道出现错位，错位距离不大于管道壁厚的100%	不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
3	管道破裂	管壁出现环向破裂，破裂长度小于0.5米，但破裂处无明显位移	不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
		管道出现纵向破裂，破裂长度大于0.5米，但破裂处无明显位移	CIPP内衬整修
4	管道脱节	管道脱节距离不大于管壁厚度的2倍	不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
		管道脱节距离大于管壁厚度的2倍	CIPP内衬整修
5	管道变形	管道变形小于管道直径的15%，但无破裂	不修复
		管道变形小于管道直径的15%，有明显的破裂	CIPP内衬整修
6	管道腐蚀（混凝土管道）	管道内壁受到腐蚀，材质裸露	CIPP内衬整修
7	胶圈脱落	管道接口胶圈脱落	不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
8	异物侵入	非管道物体穿透管壁进入管内，管径不小于800	人工处理后不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
9	对于上述单一管道缺陷超过3处的管道，且管道符合非开挖修复条件的		CIPP内衬整修
10	对于上述单一管道缺陷不超过3处的管道，且管道符合非开挖修复条件的		不锈钢发泡筒/局部固化局部修复
11	其他管道缺陷情况		根据实际情况选定修复方法

3.2编制管网整治实施方案

管网整治方案编制的依据为管网前期的检测报告，通过对管网整治前管道检测的成果进行分析，根据管道的缺陷类型及缺陷严重程度不同对管网进行区分，以已经计算得出的管道修复指数为基础，进行集污管网整治方案的编制。编制报告中按照下表的标准对管道缺陷状况进行划分。

                    管道修复建议表

修复指数	RI＜4		4≤RI＜7	RI≥7
等级	一级		二级	三级
结构状况总体 评价等级	无或有少量管道损坏，结构状况总体较好，可对损坏管道作点状修理或不修复。		有较多管道损坏，结构状况总体一般，对损坏管道可作点状修理或缺陷管段整体修复。	大部份管道已损坏，结构状总值总体较差，可作更新改造。
管段修复方案	点状修理或不修复		点状修理或缺陷管段整体修复。	整段紧急修复或翻新
	其   中
	缺陷点等级	修复建议
	一级	不修复
	一级以上	局部修复

根据管道评估状况主要将管道可分为不需要整治类型管道、需整体整治管道和需局部整治类型管道，按照上述原则进行排水管网整治报告的编制。

  管道整治方案主要包含下列内容：

 ①工程概述；

  ②管网整治前CCTV摄像检测情况汇总；

  ③管道情况分类表：按照管道缺陷不同进行细致分类，具体分为不需要整治类型管道、需整体整治管道和需局部整治类型管道；

  ④管网整治方法、计划和建议；

 ⑤整治验收方法和标准。

3.3排水管网非开挖的修复方法

 按照管道检测情况编制的排水管道非开挖修复方案，在报予建设方及审核并批准后，最终按照建设方及工程监理的审核意见进行工程修复施工。

局部开挖修复主要针对管道内局部破损而进行修复的一种施工方法，分为不锈钢发泡筒局部非开挖修复和局部固化非开挖修复方法，其具体施工方法如下：

1、不锈钢发泡筒材料

1）不锈钢片

不锈钢片采用奥氏体不锈钢304（316亦可），其化学成分如下：

C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Mo	Cu
≤0.06	≤1.0	≤2.0	≤0.045	≤0.03	8.91-10	18-20	0	0

材料特性：304号不锈钢具有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度（Ts 抗拉强度min 700N/mm，Ys 屈服强度 min 450N/mm）均有优越的表现，相当于碳钢（6.8级），同时，不锈钢还具有耐腐蚀、美观和对侵蚀、高低温都有良好的抵抗力。

2）发泡剂

水溶性/油溶性聚氨酯堵漏剂。是采用多异氰酸酯和聚醚等进行聚合化学反应生成的高分子化学注浆堵漏材料，尤其对混凝土结构体的渗漏水有立即止漏的效果。材料技术指标及特性：

