翻转式原位固化技术在市政道路管道修复中的应用

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工 程 技 术
城市排水系统的核心是道路管道排水，部分城市基础设施建设速度较慢，导致市政道路管道排水压力过大，严重时会出现管道断裂、下沉和裂缝等问题，影响排放和调度日常水资源[1]。

目前主要根据日常的排水项目及目标进行修复工作，在周期内完成修复处理[2]，修复市政道路管道的方法多为单向，虽然能达到预期的修复处理效果，但是复杂度高，缺乏针对性与稳定性，难以定位需要修复的每个位置，进而影响后续的施工修复结果。

此外，单一的修复形式效率较低，修复环节过于复杂，也是导致实践修复效果不佳的重要原因之一[3]。

因此本文提出利用翻转式原位固化技术对市政道路管道进行修复。

翻转式原位固化技术是将土壤翻转到空气中，利用原位固化剂固化当前的有害物质，最终达到修复土壤的目的。

将这项技术与市政道路管道修复工作进行融合，一定程度上能扩大实际的施工范围，逐步构建更灵活、多变的修复处理结构，从多个方向对管道修复位置进行标定，提取异常数据以及信息，保证质量控制稳定，为后续相关技术发展与优化奠定基础。

1 工程概况
为保证最终测试结果的真实性与可靠性，选用比对的方式对翻转式原位固化技术在市政道路管道修复中的实际应用效果进行分析与验证[4]。

为改善城市水环境、保护河流、居民饮用水以及市政道路的排水，对某城市政道路排水管网的管道进行覆盖性修复改造[5]。

需要对市政道路附近的老城区165m 排水管道进行CCTV 检测，利用专业的装置对管道的内部进行辅助性扫描，分析初始问题，从而明确市政道路管道问题。

根据行业标准《城镇排水管道检测与评估技术规程》（CJJ 181—2012），设置对应的修复
引导目标，将本路段划分为5个区域，每个区域需要修复
的问题及情况不同，修复形式更灵活。

根据上述测定，对管道基础的病害情况进行分析，见表1。

管道基础的病害分为破裂、腐蚀、渗漏、堵塞和沉积这5类，根据表1，分析管道基础的病害情况。

相关人员对上述的管道害病进行了基础性处理。

基础性处理主要包括对管道进行清洗，去除管道内部的杂物、沉积物和污垢；修复破损的管道，确保管道结构完整；对管道进行防腐蚀处理，保证管道的日常排水应用，但是这种方式难以保持长久，为保证管道排水的稳定性，还需要对管道的病害位置进行修复。

2 设计市政道路翻转式原位固化管道修复方法2.1 管道封堵预处理
通常，城市市政道路的管道排水压力较大，传统单一的检测方式难以在可控时间内测定和采集数据，因此，需要采用管道封堵的方法，对需要修复的管道进行预处理。

利用管道CCTV 检测技术对管道内部进行辅助扫描，通过控制程序及指令对病害的位置进行标定处理，并采集数据信息，待后续使用。

对管道进行降水、排放通风气体，临时封堵管道的外围排水口，防止未经处理的污水流入施工区域，结构如图1所示。

根据图1，对管道封堵预处理结构进行设计与实践分析，在临时封堵的情况下，需要采用专用管道封堵气囊对管道内部进行预处理。

为防止在测试过程中流入污水，造成二次污染，需要设置一个临时的排水管道，便于排水搭接。

利用高压水射流，对市政道路排水管道进行清理，营造基础测试施工环境，结合翻转式原位固化技术，对管道进行修复处理。

翻转式原位固化技术在市政道路管道
修复中的应用
席方超
（郑州商学院，河南 郑州 451200）
摘 要：市政道路管道修复方式多为单向且填充厚度不够，导致弯曲模量大幅度下降，因此本文提出采用翻转式原位固化技术修复市政道路管道。

对管道进行封堵预处理，并对翻转式原位进行固化内衬处理，同时采用CCTV 技术扫描检测内部，采用重复填充的方式，完成树脂重复充气填充及固定端头，采用加热固化方式修复管道。

测试结果表明：5个市政道路段的弯曲模量＞3200MPa，说明利用翻转式原位固化技术设计的管道修复方法具有较强的针对性与可靠性，可以进一步强化修复不同的管道，扩大修复范围，构建更稳定的管道排水系统。

