CN101900239B - 排水管线不停水修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排水管线不停水修复的方法，包括有以下步骤：现场勘测；管道清理；管道内窥镜检测；排水管管端局部处理；复合纤维软管和防水膜的制作；树脂配制；复合纤维软管浸渍树脂混合物；树脂内衬软管定位安装；充水保压固化；内衬端头处理；验收通水运行。本发明的效果是使用该方法充分利用上下游检查井，做到100％不开挖修复排水管道。利用内衬软管的特性，可以修复圆形、拱形、方形等异形管道。在管道内完成污水排放和修复，同时不影响交通和环境。树脂内衬自然固化不仅节省能源而且可以节约资金，内衬表面光滑，不影响流量。固化后形成韧性交联体，作为交联体的有机化合物，在没有紫外线的情况下，化学键相当稳定，使用寿命可达到50年以上。

Description

排水管线不停水修复的方法

技术领域

本发明涉及一种排水管线修复的方法，特别是一种排水管线不停水修复的方法。

背景技术

排水管道因为污水的腐蚀性，极易产生管道强度下降、碎裂和污水泄露。对管道修复的传统办法是对管道进行树脂内衬加固，该方法有翻转法和树脂软管拖入法两种：此技术均统称为树脂管道现场固化(CIPP)技术。用该技术进行修复时必须对旧管道的污水进行导流，也称倒水，即用水泵将污水从上游的检查井中抽出，再通过地面或地下的临时管线排到下游的某个检查井内，然后将内衬安装到旧管道内，通过加热使内衬固化形成坚固的内衬管道。

倒水对于市政来讲是相当困难的工作，第一，污水流量比较大且不稳定；第二，要很多泵组联合工作，噪音大、耗电高；第三，一般倒水距离最小为一个井距约30-70米，路面摆放困难且影响交通；第四，容易在地表面产生污水积水影响环境和市容。有时为了倒水不得不铺设临时管线，临时管线又必须埋在地面以下，临时管线同样会产生很多市政难题，也会造成很大经济损失。基于传统工艺的这些弊病，突破已有树脂内衬固化必须加热的观念，用自然常温固化代替加热固化，然后解决了内衬与原管道容易产生气包和水包的难题，进而开发出了不倒水修复新方法即带水修复技术系统。

发明内容

针对现有翻转内衬修复技术必须停水的不足，本发明的目的是提供一种排水管线不停水修复的方法，以利于排水管道在正常输送污水情况下，实现对旧管道的非开挖修复或加固。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种排水管线不停水修复的方法，该方法包括有以下步骤：

1)、现场勘测

对要修复的排水管道进行实地勘测，确定包括管道的建设年代、管道材质、管道内径、管道腐蚀情况、管内沉积物情况、管道污水排放日分布情况以及检查井的爬梯高低和井室大小情况的要素；

2)、管道清理

首先采用外翘挠片清理器对要修复的排水管道进行带水清理，将要修复的排水管道内砖头、瓦片、石头、木块以及沉积物清理带出，然后用中空弹性皮牛将管道内的细小泥沙杂物清理干净，保证要修复的排水管道内衬膨胀时不会被划破；

3)、管道内窥镜检测

用管道内窥镜对要修复的排水管道进行内窥检查，确认要修复管段内有无暗井以及要修复的排水管道的具体腐蚀和破坏程度；

4)、排水管管端局部处理

对排水管道管端检查井内的爬梯进行遮盖或剔除处理，在检查井内安装内衬吊装支架和导向支架，安装水位监测装置；

5)、复合纤维软管和防水膜的制作

根据要修复的排水管道的周长缝制复合纤维软管，用多层复合纤维缝制，根据安装内衬的厚度确定复合纤维的层数，通常每层复合纤维厚度为2mm。复合纤维软管内外贴合内、外侧防水膜，内防水膜先套在复合纤维软管的外侧，形成待浸渍树脂软管；外侧防水膜的外侧固定多条弹性体，用粘结剂或胶粘带将弹性体与外侧防水膜结合在一起，形成排气排水通道；

6)、树脂配制

管道内衬所用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，选用所用树脂将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶30～50∶5～10进行混合搅拌，搅拌在搅拌罐中进行，搅拌时间一般控制在15-20分钟，搅拌均匀即配制成所需的在自然环境温度下能自然固化的树脂混合物，上述搅拌均匀的树脂混合物具有一定流动性，在常温下其出现凝胶的时间通常大于10个小时，这样为后续的复合纤维软管浸渍和安装预留时间；

