CN108194756B

CN108194756B - Cipp内衬管及制备cipp内衬管的方法

Info

Publication number: CN108194756B
Application number: CN201711269938.3A
Authority: CN
Inventors: 徐海香; 徐楼喆; 李卓
Original assignee: Zhuji Shengda Engineering Detection Technology Co ltd; Fudan University
Current assignee: Zhuji Shengda Engineering Detection Technology Co ltd; Fudan University
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: CN108194756A

Abstract

本发明实施例涉及管道修复领域，公开了一种CIPP内衬管及制备CIPP内衬管的方法。该CIPP内衬管包括织物层、薄膜层以及由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层；织物层呈管状；薄膜层环绕在织物层的内表面，形成CIPP内衬管的内壁；橡胶层设置在织物层的外表面。本发明实施方式相对于现有技术而言，在CIPP内衬管的外表面(即朝向受损的管道内壁的表面)上设置由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层，当CIPP内衬管与原管道之间存在空隙时，入侵的水(即进入空隙中的地下水或管道污水)可以引起橡胶自发快速膨胀，填满空隙，并形成密封隔离层，使得CIPP内衬管与原管道紧密贴合在一起，从而有效防止地下水与管道污水的相互渗透。

Description

CIPP内衬管及制备CIPP内衬管的方法

技术领域

本发明实施例涉及管道修复领域，特别涉及一种CIPP(Cured-in-place pipe，现场固化工艺)内衬管及制备CIPP内衬管的方法。

背景技术

城市地下管道承担着雨水、污水等排放任务。由于管道在使用过程中会出现的磨损、老化、腐蚀等情况，受到外力作用时，管道很可能出现破损或泄露的情况。传统方法是挖开地面，进行管道修复和更换，最后再填补路面。该方法施工效率低，对路面交通造成了诸多不便。近年来，我国逐步推广使用的非开挖管道修复技术不仅效率高，而且对周围的交通、环境、及其他管线的影响小，与传统方法相比具有显著的优越性。

非开挖管道修复的工艺有十多种，可大致分为三类。第一类是通过树脂固化的方法在管道内形成新的管道，如现场固化工艺；第二类是采用小管套入大管的方式，在原有管道内部套入直径稍小一点的衬管，如短管内衬，U形管等；第三类是螺旋制管，在原有管道内部缠绕形成新管。在所有工艺中，CIPP技术属于适应性和修复质量都较好，应用较为广泛的一种工艺。但现有技术中制备CIPP内衬管的热固性树脂在固化后会收缩，从而导致CIPP内衬管与原管道(受损的管道)之间产生空隙。该空隙的存在，会造成地下水与管道污水相互渗透，既会使CIPP内衬管劣化，也会给地下水造成污染。因此，消除CIPP内衬管与原管道之间的空隙具有重要意义。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种CIPP内衬管及制备CIPP内衬管的方法，以消除CIPP内衬管与原管道之间的空隙，从而防止地下水与管道污水的相互渗透。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种CIPP内衬管，包括织物层、薄膜层以及由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层；所述织物层呈管状；所述薄膜层环绕在所述织物层的内表面，形成所述CIPP内衬管的内壁；所述橡胶层设置在所述织物层的外表面。

本发明的实施方式还提供了一种制备CIPP内衬管的方法，包括：在管状的织物层的外表面上涂覆薄膜涂层，以在所述织物层的外表面形成薄膜层；将所述织物层浸渍树脂；在所述织物层的内表面上铺设橡胶层，并对所述橡胶层进行硫化；将所述织物层整体翻转到受损的管道内，并进行固化处理，以在所述受损的管道内形成所述CIPP内衬管；其中，翻转后，铺设有所述橡胶层的内表面变为所述织物层的外表面；设有所述薄膜层的外表面变为所述织物层的内表面。

