CN106032867B - 用光固化纤维增强复合材料进行管道非开挖修复补强的方法及其管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖修复补强的方法，其是用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管。本发明还提供用上述方法修复补强的管道。本发明修复补强的管道，在管道的内壁快速形成一个高强度、高致密性的密封的套管，对原管进行有效的修复和增强，本方法中向管壁上粘贴和固化复合材料不受环境影响、方便快捷。

Description

用光固化纤维增强复合材料进行管道非开挖修复补强的方法 及其管道

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，尤其是适用于对大口径管道的非开挖内修复补强技术领域，提供一种用光固化纤维增强复合材料对流体输送管道进行非开挖修复补强的方法，还提供用该方法修复的复合防腐防渗管道。

背景技术

随着工业及城市建设的飞速发展，目前我国许多工厂及城市已从建设时代逐渐进入维护管理时代，尤其是地下管网，随着运营年份的增长，都会有不同程度的损坏，部分管道已逐步进入事故高发期。因此，有计划地开展对旧管道维护和修复已刻不容缓。但管道维护和修复往往受到交通、地下管线、地下构(建)筑物等各种复杂地理环境因素的影响，促使对周围环境影响较小的非开挖修复技术获得广泛应用。与开挖施工技术相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、施工安全性好、社会效益显著等特点，适用于各类管道的修复及增强保护作业。

非开挖修复技术目前主要可分为以下几大类：

1)涂层内衬法：就是使用喷涂材料在原管内形成加固层的方法。修复前，需要将管道封堵并清洗干净，并由携带CCTV的机器人进入管道，确保原管内壁干燥且无残留物。然后通过旋转喷头或人工方法，将水泥砂浆、环氧树脂、环氧玻璃鳞片等材料依照合理的顺序在原管内进行喷涂。该方法的优点有：a)尤其适用于小管径管道，并可提高其过流能力；b)适用于长距离施工；c)工作坑面积小；d)可适应管道断面的变化；e)无需在支管连接处开口。但该方法的缺点是：1)施工速度慢；2)对原管道的修复能力有限。

2)翻转内衬法：又称CIPP法(Cured In Place Pipe，原位固化法)。修复前，也需要将管道封堵并用高压水清洗干净，然后由携带CCTV的机器人进入管道了解其破损情况，填堵内壁漏水点。然后将粘合剂与固化剂拌匀，并调整好固化时间初凝为3h，终凝为12h。接下来将高强防渗纤维软管单面饱和浸渍环氧树脂，利用水压或气压将其全部翻转至原管内，直至软管膨胀延伸并紧贴原管管壁。之后采用循环加热的原理使软管固化，冷却后将连接处处理好，即在旧管道里形成一条光滑的高强新管。该方法的优点有：a)施工速度快：从材料加工、现场准备，到翻转、加热、固化，仅需15h左右时间；b)无需灌浆；c)可适应管道断面的变化，能应用于蛋形、矩形、马蹄形等各种复杂管段；d)可适应大角度弯管；e)新管道的厚度可根据原管的受损程度及过流要求进行适当调节；f)工作坑面积小，开挖量极少；g)不受土质条件的限制；h)新管道整体性好，防腐、耐压效果显著；i)新管道为非刚性材料，故管道修复后仍允许一定程度的不均匀沉降；j)虽然管道面积会减小约10％，但摩阻系数变小，且输送压力可提高3％～5％，故过流能力可提高10％左右；k)适用于长距离施工。该方法的缺点是：a)施工技术水平要求高；b)对支管接口处理要求较高；c)树脂的选择范围较为狭小；d)施工时水流要更换线路；e)环境、气温对固化影响较大。

3)拉入衬装法：即将新的HDPE管拉入原管道的方法。首先将HDPE管焊接，然后在其前段装锥形扩孔头来克服管道被牵引时的阻力，同时加装保护圈防止其被划伤。接下来用卷扬机将HDPE管道拉入原有管道。由于新管道比原管道内径稍小，故用水泥砂浆灌注二者间缝隙，以起固定作用。虽然拉入PE管后过流断面面积会缩小，但新管道的摩阻系数也会变小，综合考虑两者的作用，管道的过流能力会下降5％-30％。该方法的优点有：a)施工速度快；b)施工技术水平要求较低；c)可适应大角度弯管；d)适用于管径在100mm-2000mm的管道，适用范围广；e)内衬管与原管道整体性好，可避免原管继续错位、渗漏、沉降。但该方法的缺点是：a)成本较高；b)管道断面减少10％-30％，减少量较大；c)只能在支管连接处选择工作坑位置；d)施工时水流要更换线路。