7)、浸渍树脂软管

将步骤6)配制的树脂混合物加入到上述5)所述的待浸渍树脂软管中，然后用对辊碾压机进行浸渍碾压处理，软管内的多层复合纤维被混合树脂均匀浸渍并保持一定厚度，将浸渍良好的复合纤维软管放入气压翻转柜中，以空气为介质保持一定压力将浸渍好的复合纤维软管进行翻转，控制翻转进程，将浸渍好树脂的复合纤维软管连续翻转到预制的外侧有弹性体条的防水膜中，翻转完毕就得到一条具有内外双层防水膜的树脂内衬软管；

8)、树脂内衬软管定位安装

树脂内衬软管运到施工现场，然后用牵引机牵引，通过检查井、防护膜、导向支架进入排水管道内，树脂内衬软管的两端在上、下游检查井内用吊绳吊起并控制一定高度，通常吊起高度比要修复的排水管道的管顶高度要高≥1.0米；

9)、充水保压固化

将树脂内衬软管按步骤8)安装完成后，要对树脂内衬软管进行充水操作，以便树脂内衬软管在水的作用下不断膨胀并贴向要修复的管道内壁，充水操作靠水泵来完成，树脂内衬软管充满水且保持一定高度后停止充水，被修复管段的上游来水水位由于树脂内衬软管的截堵而逐渐升高，当水位高度高于上游检查井内的树脂内衬软管吊起高度时，来水自然流入树脂内衬软管内，下游检查井内的树脂内衬软管因来水水位高于其吊起高度而溢流，用下游检查井内的树脂内衬软管吊起高度控制其固化需要的压力，污水经过树脂内衬软管连续排到下游，此时树脂内衬软管的压力维持恒定，在此压力下树脂内衬软管逐渐自然固化；

10)、内衬端头处理

树脂内衬软管在污水不断流过的同时也不断发生交联固化反应，经过30-50小时后达到固化强度要求，固化好的树脂内衬软管要进行端头切除处理，用气动切割工具切除上、下游检查井内的树脂内衬软管端头，切割树脂内衬软管时，自上而下逐步进行，树脂内衬软管与要修复的排水管道的端口平齐，最后用速凝树脂进行端口密封处理；

11)、验收通水运行

完成要修复的排水管道里的树脂内衬软管端口处理后，再用管道内窥镜进行内窥检查，当没有塌落变形和气包、水包时即为合格，通水正常运行。

本发明的效果是使用该方法充分利用上下游检查井，做到100％不开挖修复排水管道。利用内衬软管的特性，可以修复圆形、拱形、矩形等异形管道。在管道内完成污水排放和修复，同时不影响交通和环境。不停水修复方法的关键是树脂内衬固化不需要加热。树脂内衬自然固化不仅节省能源而且可以节约资金。内衬表面光滑，不影响流量。由于工程中采用的是热固性树脂为基材的复合内衬，固化后形成韧性交联体，作为交联体的有机化合物，在没有紫外线的情况下，化学键相当稳定，使用寿命可达到50年以上。

附图说明

图1是本发明的不停水修复的方法流程图；

图2传统使用的毛毡复合膜结构示意图；

图3本发明的毛毡复合膜结构示意图；

图4本发明使用的纤维复合膜示意图。

1、防水膜     2、无纺布或聚酯纤维毛毡

3、纤维机织布 4、短切缝编增强纤维

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的排水管线不停水修复的方法加以说明。

本发明的排水管线不停水修复的方法是基于如下的设计思想：

排水管道非开挖不停水树脂内衬修复技术就是将浸透树脂的复合纤维软管，作为管道内衬的材料，该软管内外两侧均是耐水、耐腐蚀的防水膜。采用拖入法将该软管拖入要修复的管道内，经过定位固定后用管道内的污水进行充水保压，使得软管在排水管道内连续打开并贴向管壁，最终使浸透树脂的软管与待修管内壁紧密贴合，经过相当长的时间后，树脂软管在自然环境温度下固化并形成一层坚硬的“管中管”结构，内衬管独立存在并与外部母管道联合承压，从而使已破损或失去输送功能的地下管道在原位得到重新修复。