本发明的实施方式还提供了一种制备CIPP内衬管的方法，包括：在管状的织物层的外表面上涂覆薄膜涂层，以在所述织物层的外表面形成薄膜层；在所述织物层的内表面的特定区域铺设橡胶层，并对所述橡胶层进行硫化；将所述织物层浸渍树脂；将所述织物层整体翻转到受损的管道内，并进行固化处理，以在所述受损的管道内形成所述CIPP内衬管；其中，翻转后，铺设有所述橡胶层的内表面变为所述织物层的外表面；设有所述薄膜层的外表面变为所述织物层的内表面。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在CIPP内衬管的外表面(即朝向受损的管道内壁的表面)上设置由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层，当CIPP内衬管与原管道(受损的管道)之间存在空隙时，入侵的水(即进入空隙中的地下水或管道污水)可以引起橡胶自发快速膨胀，填满空隙，并形成密封隔离层，使得CIPP内衬管与原管道紧密贴合在一起，从而有效防止地下水与管道污水的相互渗透。

另外，所述遇水可膨胀的橡胶由高吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)及非水溶性橡胶形成。SAP吸水膨胀的能力强大、机械性能较弱，而非水溶性橡胶则用来增强其整体的机械强度，从而达到可靠的密封作用。

另外，所述SAP及非水溶性橡胶通过混合或共聚的方式形成所述遇水可膨胀的橡胶。提供一种形成该遇水可膨胀的橡胶的方式。

另外，所述橡胶层环绕在所述织物层的外表面。在织物层的整个外表面设置橡胶层，有利于保证密封性能。

另外，在所述织物层的内表面上铺设橡胶层，具体包括：在所述织物层的内表面上整体铺设所述橡胶层。有利于保证CIPP内衬管的密封性能。

另外，将所述织物层整体翻转到受损的管道内，具体包括：通过水压或气压将所述织物层整体翻转到受损的管道内。提供一种将织物层整体翻转到受损的管道内的方式。

另外，所述特定区域包括：所述内表面对应所述CIPP内衬管端部的区域，以及所述内表面对应管道连接处的区域。仅在容易出现漏水的部分铺设橡胶层，既有利于提升CIPP内衬管的密封性，也有利于节省成本。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式的CIPP内衬管的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的CIPP内衬管吸水膨胀后的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的制备CIPP内衬管的方法的流程图；

图4是根据本发明第三实施方式的制备CIPP内衬管的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种CIPP内衬管。如图1所示，该CIPP内衬管包括薄膜层1、织物层2以及橡胶层3。其中，织物层2呈管状，薄膜层1环绕在织物层2的内表面，形成CIPP内衬管的内壁；橡胶层3则设置在织物层2的外表面上，该外表面即是CIPP内衬管朝向原管道(即受损的管道)5内壁的表面。

本实施方式中，橡胶层3由遇水可膨胀的橡胶形成。该遇水可膨胀的橡胶可由高吸水树脂(super absorbent polymer，简称“SAP”)和普通非水溶性橡胶通过混合或共聚等方式形成。具体地说，普通的亲水橡胶机构性能较弱，吸水以后若遭遇盐度下降、温度变化或周边环境变干等情况，会失水收缩，从而失去膨胀密封功能。而SAP虽然机械性能较弱，但却具备强大的吸水能力；普通非水溶性橡胶的机械性能强大，因此，将普通非水溶性橡胶与SAP结合在一起，可增强整体的机械强度，从而达到可靠的密封作用。当CIPP内衬管置于原管道5内时，若CIPP内衬管与原管道5之间存在空隙4，一旦有水渗透到该空隙4处，橡胶层3就会自发膨胀，从而填满空隙，形成密封隔离层，进而有效地防止水的渗透(如图2所示)。

值得一提的是，本实施方式中，可以将织物层2的整个外表面上都设置橡胶层3，即使橡胶层环绕在织物层的整个外表面上。然不限于此，在实际应用中考虑到成本，也可以仅在织物层2外表面上某些部分上设置橡胶层3。例如，可先在原管道与CIPP内衬管之间的空隙中找出容易出现漏水的地方，然后仅在容易出漏水的地方设置橡胶层3。

织物层2主要由能吸纳树脂的织物形成。具体地，可先将织物制成与原管道内径相当的软管，并浸渍树脂。这样，织物上就会吸附大量的树脂。进入原管道5内之后，就可通过加热的方式原位固化树脂，从而形成CIPP内衬管的织物层2。织物层2在CIPP内衬管中主要起支撑作用。而薄膜层1则一般采用聚氨酯等耐磨、抗拉、柔性的薄膜形成。