关键词：翻转式；原位固化技术；管道修复；管道搭接；道路接入中图分类号：TU 99 文献标志码：A
表1 管道基础的病害情况分析表
管道基础病害分类
病害判定等级
基本情况解析
破裂4管道上有明显的裂缝，严重的甚至断裂
腐蚀4表面形成铁锈物质渗漏3管道上存在渗漏点及孔洞堵塞4管道内部异物角度沉积
3
管道整体下沉
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2.2 翻转式原位固化内衬处理及CCTV 内部扫描检测
基于上述的设定处理，结合内测扫描情况，对道路管道内的破损、材料脱落、接口错位和腐蚀瘤局部等问题进行标记，并进行以下基础性的修复预处理：1）清理工作区域。

清理需要修复或检测的特定区域的周边位置，包括附着在管道表面的杂物、沉积物和污泥等物质。

2）准备修复材料。

根据实际情况，准备合适的修复材料，如环氧树脂、胶黏剂和水泥浆等。

根据不同问题的性质和严重程度，选择适当的修复材料。

3）表面处理。

去除问题区域表面的腐蚀、清理损坏材料和平整接口等，确保修复的材料能牢固黏附。

对不同问题进行相应的基础性修复措施。

例如，可能需要填补或修复破损的区域，正确连接接口错位，对腐蚀瘤可能需要进行除锈和修复处理。

但是要注意错位、渗漏和凹陷等问题，填补不能过厚，会影响后续的修复工作。

对翻转式原位进行固化内衬处理[6-7]，对管径＜10％的缺陷，利用聚合物水泥砂浆填补的方式对管道的内衬进行磨平处理，同时计算管道可控壁厚，如公式（1）所示。

G h hm s m n u
12
K （1）式中：
G 为管道可控壁厚；h 为修复范围；η为打磨厚度；s 为封堵距离；m 和n 分别为初始修复区域和实测修复区域。

结合计算得出管道可控壁厚，根据这个标准，填平错位问题；尽量采用打磨的方式去除锈蚀、结垢和断裂等有外露尖锐物体的病害缺陷，确保管壁内部光滑；结合翻转原位固化技术，对渗漏、缺口等病害点位进行不断加固和灌浆，堵漏严堵，减少施工时的漏水现象。

采用管道CCTV 技术，对此时管道内部进行扫描检测。

检测修复管道上游的检查井，使用钢管作为辅助性的支架承接翻转平台。

在扫描检测的过程中，为防止因翻转水压过大，导致的软管拉伸、延长甚至破裂等问题，需要搭建一个高度为5.5m 的承接作业平面，在修复管道末端安装调节挡板，以此提高整体的工作效率及修复质量。

市政道路管道的修复标准并不固定，而是随着修复施工的需求及标准变化，作出实时调整，提升管道修复的效果，更好地保证施工进度。

因此，在管道修复过程中，需要密切关注相关标准和规范的变化，并根据实际情况进行相应的调整和改进，保证修复工作的质量，这个方法对保证施工的可持续性非常重要，也有助于延长管道的使用年限。

2.3 树脂重复充气填充及端头固定
树脂充气填充是一种较为常见的管道修复手段，在建筑及施工工程中应用效果较好。

临时封堵管道及CCTV 内部扫描检测后，需要在管道中增设一个软管。

结合翻转式原位固化技术，牵引软管，在安装的过程中可以将其从沿垫膜引入，速度设置为＜4.5m/min [8]，保证软管外部完整和可使用。

牵引软管的最大拉力需要保持平衡，纵向拉伸率≤1.5％，完成引入后，使用钢丝对外围进行位置加固处理。

不同管道设定的软管有较大差异，因为管道材质不同，所以特性和耐力也不同。

直径较大的管道需要更长或更结实的软管来承受更大的拉力。

而较长的管道需要纵向拉伸率较低的软管来避免过度伸展和变形。

不同的工作环境可能也会对软管有特殊要求，因此，设置牵引最大拉力及调整辅助参数，见表2。

根据表2，结合实际需求，安装牵引软管，将软管的一端固定在道路管道的出口，另一端固定在入口处，采用
图1 管道封堵预处理结构图
辅助抽水泵
气囊
气囊
待修复管道
预设排水方向
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逆向方式将树脂填充到管道内，确保填充的缺陷部分与管道内壁表面持平。