如图1所示，本发明的排水管线不停水修复的方法包括有以下步骤：

1)、现场勘测

对要修复的排水管道进行实地勘测，确定包括管道的建设年代、管道材质、管道内径、管道腐蚀情况、管内沉积物情况、管道污水排放日分布情况以及检查井的爬梯高低和井室大小情况的要素；

2)、管道清理

首先采用外翘挠片清理器对要修复的排水管道进行带水清理，将要修复的排水管道内砖头、瓦片、石头、木块以及沉积物清理带出，然后用中空弹性皮牛将管道内的细小泥沙杂物清理干净，保证要修复的排水管道内衬膨胀时不会被划破；

3)、管道内窥镜检测

用管道内窥镜对要修复的排水管道进行内窥检查，确认要修复管段内有无暗井以及要修复的排水管道的具体腐蚀和破坏程度；

4)、排水管管端局部处理

对排水管道管端检查井内的爬梯进行遮盖或剔除处理，在检查井内安装内衬吊装支架和导向支架，安装水位监测装置；

5)、复合纤维软管和防水膜的制作

根据要修复的排水管道的周长缝制复合纤维软管，用多层的无纺布或聚酯纤维毛毡2和短切缝编增强纤维4组成的复合纤维缝制，根据安装内衬的厚度确定复合纤维的层数，通常每层复合纤维厚度为2mm。防水膜1分内、外侧防水膜，内防水膜1先套在复合纤维软管的外侧，形成待浸渍树脂软管；外侧防水膜的外侧固定多条弹性体，用粘结剂或胶粘带将弹性体与外侧膜结合在一起，形成排气排水通道；

6)、树脂配制

管道内衬所用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，选用所用树脂将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶30～50∶5～10进行混合搅拌，搅拌在搅拌罐中进行，搅拌时间一般控制在15-20分钟，搅拌均匀即配制成所需的在自然环境温度下能自然固化的树脂混合物。上述搅拌均匀的树脂混合物具有一定流动性，在常温下其出现凝胶的时间通常大于10个小时，这样为后续的复合纤维软管浸渍和安装预留时间。

7)、浸渍树脂软管

将步骤6)配制的树脂混合物加入到上述5)所述的待浸渍树脂软管中，然后用对辊碾压机进行浸渍碾压处理，软管内的多层复合纤维被混合树脂均匀浸渍并保持一定厚度，将浸渍良好的复合纤维软管放入气压翻转柜中，以空气为介质保持一定压力将浸渍好的复合纤维软管进行翻转，控制翻转进程，将浸渍好树脂的复合纤维软管连续翻转到预制的外侧有弹性体条的防水膜1中，翻转完毕就得到一条具有内外双层防水膜1的树脂内衬软管；

8)、树脂内衬软管定位安装

树脂内衬软管运到施工现场，然后用牵引机牵引，通过检查井、防护膜、导向支架进入排水管道内，树脂内衬软管的两端在上、下游检查井内用吊绳吊起并控制一定高度，通常吊起高度比要修复的排水管道的管顶高度要高≥1.0米；

9)、充水保压固化

我们将树脂内衬软管按步骤8)安装完成后，要对树脂内衬软管进行充水操作，以便树脂内衬软管在水的作用下不断膨胀并贴向要修复的管道内壁，充水操作靠水泵来完成，树脂内衬软管充满水且保持一定高度后停止充水，被修复管段的上游来水水位由于树脂内衬软管的截堵而逐渐升高，当水位高度高于上游检查井内的树脂内衬软管吊起高度时，来水自然流入树脂内衬软管内，下游检查井内的树脂内衬软管因来水水位高于其吊起高度而溢流，用下游检查井内的树脂内衬软管吊起高度控制其固化需要的压力，污水经过树脂内衬软管连续排到下游，此时树脂内衬软管的压力维持恒定，在此压力下树脂内衬软管逐渐自然固化；

10)、内衬端头处理

树脂内衬软管在污水不断流过的同时也不断发生交联固化反应，经过30-50小时后达到固化强度要求，固化好的树脂内衬软管要进行端头切除处理，用气动切割工具切除上、下游检查井内的树脂内衬软管端头，切割树脂内衬软管时，自上而下逐步进行，树脂内衬软管与要修复的排水管道的端口平齐，最后用速凝树脂进行端口密封处理；