本实施方式相对于现有技术而言，在CIPP内衬管的外表面(即朝向受损的管道内壁的表面)上设置由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层，当CIPP内衬管与原管道(受损的管道)之间存在空隙时，入侵的水(即进入空隙中的地下水或管道污水)可以引起橡胶自发快速膨胀，填满空隙，并形成密封隔离层，使得CIPP内衬管与原管道紧密贴合在一起，从而有效防止地下水与管道污水的相互渗透。

本发明的第二实施方式涉及一种制备CIPP内衬管的方法。本实施方式提供了一种制备如第一实施方式所述的CIPP内衬管的方法。具体流程如图3所示：

步骤301：在管状的织物层的外表面上涂覆薄膜涂层，以在织物层的外表面形成薄膜层。

本实施方式中，可先将织物制成与原管道内径相当的软管，再将薄膜涂层涂覆于在管状的织物层的外表面。涂好之后，液态的薄膜涂层会在常温下固化，从而形成固态的薄膜层。

步骤302：将织物层浸渍树脂。

将管状的织物层浸渍树脂时，织物层上会吸附大量的树脂。

步骤303：在织物层的内表面上铺设橡胶层，并对橡胶层进行硫化。

本步骤中，可先将该遇水可膨胀的橡胶制成橡胶层，再将橡胶层铺设至织物层的内表面。本实施方式可在织物层的内表面上整体铺设橡胶层，即将橡胶层覆盖整个织物层的内表面，这有利于保证CIPP内衬管的密封作用。然不限于此，在实际应用中，也可仅在该内表面的特定区域铺设橡胶层。该特定区域可以是容易出现漏水的地方，如内表面对应CIPP内衬管端部的区域，以及内表面对应管道连接处的区域。这样既有利于提升CIPP内衬管的密封性，也有利于节省成本。

本步骤中，可通过加热的方式原位硫化橡胶层，从而在织物层上形成的固定的橡胶层。值得一提的是，本实施方式也可在织物层整体翻转到受损的管道内，并对织物层进行固化处理时，原位硫化橡胶层。即对橡胶层进行硫化的时间可以根据实际需要灵活设置，本实施方式对此不做限制。

步骤304：将织物层整体翻转到受损的管道内，并进行固化处理，以在受损的管道内形成CIPP内衬管。

本步骤中，可通过水压或气压的方式，将管状的织物层整体翻转到受损的管道内。翻转后，铺设有橡胶层的内表面变为织物层的外表面，并朝向受损的管道内壁；设有薄膜层的外表面则变为织物层的内表面，并背离受损的管道内壁。

翻转后，可对织物层进行加热，使吸附在织物层上的树脂固化，以在受损的管道内形成CIPP内衬管。形成的CIPP内衬管就会成为一个新管道。

本实施方式通过在织物层的外表面，设置遇水可膨胀的橡胶层，使得在CIPP内衬管与原管道(受损的管道)之间存在空隙时，入侵的水可以引起橡胶自发快速膨胀，填满空隙，从而起到密封的作用。

值得一提的是，现有技术中也提出过减少CIPP内衬管与原管道之间的空隙，比如，在热固性树脂中加入LPA(Low Profile Additives)。加入的LPA材料后可减小树脂在固化过程中产生的收缩现象，从而减小环装空隙的产生。但是这种方案对管道有要求，而对于不同的原管道而言，其管径大小、管径的圆度以及管道表面粗糙度均存在区别，这使得这一方案只能在一定程度上缓解形成空隙的可能性，但很难完全消除空隙。而本实施方式采用的橡胶自发膨胀密封的方法，则对管道的形状结构没有要求，可适用于不同的管道，适用范围更广，且密封性好，能够更好地消除空隙。另外，现有技术中也提出通过在修复管(即本实施方式所说的原管道或受损的管道)和内衬管中间、内衬管的端部连接处采用制成环片的压力密封垫片，来形成管道间的自密封(即CIPP内衬管与原管道之间的密封)。但这项技术施工较难、并且减小了管道内部的横截面积，影响排水。而本实施方式将橡胶层直接固定在织物层的表面，不会影响施工工艺，也不会减小管道的横截面积，更适于推广。