4)无缝衬装法：即将管径不小于原管径的HDPE管穿插进原管道的技术。首先借助机械将HDPE管的直径缩小，然后外加牵引力将其拉入原管道，最后注入高温高压介质或使其自行恢复原管径。此时新旧两管结合紧密，无需灌浆。由于HDPE管会发生形变，故要求其有一定的热塑性。在衬管安装完成后加装其他配件时，应环向均匀用力，避免衬管因受力不均匀而受到破坏；另外，管道配件间距最好在200m-240m范围内，如管道配件过多也不宜采用该技术。该法与拉入衬装法的区别在于，在将新管拖入旧管前，要进行缩径处理。该方法的优点有：a)施工速度快，为23d/km，优于传统开挖修复的35d/km；b)无需灌浆；c)虽然管道断面减少5％-15％，但摩阻系数变小会提高过流能力；d)新管道兼具了原管道抗冲击、承压力与衬管耐腐蚀、耐磨损、不结垢的优点；e)开挖量少；f)费用低，约为传统开挖的55％。该方法的缺点是：a)只能修复较直的管线；b)对施工技术水平和机械要求较高；c)只能在支管连接处选择工作坑位置；d)施工设备需要较大的存放空间；e)施工时水流要更换线路；f)衬管毁坏后水会沿夹层流动，损坏点难被发现，维修困难。

5)螺旋管内衬法：是用制管机把聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等材料的带状管在井内绕制成有固定口径的螺旋管后拉入原管的方法。型材两边各有公母锁扣，可在螺旋缠绕中互锁，在原管中形成连续无缝的结构性新管。该方法在水深30％时仍可正常作业，适用于长距离的管道修复，且原管修复后过流能力有所提高，现已发展成为排水管道非开挖修复中一种较为完善的方法。

6)国际最新非开挖管道修复技术：Fyfe有限公司研发的TYFO FIBERWRAP修复技术，可为预应力钢筋折断处提供全结构修复；PMP公司研发的Amex-10型修复技术可修复管道接头及管道周围裂纹；约翰斯顿公司开发的PERMAF0RM专利技术可在不断流的情况下修复井壁；特别是NEOPOXY公司开发的一系列“一步到位”封装技术，已将各种成分提前精确按配比称量封装好，现场只需搅拌均匀即可使用，大大简化了工人的培训过程，也提高了工程的质量。但这些最新的方法在技术上并没有太大的突破，很多都是考虑了实际应用中的弊端后将原有的技术进行了改进。虽然非开挖管道修复技术具有较好的综合性经济和环境效益，但在推行的过程中仍存在很多问题需要解决。

其主要局限性在于上述技术对管道清洗的要求高、成本大、树脂固化时间长(一般在5h以上)以及每段施工编织管均需单独定制，此类修复技术一般只适用于结构性破坏不严重的直圆形管道，可适用管径范围为75～2000mm，管线长度1000m左右的各类管道。

管道非开挖修复技术作为非开挖技术的一个重要分支，以其强有力的经济及环境优势和不断完善的技术，必将在解决现有管道存在的问题方面发挥更加重要作用。

综上所述，现有技术对于管道的修复，在原管内壁上形成一新的管壁，其形成方式或者是涂层法，需要逐层向原管内壁上涂覆涂层而施工速度慢，或者是在原管管壁涂覆树脂等粘接剂粘接一新的软管，需要选择合适的树脂，粘贴新管技术复杂且受到环境温度影响较大而不便普及应用，衬新管还存在一个问题，如果新管再损坏，水就会流到新旧管道之间的夹层中，使得损坏点难于发现，再次维修难度增大。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的缺陷，提供一种用光固化纤维增强复合材料对流体输送管道进行非开挖修复补强的方法，在管道的内壁快速形成一个高强度、高致密性的密封的套管，对原管进行修复和增强，且粘贴不受环境影响、方便快捷。

本发明的另一个目的是提供用所述方法修复的复合防腐防渗管道。

本发明的目的是这样实现的：

一种用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖修复补强的方法，其特征在于：用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管。

所述光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化复合材料，包括填充材料和基体组分，其中的填充材料和基体组分协同组合而成的一种基体得到增强的层合片材，所述基体组分为紫外光固化树脂。