图3.3.1 发泡前后对比图

表3.3.1水溶性聚氨酯堵漏剂产品技术指标及特性
外观	淡棕色透明液
密度g/cm3 25℃±0.5℃	0.98-1.10
黏度Mpa.S 25℃±0.5℃	60-500
诱导凝固时间.S	10-1300
膨胀率% ≥	100-400
产品特点	包水率大，有韧性，可带水作业，收缩大，活动裂缝亦可使用： 1、亲水性好遇水后立即反应，分散乳化发泡膨胀，并与砂石泥土固结成弹性固结体，迅速堵塞裂缝，永久性止水； 2、可控制诱导发泡时间； 3、膨胀性大。任性佳，无收缩，与基材黏着力强，且对水质适应性好； 4、可灌性好，即使在低温下仍可注浆使用； 5、施工简便，清洗容易。

2、不锈钢发泡筒工艺原理

不锈钢发泡筒是一种既可用于管道接口修理，也可整体内衬的非开挖管道修复方法。适用管径为300-2000mm。当管径小于800mm时需要在管道专用电视摄象机的配合下工作。其修复过程大致如下：（修复作业前需要对管道断水并进行清洗）。

在地面将不锈钢发泡卷筒套在带轮子的橡胶气囊外面，最里面是气囊，中间一层是特殊钢卷筒，最外层是涂满发泡胶的吸附材料卷筒。

在发泡卷筒最外面的吸附材料层用油漆滚筒涂上发泡剂。实际使用中除上节所列发泡剂外，应根据施工现场的温度、管内残留的水量等因素配一定比例的添加剂：101-A或101-B混合后一般控制在18-20分钟开始发泡，体积膨胀3倍；若采用单一成分注浆，遇水后在规定时间内发泡，体积膨胀7倍。

将电视摄象机和橡胶气囊/不锈钢发泡卷筒串联起来，在线缆的牵引下，带轮子的气囊/卷筒从窨井进入管道。

当卷筒膨胀到位时，不锈钢卷筒的定位卡会将卷筒锁住，使之在气囊放气缩小后不会回弹。就这样，不锈钢套环、吸附材料发泡胶和水泥管粘在一起，几小时后发泡胶固结，一个接口就修好了。

修复后效果图                          修复承载器

3、不锈钢发泡筒设计数据

数据依据：不锈钢发泡筒技术手册（Link-Pipe Technical Reference Manual）

1、管道结构力学设计数据

管道设计必须保证外部荷载小于或等于管道本身能够承受的弯曲压力，否则管道就会坍塌。一般的工程实践中都要求柔性内衬的安全系数是现有荷载的2.25倍，以此来保证在使用期限内管道能够偶尔发生的双倍于现有载荷的压力。不锈钢发泡筒的设计侧向支撑为5psi，外部静态水力压力的安全系数为2.5-3.0，计算公式如下：

Qa = 最大允许弯曲压力；

FS = 设计参数2.5；

Rw = 水浮力参数；

E1 = 管道周围土壤反应参数。可查AWWA（美国自来水厂协会标准）

EI = 管壁硬度（钢材为30×106）×每单位长度转动惯量

D = 管道直径

本工程依据手册中典型值表格，在使用50年时结构性承受力为11.42>>5，满足设计要求。

4、大口径不锈钢发泡筒的安装过程

1）材料准备

本工艺主要材料包括：不锈钢片与发泡剂两种。在现场施工前，不锈钢片应根据管道口径，缺陷大小，管内施工环境进行加工，钢片宽度一般40-70公分不等，边缘需有压纹，在钢片的两侧预铸倒扣数个，确保钢片支撑到位后恰有合适的倒卡槽相扣，防止钢片收缩；发泡剂则需要根据施工现场的温度、湿度等因素调制，调制过程需要有经验的技术人员完成。