在管道内衬位置设定端头，用扎头布绑扎牢固，安装充气装置，通过调压阀等压力设备进行充气控制，充气装置与端头搭接，形成循环性的协调结构，设定端头的伸出长度，见表3。

表2 牵引最大拉力设置及辅助参数调整表
管径/mm ×壁厚/mm 修复长度/m
纵向拉伸率/％
牵引最大拉力/kN
A+DN300×426.3 3.1255A+DN400×520.5 2.1580A+DN500×624.8 2.6595A+DN600×729.1 2.51110A+DN700×820.5 3.05120A+DN800×9
22.8
3.28
125
表3 端头伸出长度设置表
内衬管道管径/mm
待修复长度/m
端头伸出长度/mm
50016.35550500~70018.55860800~1200
21.54
1000
根据表3，设置端头伸出长度，进行二次树脂填充。

结合翻转式原位固化技术，检查井深和两端可以覆盖的长度，裁切软管，填充时保持抽真空状态。

将热固性树脂与一定比例的固化剂导入软管中，填充后，测定此时的孔隙率，孔隙率是填充材料中孔隙空间的百分比，其计算过程如公式（2）所示。

M R W R u N 2
1
（2）式中：
M 为管道填充的孔隙率；κ为管道预留空间；R 为填充空间；
W 为伸出距离。

结合上述设定，计算管道填充的孔隙率。

当修复管道时，根据具体的需求和规范设定填充材料的空隙标准。

这些标准涉及填充材料的密实度、排水性能和稳定性等方面。

将孔隙率与预设的填充空隙标准进行比对，如果实际孔隙率低于标准，就表明填充材料过于紧密，影响了排水性能；如果孔隙率高于标准，就可能造成松散不稳定填充，导致管道不能正常运行。

如果填充材料的孔隙率不在合理范围内，就需要调整填充材料的质量、用量或填充方式，使其满足预设的填充空隙标准。

2.4 加热固化完成管道修复
对道路管道的内部进行填充后，基本上完成了管道定
向修复处理，通过翻转式原位固化技术，采用加热固化的方式强化修复效果，验收完成后结束施工。

将树脂输送到管道的内部后，静置一段时间后，待表面定型，通过输送管道对热水进行预流动，使用水泵和锅炉同时接入，对管道内壁进行加固固化处理。

需要注意的是，这个方式需要在静置后5h 内完成，否则树脂过硬或者定型后，不仅难以修复和调整，还会引起管道的脆性，提高断裂的概率。

设置锅炉的恒定功率为1.5MW ，热水循环导流，经过6h 热水循环加热后，管道的内壁处于较为稳定的状态，缺陷位置也基本成型，不会受到外部因素的影响，当水温降至85℃时，保持当前的温度1h ，将水排出管道，最终完成管道的修复应用。

3 实例结果分析
根据上述实践，对选定的市政道路管道进行处理，逐一维护修正选定的5个区段，结果见表4。

表4 实例分析结果比对表（单位：MPa）
测定道路段抗拉强度
弯曲强度
弯曲模量道路段128523325道路段226473204道路段327463614道路段431503422道路段5
25
51
3216
根据表4，分析实例测试结果：选定的5个市政道路段的弯曲模量均＞3200MPa ，说明在翻转式原位固化技术的辅助与支持下，本文设计的管道修复方法更灵活、多变且自身具有较强的针对性与可靠性，当面对不同的管道缺陷时，可以进一步强化最终的修复效果，扩大修复范围，使管道排水系统更稳定。

4 结语
以上是对翻转式原位固化技术在市政道路管道修复中的应用分析，与初始的原位固化技术相比，本文设计的市政道路管道修复结构更灵活、多变，具有较强的针对性与稳定性，在对应的市政道路施工修复工作中，通过翻转式原位固化技术，标定道路中需要修复的具体位置，分析对应的问题诱因，制定多层级、多目标的管道处理方案，很大程度提高了整体的修复效率及质量，缩短修复处理耗时，在过程中加强成本及修复误差控制，确保管道修复后达到预期的验收标准，强化管道对内壁鼓胀、裂纹和褶皱等问题的防护效果，营造更安全的排水环境。

参考文献
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