用所述光固化纤维增强复合材料对管道修复及增强保护的方法的具体步骤可以是：

步骤1：将要修复的管道进行去污、去水处理；

步骤2：将光固化纤维增强复合材料直接贴合在管道内壁上；

步骤3：用紫外灯照射贴在管壁上的复合材料使其在管壁上完全固化；

其中的步骤2和步骤3可以是交替进行，最后完成管段的内壁的复合材料的光固化，或者是顺序进行，即先完成设定管段内壁复合材料的贴附，然后再进行光固化。

所述紫外光的照射波长是可以是0.01～0.40微米。

所述紫外光的照射时间可以是5-20min。

所述光固化纤维增强复合材料中的填充材料可以是纤维或纤维毡，所述紫外光固化树脂浸在所述纤维或纤维毡中。纤维或纤维毡加入在树脂中，提高复合材料的强度。

在所述光固化纤维增强复合材料中，光固化树脂的浸入量为每平方米纤维或纤维毡浸入光固化树脂1.3-2.5kg。

当每平方米纤维或纤维毡为1kg时，浸入光固化树脂后重量变为2.4-2.7kg。

当每平方米纤维或纤维毡为1.5kg时，浸入光固化树脂后重量变为3.5-3.8kg。

本发明的方法中使用的光固化纤维增强复合材料的原料，还包括两层薄膜，其分别覆着在该光固化纤维增强复合材料的两个侧面上。所述步骤2为：将光固化纤维增强复合材料其中一个侧面即粘贴面一端的薄膜揭开，露出光固化纤维增强复合材料后粘贴在管道内壁，边揭边贴，直到一整块所述复合材料都贴附在管壁上。

所述的两层薄膜，其均为透光薄膜，或者，其中底面的所述薄膜为不透光的薄膜，而另一侧的所述薄膜为透光薄膜。在操作中，向管壁上贴附时，将不透光的一层薄膜揭掉。

所述方法还在步骤2之前增加一个步骤：在管壁上涂覆一层光固化底漆；该光固化底漆可以是金属底漆。加底漆是为了提高复合材料和管壁材质之间的粘接力。

所述复合材料的厚度为1.0～5.0mm之间，该材料可以在阳光或紫外光照射下固化。如果复合材料的厚度太薄，则修复层的机械强度，尤其是抗压强度就会较低，无法达到修复增强效果，但是，如果厚度太厚，则会因为紫外线不易照射进去而影响固化效果，影响固化的效率。

用本方法修复及增强保护的管道材质可以包括所有材质的管道，如各种金属管道、玻璃钢夹沙管、PE、PVC管、钢筋混凝土管。

本复合材料的原始状态可以是宽度设定而长度较长的成卷形态。

在本方法中，相邻两块所述复合材料的交接缝处，后贴合的复合材料与前面已经贴合的复合材料重叠一部分构成搭接缝即可。交接缝隙处，后粘贴的复合材料与前面已经粘贴的复合材料重叠30-50mm即可。

如果管壁上残存一些水，或在贴附管道顶部的复合材料，光固化纤维增强复合材料在管壁上贴附不住时，可以用一具有与管道弧度相应支撑面的支撑物将该复合材料抵在管壁上，然后再进行光照射，让所述复合材料固化在管壁上。

在步骤2中，所述复合材料在管壁上的贴附操作可以是顺序粘贴法，即垂直闭合粘贴法：将一段设定宽度的复合材料在管周壁上环绕一周贴附，环绕一周后复合材料的两个端边重叠30-50mm形成轴向搭接缝；然后，对该段复合材料进行步骤3即光照固化；之后，再取另一段设定宽度的复合材料在管周壁上环绕一周贴附，后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠30-50mm形成纵向搭接缝，然后，对该段复合材料进行步骤3即光照固化；如此反复，直至将设定管长的管壁均贴附上所述复合材料。

在上述方法中，当对于一段复合材料进行光固化时，最好是将该段要与后续段复合材料搭接的一设定部分的复合材料用不透光膜遮住。

相邻两段复合材料的轴向搭接缝相错设置为佳。

在步骤2中，所述复合材料在管壁上的贴附操作还可以是预留工作通道贴合法：为了避免管道底部新粘贴的防腐增强贴片被施工过程中运输车辆和工人行走损坏，在预留管道底部1米宽内壁暂不粘贴的情况下，根据管径和管道长度计算每片片材的长度和宽度，将设定长度和宽度的复合材料在管道上部周壁上粘贴所述复合材料，在管道底部预留弦长一米的内壁面暂不粘贴，留作运输施工工具和人员走动的通道；待上部周壁粘贴固化完毕后，再取另一段宽度与下部周壁的弧长相同且长度与已贴上部管壁长度相当的复合材料在该底部内壁上同样地粘贴和固化，后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠30-50mm形成纵向搭接缝；如此反复，直至将所有管壁均粘贴上所述复合材料；在固化步骤中，将紫外光照设备车沿工作通道推来，根据设定的速度匀速行进，对已粘贴复合材料的那部分管壁进行光照固化；然后，再对工作通道的管壁进行复合材料粘贴，紫外光照射固化。