2）现场施工

图3.3 A 现场施工流程图

大口径（一般大于等于DN800）管道，人员可进入管道内操作，安装过程和注浆过程的可选择方式比较多样，主要有以下几步：

首先把发泡剂载体海绵贴在钢片上，人员下井（下井前需要做好充分的安全措施，井盖提前1小时敞开，并以鼓风机连续通风，有害气体检测仪检查确保安全后，方可下井作业）将钢片拖入管道内，在缺陷位置上定位，可采用手工工具扩大钢片口径，钢片预铸的倒扣互锁定位，使其完全贴于原管壁上。然后在圆周方向均匀选择6-8个点翻开压纹，将事先准备好的注浆管插入钢片和原管缝隙内；（或者在不锈钢片上预埋两根柔性注浆管，在不锈钢片支撑到位后，注浆管通过预留孔洞与地面上注浆机相连）。打开空压机注浆，直到侧面和顶部的压纹有浆液流出，停止注浆。

图3.3B 不锈钢发泡筒安装剖面图

通水后，浆液完全发泡，达到止水堵漏的作用。

若需要检查钢片的安装效果，可在完成安装几天后再用CCTV对其进行验收检测，作为主要的竣工资料。

图3.3 C 不锈钢发泡筒用于局部修复示例图

局部树脂固化采用聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂，可使用含钴化合物或有机过氧化物作为催化剂来加速树脂的固化，进行聚合反应成高分子化合物。该材料是单液性注浆材料，施工简单，设备清洗也十分方便。

其树脂与水具有良好的混溶性，浆液遇水后自行分散、乳化，立即进行聚合反应，诱导时间可通过配比进行调整。

该材料对水质的适应较强，一般酸碱性及污水对其性能均无影响。

性能指标

序号	项目	指标
1	密度（g/cm2）	1.15～1.19
2	粘度(Pa·s)	1～
3	环氧当量（g/mol）	291～525
4	诱导固化时间（min）	30~120

（1） 施工工艺流程

1 将毡筒用适合的树脂浸透；

2 将上述毡筒缠绕于可膨胀的气囊上，在CCTV引导下到达许修复的地点；

3 向气囊充气、蒸气或水使毡筒“补丁”被压覆在管道上，保持压力待树脂固化；

4 气囊泄压缩小并拉出管道；

5 最后进行CCTV检视，进行施工质量检测。

6 排水管道处于流砂或软土暗浜层，由于接口产生缝隙，管周流砂软土从缝隙渗入排水管道内，致使管周土体流失，土路基失稳，管道下沉，路面沉陷。因此，局部树脂固化修复时，必须进行损坏处管内清洗，并且CCTV确认干净。

（2） 工艺操作要求

1 树脂和辅料的配比2：1应合理。

2 毡筒应在真空条件下预浸树脂,树脂的体积应足够填充纤维软管名义厚度和按直径计算的全部空间，考虑到树脂的聚合作用及渗入待修复管道缝隙和连接部位的可能性，还应增加5-10％的余量。

3 毡筒必须用铁丝紧固在气囊上，防止在气囊进入管道时毡筒滑落。

4 充气、放气应缓慢均匀。

5 树脂固化期间气囊内压力应保持在1.5Bar，保证毡筒紧贴管壁。

图 修复    气囊               图修复后效果图    

（3） 施工过程

1毡布剪裁：根据修复管道情况，在防水密闭的房间或施工车辆上现场剪裁一定尺寸的玻璃纤维毡布。剪裁长度约为气囊直径的3.5倍，以保证毡布在气囊上部分重叠；毡布的剪裁宽度必应使其前后均超出管道缺陷5CM以上，以保证毡布能与母管紧贴。

