管道钢板内衬修复方案

一、引言

在工业和城市基础设施中，管道系统扮演着至关重要的角色，尤其是钢板管道，广泛应用于液体输送、排水等领域。然而，随着使用时间的增长，管道可能会出现腐蚀、磨损、破裂等问题，影响其正常运行和使用寿命。为了有效解决这些问题，需要采用合适的内衬修复方案。本文将详细介绍几种常见的管道钢板内衬修复方案，包括它们的原理、特点、适用范围以及施工工艺等方面。

二、原位固化法（CIPP）修复方案

原理

原位固化法（Cured - In - Place Pipe, CIPP）是目前应用广泛的非开挖管道修复技术之一。它是采用翻转或牵拉方式将浸渍树脂的软管置入原有管道内，固化后形成管道内衬。按照软管进入原有管道的方式不同，可分为翻转式和拉入式两种工艺；软管的固化工艺包括热水固化法、蒸汽固化法和紫外光固化法。使用的主要材料是软管和树脂，树脂通常分为不饱和聚酯树脂、乙烯树脂和环氧树脂三类。

特点

• 施工速度快、工期短，能在较短时间内完成管道修复，减少对管道使用的影响。
• 内衬管与原管道紧密贴合，连续且表面光滑，可有效提高管道的过流能力，同时减少结垢和滋生细菌的可能性。
• 可修复管径范围较广，适用于圆形和矩形截面给排水管道的修复和更新。

适用范围

适用于管径150mm - 2200mm的排水管道、检查井井壁和拱圈开裂的局部和整体修复。适用于管道结构性缺陷呈现为破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀，且接口错位宜小于等于直径的15%，管道基础结构基本稳定、管道线形没明显变化、管道壁体坚实不酥化的情况。也适用于对管道内壁局部沙眼、露石、剥落等病害的修补，以及管道接口处在渗漏预兆期或临界状态时的预防性修理。不过，对于管道基础断裂、管道破裂、管道节脱呈倒栽式状、管道接口严重错位、管道线形严重变形等结构性缺陷严重损坏的情况不适用。

施工工艺

1. 材料准备：对翻转软管进行充分的抽真空，使树脂能够充分浸透毛毡层；将树脂、固化剂按一定比例放入搅拌桶内充分搅拌，混合均匀后灌入翻转软管内，通过翻转压料平台将树脂均匀灌入软筒，形成翻转修复材料。
2. 现场翻转施工：翻转前要保证管道符合翻转条件，对管道进行相应的封堵、排水及疏通施工，必要时对管道内部进行处理，如局部变形恢复等。在材料进场前，需在翻转井口位置搭设翻转平台。
3. 加热：使用热水锅炉对翻转软管进行循环加热，通过不断升高管道内水的温度使树脂发生化学反应，在达到约85摄氏度一定时间后，完成管道的修复。
4. 尾端处理：在管道冷却后，将管道尾端多余部分切除，使其与管口保持一平，同时对管道接口进行注浆处理，使新管和老管形成一体，完成管道的CIPP内衬修复。

三、热塑成型紧密贴合修复技术方案

原理

FFPP™热塑成型内衬修复是将工厂预制（并折叠成“U”或“H”型）的合金PVC内衬管加热变软后，采用牵引拖拉方式置入原有管道内，然后通过静置、加热、加压等方法将其横截面复圆，待其冷却后形成与原有管道紧密贴合的管道内衬。

特点

• 与母管超紧密贴合，修复后可增加管道过流能力。
• 施工不受环境影响，严寒酷暑、昼夜都可以施工。
• 可修复弯管、变径管、异形（非圆形）管道，还能修复严重损坏、错位、极端负荷下的管道。
• 无污染物排放，环保性好；预加热可在运输途中进行，节省工程时间。

适用范围

适用于城市地下污水管道、雨水管等重力管道，也可用于短距离的自来水管道修复。

施工工艺

首先将合金PVC内衬管预制并折叠成“U”或“H”型，然后在运输途中或施工现场对其进行加热使其变软，接着采用牵引拖拉方式将其置入原有管道内，之后通过静置、加热、加压等操作使内衬管横截面复圆，最后冷却形成紧密贴合的内衬。