也可以是，把一米宽的片材裁剪成管道周长减去1米的长度以后，在管道下方沿管道轴向画出一米宽的区域，然后把若干片复合材料依次贴在管道内壁上，直到贴满，后一片复合材料与前一片复合材料在周向边缘需重叠一部分形成纵向搭接缝。然后进行步骤3，对于已经贴附的复合材料进行光固化，然后，再对于工作通道的管壁进行复合材料贴附，一节管道长度以内一次全部粘贴，顺序固化，或者，贴附一段，即光照固化一段，最后将设定管段的内壁均贴附固定所述复合材料。

在固化步骤中，将紫外光照设备车沿工作通道推来，根据设定的速度匀速行进，对管壁上部已粘贴复合材料的那部分管壁进行光照固化；然后，再对工作通道的管壁进行复合材料粘贴，紫外光照射固化。

后一段复合材料与前一段复合材料的接缝处重叠30-50mm。为了使得在管壁上形成的复合材料内套管牢固，不仅是与管壁结合牢固，而且各块复合材料之间连接牢固，接缝处的处理就非常关键。一般粘接片材，边缘处最容易起翘，固化在管壁上的复合材料，在流体的冲刷下，接缝处容易起翘，为此，接缝处重叠一部分可以有效避免因起翘而使得内套管在接缝处破漏，而重叠部分的尺寸大小也要考虑，如果太小，如果有起翘，很快就会破漏，但如果重叠太大，会增大材料成本。经过试验，确定重叠30-50mm为佳。如果是修复流经流体为腐蚀性较强的管路，搭接缝的复合材料重叠长度要长一些，例如为8-10cm。

所述工作通道与所述弧度范围之间形成轴向搭接缝。

在所述预留工作通道贴合法中，将与工作通道衔接的复合材料的边缘的设定部分的复合材料用不透光膜遮住；和/或，在对工作通道进行逐段光固化时，要对于搭接部遮光。

在本发明提供的方法中，所留工作通道的弧长与复合材料的宽度相当为优选方案。

所述工作通道的最大宽度以1米为宜。

本复合材料是长度和宽度设定的成卷形态。

所述支撑物可以为2-3条弧形弹性支架或透明塑料板。

一种如上所述的方法修复的管道，其特征在于：在管道内壁上固着一复合材料层，该复合材料层在所述管道内壁上形成一密封的内套管，该复合材料为紫外光固化纤维增强复合材料。

所述套管是由若干块所述复合材料搭接而成的。

在所述复合材料层的表面还设有一层薄膜层。

所述套管对应垂直闭合粘贴法，由若干块环绕在一设定轴向长度管壁上的所述复合材料块组成，每块所述复合材料块首尾相接的接缝构成轴向搭接缝，相邻的所述复合材料块之间构成纵搭接缝；或者，所述套管对应预留工作通道贴合法，包括在上管壁部分和在下管壁两部分，各部分由若干复合材料块沿管道轴向拼接而成；和/或，

对应预留工作通道贴合法，所述在上管壁部分和在下管壁部分的分界线的弦长为0.9-1.2米从而保证1米左右宽度的工作通道；和/或，

对应垂直闭合粘贴法，各个所述轴向搭接缝相错设置。

所述搭接缝两块所述复合材料的重叠长度为8-10cm或30-50mm；和/或，

所述复合材料的厚度为1.0～5.0mm之间；和/或，

在所述复合材料和管壁之间还涂覆有一光固化底漆层；和/或，

所述管道为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，

所述光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化复合材料，包括填充材料和基体组分，所述基体组分的光固化树脂为紫外固化树脂，所述填充材料是纤维或纤维毡。

本发明提供的方法和用该方法修复的管道，克服现有非开挖修复技术的缺点，能将修复材料成片地快速粘贴到原管的内壁上，与原管之间不会形成空隙，具有全天候施工、无接头且流动性好，可适应于各类形状，如非圆形断面和弯曲的管段等施工人员能进入操作的所有管径的各类管线的修复及增强保护，实现管道的快速修复，可延长10年以上的使用寿命。