2 树脂固化剂混合：根据修复管道情况，供货商要求的配方比例配制一定量的树脂和固化剂混合液，并用搅拌装置混匀，使混合液均色无泡沫。记录混合湿度。同时，施工现场每批树脂混合液应保留一份样本，并进行检测并报告它的固化性能。

3 树脂浸透：使用适当的抹刀将树脂混合液均匀涂抹与玻璃纤维毡布之上。通过折叠使毡布厚度达到设计值，并在这些过程中将树脂涂覆于新的表面之上。为避免挟带空气，应使用滚筒将树脂压入毡布之中。

4 毡筒定位安装：经树脂浸透的毡筒通过气囊进行安装。为使施工时气囊与管道之间形成一层隔离层，使用聚乙烯（PE）保护膜困扎气囊，再将毡筒捆绑与气囊之上，并防止其滑动或掉下。气囊在送入修复管段时，应连接空气管，并防止毡筒接触管道内壁。气囊就位以后，使用空气压缩机加压使气囊膨胀，毡筒紧贴管壁。该气压需保持一定时间知道毡布通过常温（或加热或光照）达到完全固化为之。最后，释放气囊压力，将其拖出管道。记录固化时间和压力。

图  局部树脂固化法用于局部修复示例图

（4）材料和设计要求

1 毡筒

 毡筒应使用玻璃纤维垫（包含纺织和混织玻璃纤维），能装载树脂和承受安装压力，并与使用的树脂系统相容。毡筒在安装时应该能紧贴旧管壁，并符合安装的长度。并考虑安装时圆周方向的伸展。

 玻璃纤维毡在应用之前必须具备一下特性：

（1）每单位面积质量：根据ISO3374，1050g/㎡±10% 。

 厚度：1.6毫米±15% 。

宽度：根据ISO5025，400mm-2500mm 。

（2）树脂

 使用适合局部固化法的树脂和固化剂系统。为避免树脂性质变化，与其接触的设备，均不能与水接触。

（3）、厚度设计

 局部内衬厚度根据管道部分破损情况，厚度设计公式设计。

（4）、内衬结构

 安装于母管之上的点状或局部内衬必须至少三层，包括一外部混织纤维层和一内部混织纤维层，中间夹层为玻璃纤维编制层。

在整个一段(两个检查井之间)管道存在多处损坏或管道整体存在结构性危害时，将采用整体不开挖修复，增强管道的结构和整体性。整体不开挖修复主要采用CIPP翻转内衬工艺进行工程施工。

CIPP翻转内衬工艺：该工艺是从国外引进的一项很成熟的修复方法，目前已经广泛应用在排水管道的不开挖修复上，近两年在上海、北京、江苏、福建、及浙江等也在大量应用，它的适用范围在100毫米至1500毫米口径的管道翻新修复上，以美国ASTM F1216 标准为依据，将衬管设计成结构性衬管，从检查井进入管道内，不用对地面进行开挖，通过水体的压力进行翻转并与原母管紧紧地贴在一起，经过加热固化后，管道能完全不依托原有管道，可以承受内压和外压，修复后的新管基本不会影响过水断面，正常使用年限在30至50年，是目前国际上很受欢迎的一种修复方法。

CIPP翻转内衬修复示意图

                      CIPP翻转内衬修复现场

1)设计

现场固化工艺可以根据原有管道的情况和业主的实际需求,以美国ASTM F1216 标准为依据，将衬管设计成结构性衬管（完全不依托于原有管道，可以承受内压和外压），半结构性衬管（部分依托于原有管道，可以承受内压和地下水压）或非结构性衬管（可以承受内压，依托于原有管道承受外压）。

2)材料

A 聚酯针孔毡

当衬管设计成结构性衬管或半结构性衬管时，在编织布衬管内加一层或多层聚酯毡，每层毡都缝成筒状可层层叠加。毡同树脂混合固化后形成的管壁可承受不同的外部压力。

B 聚合物涂层

根据管道输送媒介的不同，可选用不同的涂层。用于给排水管道更新的涂层是低浓度聚乙烯(LLD-PE)。这种材料不仅有很好的防漏水性能,而且它光滑的表面使其可以减少水流带来的摩擦阻力，提高管道更新后的输送能力，同时这种材料经过食品卫生检验，完全可以用在饮用水。