本发明的第三实施方式涉及一种制备CIPP内衬管的方法。第三实施方式与第二实施方式大致相同，主要区别之处在于：第二实施方式先将管状的织物层浸渍树脂，再在织物层的内表面铺设橡胶层；而第三实施方式先在管状的织物层的内表面铺设橡胶层，并对橡胶层进行硫化，然后再将织物层浸渍树脂。本实施方式的流程图如图4所示：

步骤401：在管状的织物层的外表面上涂覆薄膜涂层，以在织物层的外表面形成薄膜层。

步骤402：在织物层的内表面的特定区域铺设橡胶层，并对橡胶层进行硫化。

该特定区域可以是容易出现漏水的地方，如内表面对应CIPP内衬管端部的区域，以及内表面对应管道连接处的区域。这样既有利于提升CIPP内衬管的密封性，也有利于节省成本。

此外，本实施方式仅在织物层的特定区域局部铺设橡胶层，也有利于降低橡胶层对织物层浸渍树脂的影响，使得织物层上仍可吸附大量树脂。

步骤403：将织物层浸渍树脂。

步骤404：将织物层整体翻转到受损的管道内，并进行固化处理，以在受损的管道内形成CIPP内衬管。

翻转后，铺设有橡胶层的内表面变为织物层的外表面，并朝向受损的管道内壁；设有薄膜层的外表面则变为织物层的内表面，并背离受损的管道内壁。

本实施方式相对于第二实施方式而言，提供了另一种制备CIPP内衬管的方法。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种CIPP内衬管，其特征在于，应用于部分受损的外管道的内壁，所述外管道的受损处内径大于未受损处内径；包括织物层、薄膜层以及由遇水可膨胀的橡胶形成的橡胶层；所述织物层呈管状，所述薄膜层环绕在所述织物层的内表面，形成所述CIPP内衬管的内壁；所述橡胶层设置在所述织物层的外表面，且对应于所述外管道的所述受损处。

2.根据权利要求1所述的CIPP内衬管，其特征在于，所述遇水可膨胀的橡胶由高吸水树脂SAP及非水溶性橡胶形成。

3.根据权利要求2所述的CIPP内衬管，其特征在于，所述SAP及非水溶性橡胶通过混合或共聚的方式形成所述遇水可膨胀的橡胶。

4.一种制备如权利要求1所述的CIPP内衬管的方法，其特征在于，应用于部分受损的外管道的内壁，所述外管道的受损处内径大于未受损处内径；包括：

在管状的织物层的外表面上涂覆薄膜涂层，以在所述织物层的外表面形成薄膜层；

将所述织物层浸渍树脂；

在所述织物层的内表面上铺设橡胶层，并对所述橡胶层进行硫化；

将所述织物层整体翻转到受损的管道内，并进行固化处理，以在所述受损的管道内形成所述CIPP内衬管；

其中，翻转后，铺设有所述橡胶层的内表面变为所述织物层的外表面，且所述橡胶层在所述织物层外表面上的位置对应于所述外管道的所述受损处；设有所述薄膜层的外表面变为所述织物层的内表面。

5.根据权利要求4所述的制备CIPP内衬管的方法，其特征在于，将所述织物层整体翻转到受损的管道内，具体包括：

通过水压或气压将所述织物层整体翻转到受损的管道内。

6.一种制备如权利要求1所述的CIPP内衬管的方法，其特征在于，应用于部分受损的外管道的内壁，所述外管道的受损处内径大于未受损处内径；包括：

在所述织物层的内表面的特定区域铺设橡胶层，并对所述橡胶层进行硫化；其中，所述特定区域包括：所述内表面对应所述外管道的所述受损处的区域；

将所述织物层浸渍树脂；

其中，翻转后，铺设有所述橡胶层的内表面变为所述织物层的外表面；设有所述薄膜层的外表面变为所述织物层的内表面。

7.根据权利要求6所述的CIPP内衬管的方法，其特征在于，所述特定区域包括：所述内表面对应所述CIPP内衬管端部的区域，以及所述内表面对应管道连接处的区域。