修复补强本发明的创新点在于：

1、本发明用上述光固化纤维增强复合材料贴敷于流体输送管道的内壁，固化后形成一个密封的内套层，该套层具有极好的防护、防腐、防漏、增强等作用。可以实现老旧管道的修复修理，防止爆管等意外事故的发生，可大大延长管道的使用寿命。

2、本发明所用的光固化纤维增强复合材料是由光固化树脂体系与玻璃纤维或/和玻纤毡、或其他纤维或/和纤维毡制成的复合材料，材料的正面敷有一层透明薄膜，反面敷有一层透明或不透明的薄膜。产品形式为卷材或片材，厚度为1.0-5.0mm之间可调，幅宽可调。光固化纤维增强复合材料施工方便，可以根据要求的形状、大小任意裁剪、粘贴，粘贴后在阳光照射或紫外灯照射下高分子交联固化形成无缝密封套层。

3、本发明的得先将要修复的管道进行去污、去水处理，然后将光固化纤维增强复合材料粘贴面的一端的薄膜揭开，直接贴合在管道内壁，边揭边贴的施工方法简单易行。如由于除水不干净贴合不上时，可以用具有一定弧度的支撑体支撑，然后用紫外灯照射5-20min即可完全固化，固化后其本身的强度足以承受工作压力。

4、本发明所用的光固化纤维增强复合材料可用于不同材质管道的修复及增强保护，包括玻璃钢加沙管、水泥管、铸铁管、钢管及混凝土管等各种材质的管道。

5、本发明的流体输送管道修复及增强保护技术，修复的管道过流断面的损失基本可忽略，且流动性能大大改善。该技术既可用于供水、污水及燃气管道的修复，也可用于化工等工业管道的修复，尤其适用于城市中交通拥挤、地面设施集中或占压严重、采用常规开挖地面的方法难以修复和更新的管道。该修复技术具有全天候施工、无接头且流动性好、可用于各类形状，如非圆形断面和弯曲的管段等，适用于施工人员能进入操作的所有管径的各类管线的快速修复及增强保护。

下面通过附图和实施例对本发明做详细说明。

附图说明

图1：本发明提供的对管道进行非开挖修复补强的方法中所用的光固化纤维增强复合材料的结构示意图。

图2：为一种垂直闭合粘贴法示意图。

图3：为一种预留工作通道贴合法示意图。

具体实施方式

本发明的主要内容是：用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖快速修复补强，尤其适用于大径管道的内修复保护、防护及增强。

具体地，就是用紫外光固化纤维增强复合材料片材贴敷于流体输送管道的内壁，经过光照固化后形成一个密封的内套管；

所述紫外光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化材料，由其中的填充材料和基体组分协同组合而成的一种复合片材，所述光照光为紫外光。

所述基体是紫外光固化树脂。所述填充材料为纤维或纤维毡。

例如，一种所述光固化纤维增强复合材料的实例，包括紫外光固化树脂和纤维或纤维毡，所述紫外光固化树脂浸在所述纤维或纤维毡中。

在所述光固化纤维增强复合材料中，紫外光固化树脂的浸入量为每平方米纤维或纤维毡浸入光固化树脂1.3-2.5kg。

当每平方米纤维或纤维毡为1kg时，浸入光固化树脂后重量变为2.5kg。

当每平方米纤维或纤维毡为1.5kg时，浸入光固化树脂后重量变为3.6kg。

如图1所示，本发明的方法中使用的紫外光固化纤维增强复合材料，为了使用运输和方便，还包括两层薄膜，底层透明或不透明保护薄膜2和顶层透明薄膜3，其分别覆着在该紫外光固化纤维增强复合材料1的两个侧面上。

贴附固化上本紫外光固化纤维增强复合材料的管壁，形成一个套管，该套管具有极好的防护、防腐、防漏、增强等作用。可以实现老旧管道的修复修理，防止爆管等意外事故的发生，可大大延长管道的使用寿命。

由于复合材料是固化在原有管壁上，复合材料形成的套管和原管壁之间没有缝隙，形成一体管体，不会出现夹层而使得泄漏不易查找和修复的后续问题。

用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖快速修复补强的方法可以是：

步骤1：将要修复的管道进行去污、去水处理；

步骤2：将光固化纤维增强复合材料一侧的粘贴面的一端的不透明的薄膜揭开，露出浸有紫外光固化纤维增强复合材料直接贴合在管道内壁，边揭边贴，直到一整块所述复合材料都贴在管壁上；