11)、验收通水运行

完成要修复的排水管道里的树脂内衬软管端口处理后，再用管道内窥镜进行内窥检查，当没有塌落变形和气包、水包时即为合格，通水正常运行。

所述防水膜1由纤维机织布3喷涂聚脲制成，也可以采用PVC、PU、PE材料与无纺布或聚酯纤维毛毡2或纤维机织布3覆膜制成。

所述弹性体为实心或空心结构的PE、PVC、PU或橡胶材料，也可以采用编织物与纤维机织布3缝合后再整体喷涂聚脲而成型，形状可以是圆形、三角形、菱形、方形。

所述树脂是环氧树脂或聚酯树脂或乙烯基树脂或树脂是环氧树脂或聚酯树脂或乙烯基树脂的改性树脂，均为热固性树脂。

本发明的排水管线不停水修复的方法的技术关键：

(一)内衬复合纤维结构

本发明的排水管线不停水修复的方法的核心就增强纤维的结构。

1、最初毛毡复合膜结构

最早的内衬结构是简单的在毛毡上复合一层PVC薄膜，如图2所示结构。内衬的厚度主要取决于毛毡的厚度。该结构在翻转过程中容易造成内衬层过度变形，进而形成薄厚不均，影响修复质量。

2、加编织材料的毛毡复合膜结构

为了克服在施工过程中，树脂内衬的过度变形，在两层毛毡中间加一层有足够抗拉强度的编织材料，如图3所示结构。

3、本发明的增强纤维织物与毛毡的多层复合膜结构

由于在管道中运行的流体压力不同，要求内衬具备的强度和厚度也不同，增加纤维与毛毡的层数可以有效提高内衬的抗拉强度和环刚度，如图4所示结构。

增强纤维可以是聚酯、丙纶或玻璃纤维，主要看管道流体性质和需要要达到的强度指标。多层复合结构是合理的、可靠的。

(二)防渗膜结构

本发明中的防渗膜1材料可以是：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)或聚脲(Polyurea)以及改性橡胶等。对于无水情况下的翻转内衬修复作业，通常防渗膜1是平展的，且只需一层防渗膜。本技术解决的是带水修复作业问题，因此内衬复合纤维结构的里外均都要有一层防水膜1，且在内衬外侧防渗膜的外侧有一个沿长度方向贯通的凸出的长条弹性体，通常情况下该弹性体的高度3-10mm，宽度3-10mm，也可以是圆柱体或圆管.其具体尺寸可以根据原管道的情况进行调整。当内衬充气或充水时，内衬连续展开并贴向旧管道内壁，由于展开的速度和时间差异以及原管道的水平位置差异，在某个部位可能会产生积水，即水锁或积气，即气锁。在内衬完全展开后弹性体与原管道内壁紧密接触，并在该弹性体两侧形成通道。在原管道与内衬膜之间的积水，即水锁或积气，即气锁，可以通过通道顺利排出，避免在内衬固化后形成鼓包而影响流体输送。内衬的内侧膜是有足够强度的镶嵌结构膜，它在拖入时不会变形且能承受足够高的水压压力。

(三)自然固化树脂配方

在管道自然环境温度下能够自然固化的树脂配方是本发明的关键点，管道内衬所用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或它们的改性树脂；在所述树脂原料中加入固化剂、增韧剂。固化剂通常采用胺类或酰胺类化合物；增韧剂为含醚类化合物。树脂∶固化剂∶增韧剂通常比例为按重量份100∶30～50∶5～10进行混合配比。典型配方为：100∶45∶6。

Claims (3)

1.一种排水管线不停水修复的方法，该方法包括有以下步骤：

1)、现场勘测

对要修复的排水管道进行实地勘测，确定包括管道的建设年代、管道材质、管道内径、管道腐蚀情况、管内沉积物情况、管道污水排放日分布情况以及检查井的爬梯高低和井室大小情况的要素；

2)、管道清理

首先采用外翘挠片清理器对要修复的排水管道进行带水清理，将要修复的排水管道内砖头、瓦片、石头、木块以及沉积物清理带出，然后用中空弹性皮牛将管道内的细小泥沙杂物清理干净，保证要修复的排水管道内衬膨胀时不会被划破；