C 粘合剂

用于自来水管道更新的粘合剂也是经过食品卫生检验，完全可以用在饮用水上的不饱和树脂。不饱和树脂拥有高度的柔韧性,这使它能够抵抗管道的移位和地面的震动,同时其强大的粘合力是其他任何一种粘合剂所不可比拟的。粘合剂由不饱和树脂和固化剂二部分组成，按一定的配比混合搅拌。

法的安装

施工流程：

（1）管道清洗

当衬管设计成结构性衬管时，因衬管是不依赖于原管道的新管，清洗时只要将管内的垃圾清除即可。

通常清洗的方法有：高压水冲洗车冲洗（冲洗压力一般在100到200巴）；钢刷，活塞刷，清通器等机械方法。

（2）翻转准备

A 材料准备

将不饱和树脂和固化剂混合搅拌，并倒入衬管内。当衬管口径较大或壁厚较厚时，所需的不饱和树脂量很大，需要特殊的搅拌机械将树脂搅匀并用泵泵入衬管内。

注入树脂后的衬管需要经过特殊的挤压设备进行挤压，以保证树脂均匀地分布在衬管内并没有气泡。

B 翻转准备

搭脚手架：当交通控制完成后，第一步就是竖立翻转用脚手架，使翻转环在塔架，并保证到管底的高度同翻转头相同（脚手架平台到管底垂直距离）。准备好所有的工具和设备。通常使用滚筒以帮助衬管从卡车上移到脚手架平台。

供水：做好供水准备工作，通常是将送水软管连接在附近的消防拴，并保证在2至3小时内有足够的压力将水充满整条衬管。如果附近没有消防拴，则只能使用水箱。当翻转过程结束后，还需要少量的水在养护时使用。

（3）水翻翻转

通过对翻转头注水使衬管翻转，并用注水阀门控制衬管在母管内的前进。

（4）衬管养护

停止板应放在衬管结束的工作井内。木材或钢材做的停止板用来防止衬管穿过头。它必须能承受翻转头内的水压。一般小口径衬管（300mm口径以下）时，一块100mm*50mm的木板已足够。对于大口径衬管，可能需要铁板或特别设计，甚至于10吨的钢梁。

衬管和停止板之间通常是一块有18mm厚的有聚酯涂层的三合板，这将防止衬管和停止板粘在一起。注意停止板的安放应保证有足够的空间用于割除衬管末端多余的材料。

当衬管到达停止板固定后，开始将热水锅炉产生的热水注入衬管，并将原来衬管内的冷水抽回锅炉，这样不断循环使衬管内的水温保持一定温度来进行养护。树脂固化后，停止锅炉，用冷水来冷却直到衬管内温度恢复常温。

（5）管端处理、清场撤离

管道恢复正常温度后，放干管内水，以气动绞磨机切除管口多余部分，保留管口伸入井内约5公分，再用快速水泥抹平内衬管口与旧管道的缝隙，在管口处形成一道约45度的斜坡，使内衬管与旧有管道紧密结合。

现场固化工艺实施完毕，清理井内切除的多余管材，拆除井口翻转架等相关工具，做到工完料尽场地清。

	修复前	修复后
杭州董家路
闵行莘朱路

施工现场平面布置图：

说明：1.本项目工程施工均位于城市行车道路上，因此现场布置均为根据城市道路布置，具体每断面为占用一根长30米，宽3米的行车道路。

      2.施工外围红色区域为施工现场安全维护；

      3.由于排水管网的、疏通、检测和修复均属临时性施工，占用单道路面积时间最长不超过48 小时，因此现场布置均属临时