步骤3：用紫外灯照射贴在管壁上的复合材料使其在管壁上完全固化。

所述复合材料的厚度为1.0～5.0mm之间，该材料可以在阳光或紫外光照射下固化。本复合材料是宽度设定而长度较长的成卷形态。例如宽度是950-1050mm，而一卷的长度可以是10米。

所述紫外光的照射波长是可以是0.01～0.40微米，照射时间可以是5-20min。

用本方法修复及增强保护的管道材质可以包括所有材质的管道，如各种金属管道、玻璃钢夹沙管、PE、PVC管、钢筋混凝土管。

具体的操作方法可以是：

1.将管道内壁的污物、杂物清理干净，并进行通风以保持施工人员的呼吸安全；

2.将所有材料从人孔中吊入管道；

3.根据原管道结构和形状设计所需要的紫外光固化纤维增强复合材料的尺寸和形状，并按需要进行剪裁复合材料；

4.按照紫外光固化纤维增强复合材料的施工方法可直接贴合于除污后的管道内壁，也可以先在除污后的管道内壁涂一层光固化底漆，然后将光固化纤维增强复合材料贴合上，一起固化。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例仅提供了一些本发明的实施方式，并非用以限制本发明实施范围及光固化纤维增强复合材料贴合方式，凡依本发明申请专利范围所述的材料、构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

实施例1：垂直闭合粘贴法(见图2)。

步骤1：紫外光固化纤维增强复合材料贴合施工前将管道内壁的水分用吸湿干布擦干水珠。

步骤2：先将光固化纤维增强复合材料粘贴面的保护薄膜2一端揭开，然后将揭去膜的一面仔细地粘贴在管道的内壁上。分段垂直包覆，第一段的顺序可从管道横断面对应时钟的5点钟(或7点钟)方位逆时针(顺时针)方向开始，绕贴到管道顶端，继续贴合到接缝位置，撕开顶层薄膜3一条缝，将复合材料两端进行搭接，搭接峰处应有8-10cm或30-50mm的搭接长度，用手或专用工具用力滚压搭接缝。

若管道尺寸较大，为防止顶端在固化前脱落，可以准备2-3条弧形弹性支架或透明塑料板支撑。注意：在粘合管壁时要用手同时用力从中间向两端推压，使材料贴合管道表面，以去除材料与管道表面之间的空气，使得管壁与复合材料紧密贴合。

要注意的是：

(1)根据管径不同，粘接宽度可以不同，但复合材料两端的重叠部分至少要有30-50mm(包括轴向重叠部分和环形纵向重叠部分)。在固化前将这往前、后延伸的复合材料两端分别用不透光胶带或其他不透光膜遮住8-10cm或30-50mm，以便轴向延伸搭接之用。

(2)复合材料的轴向粘接位置：轴向重叠处可选在管道的5点钟至7点钟位置，相邻的两段复合材料的重叠处不能在同一直线上，以防止各层材料重合在同一位置，不利于充分固化；应保证两段材料的粘接位置相错15°以上。

(3)上述过程完成后进行紫外光照射固化。固化用紫外线灯圈固定在轮车上，采用倒拉式前行，紫外操作人员应穿上紫外线防护服及带上防紫外线眼睛，以防紫外线直接照射到人体。固化时要顺着管壁操作，以免使尚未发生固化反应的复合材料与管壁脱离而产生空气间隙。

根据紫外线灯情况，可以一段一段的固化，也可以几段一起固化。固化时，非粘贴面透明薄膜不要揭下来，等完全固化后才将其揭下。

固化时注意：

(1)材料的固化时间可定为5-20min(视现场具体情况而定)，直至完全固化为止，材料完全固化后将没有气味。在基本固化后，将防止脱落的弧形弹性支架移除，以进行完全固化，完全固化操作必须要保证每个部位材料的受光时间均保持在15min。

(2)为加快工程进度，可从选定位置往不同方向同时施工。

实施例2：预留工作通道贴合法(见图3)。

为了避免管道底部新粘贴的防腐增强贴片被施工过程中运输车辆和工人行走损坏，在预留管道底部1米宽内壁暂不粘贴的情况下，根据管径和管道长度计算每片片材的长度和宽度，将设定长度和宽度的复合材料在管的在上的一个弧度范围的上部周壁上粘贴，在管道底部预留弦长一米的内壁面暂不粘贴，然后，再取另一段设定宽度的复合材料在管周壁上沿轴向同样的一个弧度范围粘贴，在管道底部预留弦长一米以下的管内壁面暂不粘贴，后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠一部分形成纵向搭接缝，如此反复，直至将设定管长的设定弧度范围内的管壁均贴附上所述复合材料，而在管壁的下部留有一个未贴附区域；留作运输施工工具和人员走动的工作通道；然后进行步骤3，对于已经贴附的复合材料进行光固化，在固化步骤中，将紫外光照设备车沿工作通道推来，根据设定的速度匀速行进，对已粘贴复合材料的那部分管壁进行光照固化。