3)、管道内窥镜检测

用管道内窥镜对要修复的排水管道进行内窥检查，确认要修复管段内有无暗井以及要修复的排水管道的具体腐蚀和破坏程度；

4)、排水管管端局部处理

对排水管道管端检查井内的爬梯进行遮盖或剔除处理，在检查井内安装内衬吊装支架和导向支架，安装水位监测装置；

5)、复合纤维软管和防水膜的制作

根据要修复的排水管道的周长缝制复合纤维软管，用多层复合纤维缝制，根据安装内衬的厚度确定复合纤维的层数，每层复合纤维厚度为2mm；防水膜为复合纤维软管内外贴合的内、外侧防水膜，内侧防水膜先套在复合纤维软管的外侧，形成待浸渍树脂软管；外侧防水膜的外侧固定多条弹性体，用粘结剂或胶粘带将弹性体与外侧防水膜结合在一起，形成排气排水通道；

6)、树脂配制

管道内衬所用原料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或改性的环氧树脂或改性的不饱和聚酯树脂，选用所用树脂将其放到旋转搅拌罐中，在所述原料中加入固化剂、增韧剂，其比例为按重量份100∶30～50∶5～10进行混合搅拌，搅拌在搅拌罐中进行，搅拌时间控制在15-20分钟，搅拌均匀即配制成所需的在自然环境温度下能自然固化的树脂混合物，上述搅拌均匀的树脂混合物具有一定流动性，在常温下其出现凝胶的时间大于10个小时，这样为后续的复合纤维软管浸渍和安装预留时间；

7)、浸渍树脂软管

将步骤6)配制的树脂混合物加入到上述5)所述的待浸渍树脂软管中，然后用对辊碾压机进行浸渍碾压处理，软管内的多层复合纤维被混合树脂均匀浸渍并保持一定厚度，将浸渍良好的复合纤维软管放入气压翻转柜中，以空气为介质保持一定压力将浸渍好的复合纤维软管进行翻转，将浸渍好树脂的复合纤维软管连续翻转到预制的外侧有弹性体条的外防水膜中，翻转完毕就得到一条具有内外双层防水膜的树脂内衬软管；

8)、树脂内衬软管定位安装

树脂内衬软管运到施工现场，然后用牵引机牵引，通过检查井、防护膜、导向支架进入排水管道内，树脂内衬软管的两端在上、下游检查井内用吊绳吊起并控制一定高度，吊起高度比要修复的排水管道的管顶高度要高≥1.0米；

9)、充水保压固化

将树脂内衬软管按步骤8)安装完成后，要对树脂内衬软管进行充水操作，以便树脂内衬软管在水的作用下不断膨胀并贴向要修复的管道内壁，充水操作靠水泵来完成，树脂内衬软管充满水且保持一定高度后停止充水，被修复管段的上游来水水位由于树脂内衬软管的截堵而逐渐升高，当水位高度高于上游检查井内的树脂内衬软管吊起高度时，来水自然流入树脂内衬软管内，下游检查井内的树脂内衬软管因来水水位高于其吊起高度而溢流，用下游检查井内的树脂内衬软管吊起高度控制其固化需要的压力，污水经过树脂内衬软管连续排到下游，此时树脂内衬软管的压力维持恒定，在此压力下树脂内衬软管逐渐自然固化；

10)、内衬端头处理

树脂内衬软管在污水不断流过的同时也不断发生交联固化反应，经过30-50小时后达到固化强度要求，固化好的树脂内衬软管要进行端头切除处理，用气动切割工具切除上、下游检查井内的树脂内衬软管端头，切割树脂内衬软管时，自上而下逐步进行，树脂内衬软管与要修复的排水管道的端口平齐，最后用速凝树脂进行端口密封处理；

11)、验收通水运行

完成要修复的排水管道里的树脂内衬软管端口处理后，再用管道内窥镜进行内窥检查，当没有塌落变形和气包、水包时即为合格，通水正常运行。

2.根据权利要求1所述的不停水修复的方法，其特征是：所述防水膜由复合纤维布喷涂聚脲制成或采用PVC、PU、PE材料与聚酯无纺布或织物覆膜制成。

3.根据权利要求1所述的不停水修复的方法，其特征是：所述弹性体为实心或空心结构的PE、PVC、PU、橡胶材料或采用编织物与复合纤维布缝合后再整体喷涂聚脲而成型，形状为圆形、三角形、菱形、矩形。

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