待上部周壁粘贴固化完毕后，再对于工作通道的管壁进行复合材料贴附，一节管道长度以内一次全部粘贴，顺序固化，或者，贴附一段，即光照固化一段，最后将设定管段的内壁均贴附固定所述复合材料。

后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠形成纵向搭接缝；如此反复，直至将所有管壁均粘贴上所述复合材料；

具体操作步骤可以是：

步骤1：紫外光固化纤维增强复合材料贴合施工前将管道内壁的水分用吸湿干布擦干水珠。

步骤2：根据不同管径，在管道低端预留出不同尺寸的工作通道，例如，在管道底部预留弦长一米的内壁面暂不粘贴，以免工作人员施工时将固化前的复合材料破坏。设计并剪切好去除通道尺寸大小的复合材料。

按照实施例1的方法，对于管道上部管壁进行复合材料粘贴。先将光固化纤维增强复合材料粘贴面的保护膜一端揭开，然后将揭去膜的一面仔细地粘贴在管道的内壁上。一段一段粘贴，最后在管道下部留下一为贴复合材料的工作通道。

然后，再对工作通道的管壁进行复合材料粘贴，紫外光照射固化。例如可以是贴一段复合材料，用紫外光照设备对该段复合材料进行光照固化，然后再贴一段复合材料，再对其光照固化。

分段垂直包覆，两两的搭接缝处应有30-50mm或8-10cm的搭接长度，用手或专用工具用力滚压搭接缝。若管道尺寸较大，为防止顶端在固化前脱落，可以准备2-3条弧形弹性支架或透明塑料板支撑。注意：在粘合管壁时要用手同时用力从中间向两端推压，使材料贴合管道表面，以去除材料与管道表面之间的空气，使得管壁与复合材料紧密贴合。

将施工通道两边的光固化纤维增强复合材料用不透光胶带或其他不透光膜遮住30-50mm或8-10cm，以便在通道施工时进行轴向搭接之用。

在步骤3中，固化用紫外线灯圈固定在轮车上，采用倒拉式前行，紫外操作人员应穿上紫外线防护服及带上防紫外线眼睛，以防紫外线直接照射到人体。固化时要顺着管壁操作，以免使尚未发生固化反应的复合材料与管壁脱离而产生空气间隙。根据紫外线灯情况，可以一段一段的固化，也可以几段一起固化。固化时，非粘贴面透明薄膜不要揭下来。

材料的固化时间可定为10-20min(视现场具体情况而定)，直至完全固化为止，材料完全固化后将没有气味。在基本固化后，将防止脱落的弧形弹性支架移除，以进行完全固化，完全固化操作必须要保证每个部位材料的受光时间均保持在10min。

工作通道的施工，将通道清理干净，并将上部已经固化的复合材料上预留的遮光膜去除。用事先按照通道尺寸裁剪好的光固化纤维增强复合材料轴向(横向)贴合，与纵向预留搭接面搭接好，最好进行光固化操作。

本方法所用的紫外光固化纤维增强复合材料更优选地，可以是具有如下主要性能指标的光固化复合材料：

1)物理及机械性能见表1。

附表1物理及机械性能指标

2)主要卫生性能指标见附表2。

附表2主要卫生标准及指标

Claims (12)

1.一种用光固化纤维增强复合材料对施工人员能进入操作的管道进行非开挖修复补强的方法，其特征在于：用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管；

所述复合材料在管壁上的粘贴操作是：

预留工作通道粘贴法：在预留管道底部1米宽内壁暂不粘贴的情况下，根据管径和管道长度计算每片片材的长度和宽度，将设定长度和宽度的复合材料在管道上部周壁上粘贴所述复合材料，在管道底部预留弦长0.9-1.2米的内壁面暂不粘贴，留作运输施工工具和人员走动的通道；待上部周壁粘贴固化完毕后，再取另一段宽度与下部周壁的弧长相同且长度与已贴上部管壁长度相当的复合材料在该底部内壁上同样地粘贴和固化，后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠30-50mm形成纵向搭接缝；如此反复，直至将所有管壁均粘贴上所述复合材料；在固化步骤中，将紫外光照设备车沿工作通道推来，根据设定的速度匀速行进，对已粘贴复合材料的那部分管壁进行光照固化；然后，再对工作通道的管壁进行复合材料粘贴，紫外光照射固化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化复合材料，包括填充材料和基体组分，所述基体组分的光固化树脂为紫外固化树脂，所述方法的具体步骤如下：

步骤一：将要修复的管道进行去污、去水处理；

步骤二：将光固化纤维增强复合材料直接粘贴在管道内壁上；

步骤三：用紫外灯照射粘贴在管壁上的复合材料，使其在管壁上完全固化；

其中的步骤2和步骤3是交替进行，最后完成管段内壁复合材料的光固化，或者是顺序进行，即先完成设定管段内壁复合材料的粘贴，然后再进行光固化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述紫外灯的照射时间是5-20min。

4.根据权利要求2至3之一所述的方法，其特征在于：所述光固化纤维增强复合材料中的所述填充材料是纤维毡。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述复合材料的原料，还包括两层薄膜，其分别覆着在该光固化纤维增强复合材料的正反两个侧面上，所述步骤二为：将光固化纤维增强复合材料其中一个侧面即粘贴面一端的薄膜揭开，露出光固化纤维增强复合材料后直接粘贴在管道内壁，边揭边贴，直到一整块所述复合材料都贴附在管壁上；和/或，

所述方法中，在步骤2之前还增加一个步骤：在管壁上涂覆一层光固化底漆；和/或，

所述复合材料的厚度为1.0~5.0 mm之间。

6.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：用本方法修复补强的管道材质为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，

在将所述复合材料粘贴于所述管道的内壁上时，交接缝隙处，后粘贴的复合材料与前面已经粘贴的复合材料重叠30-50mm即可；和/或，

如果管壁含水率较高，光固化纤维增强复合材料在管壁上粘贴不牢时，用一具有与管道弧度相应支撑面的支撑物将所述复合材料抵在管壁上，然后再进行紫外光照射,让所述复合材料固化在管壁上。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：用本方法修复补强的管道材质为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，

在将所述复合材料粘贴于所述管道的内壁上时，交接缝隙处，后粘贴的复合材料与前面已经粘贴的复合材料重叠30-50mm即可；和/或，

如果管壁含水率较高，光固化纤维增强复合材料在管壁上粘贴不牢时，用一具有与管道弧度相应支撑面的支撑物将所述复合材料抵在管壁上，然后再进行紫外光照射,让所述复合材料固化在管壁上。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：用本方法修复补强的管道材质为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，

在将所述复合材料粘贴于所述管道的内壁上时，交接缝隙处，后粘贴的复合材料与前面已经粘贴的复合材料重叠30-50mm即可；和/或，

如果管壁含水率较高，光固化纤维增强复合材料在管壁上粘贴不牢时，用一具有与管道弧度相应支撑面的支撑物将所述复合材料抵在管壁上，然后再进行紫外光照射，让所述复合材料固化在管壁上。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在所述预留工作通道粘贴法中，当对于上部复合材料光固化上，将与工作通道衔接的复合材料的边缘的30-50mm的复合材料用不透光膜遮住；和/或，在对工作通道进行逐段光固化时，要对于搭接部分遮光处理；和/或，

在该方法中，所留工作通道的弧长与复合材料的宽度相当。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本复合材料是长度和宽度设定的成卷形态。

11.一种如权利要求1至10之一所述的方法修复的管道，其特征在于： 在管道内壁上固着一复合材料层，该复合材料层在所述管道内壁上形成一套管，该复合材料为紫外光固化纤维增强复合材料；

所述套管对应预留工作通道贴合法，包括在上管壁部分和在下管壁两部分，各部分由若干复合材料块沿管道轴向拼接而成。

12.根据权利要求11所述的管道，其特征在于：所述套管是由若干块所述复合材料搭接而成的；和/或，

对应预留工作通道粘贴法，所述在上管壁部分和在下管壁部分的分界线的弦长为0.9-1.2米；和/或，

所述复合材料的厚度为1.0~5.0 mm之间；和/或，

在所述复合材料和管壁之间还涂覆有一光固化底漆层；和/或，

所述管道为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，

所述光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化复合材料，包括填充材料和基体组分，所述基体组分的光固化树脂为紫外固化树脂，所述填充材料是纤维毡。