四、螺旋缠绕内衬法修复方案

原理

通过缠绕机将带状型材在旧管道内螺旋旋转缠绕成一条新管。带状型材两边的公母锁扣在螺旋旋转中互锁，使新管连续无缝。当螺旋管缠绕完毕后，通过拉动预埋的钢线，将次级锁扣拉断，让新管开始径向扩张，紧紧地贴在原有管道的内壁上。

特点

该工艺具有耐酸碱、耐腐蚀、质量轻、施工方便、密封性好、不漏水等优点，适合于排水管道非开挖修复。

适用范围

主要适用于排水管道的修复，尤其是对一些需要耐腐蚀、密封性好的排水系统。

施工工艺

先将缠绕机安装在合适位置，然后将带状型材通过缠绕机在旧管道内进行螺旋旋转缠绕，在缠绕过程中确保公母锁扣互锁形成连续无缝的新管。缠绕完成后，拉动预埋钢线使新管径向扩张，紧密贴合原有管道内壁。

五、HDPE内衬修复法方案

原理

管道内衬HDPE管技术是将外径等于或略大于主管道内径的HDPE衬管，经专利设备缩径后，使其截面小于主管道的内截面积，在牵引力的作用下快速插入主管道。依靠HDPE衬管自身记忆特性或借助压力和温度使缩径后的HDPE衬管回弹膨胀，HDPE衬管外壁紧密贴合于主管道内壁，形成牢固的管中管。

特点

• 在管道原位进行施工，无需全线开挖，一次施工长度可达1000 - 1500米。
• 施工周期短，无需养护，可即修即投。
• 修复成本低，约为新上管道的60%左右。
• 可提高管道的耐压强度20 - 40%。
• 内衬层连续，无易腐蚀的薄弱点；内衬层光滑，不结垢、滋生细菌，减小摩阻。
• 适用于DN100 - DN1600的各种材质的管道。

适用范围

广泛适用于各种材质和管径的管道修复，尤其对于需要提高耐压强度和减少摩阻的管道较为适用。

施工工艺

先使用专利设备对HDPE衬管进行缩径处理，使其截面小于主管道内截面积，然后在牵引力作用下将缩径后的HDPE衬管快速插入主管道，之后依靠其自身记忆特性或借助压力和温度使衬管回弹膨胀，紧密贴合主管道内壁。

六、紫外光固化法修复方案

原理

紫外光固化法（Ultraviolet Cured - in - Place Pipe简称UV - CIPP）是利用紫外光照射将拉入原有管道内的浸润树脂软管固化形成管道内衬管的非开挖修复方法，是原位固化法修复管道技术之一。

特点

• 无需开挖，只需要利用检查井即可对原管道进行整体或局部修复，施工占地面积小，对周边环境影响非常小，施工工期短。
• 内衬层一般不超过12mm，过流断面损失小，内衬层光滑、连续，降低了管道的表面粗糙度，提高了管道的过流能力。
• 内衬软管固化后具有强度高、弹性模量大的特点；固化速度快，效果好，节约能源和施工设备。
• 软管浸渍树脂后，稳定性高、储存时间长，在不见光的情况下可以保存6个月以上。树脂配制和浸渍等不必在现场操作，可以利用车间设备预先制备，现场工作量小，成功率高。
• 内衬管基材韧性好，与复合树脂浸渍相溶性好，内衬层隔绝了腐蚀环境，完全抑制了管道的内腐蚀。
• 适用性好，可用于管径为50 - 2200mm的各类管线的修复。

适用范围

适用于排水管道、供水管道、化学及工业管道等的重力和压力管道；适用于圆形、椭圆、矩形等不同形状管道；适用于弯曲转角小于45˚管道；适用于管径范围150 - 2000mm；适用于基础结构基本稳定、管道线形无明显变化、管道壁体无严重破损，影响使用功能的管道；适用于管道内壁局部蜂窝、剥落、小型破裂，结构呈现微变形、渗漏、腐蚀、脱节、接口错位小于等于直径的15%等病害修补；适用于管道的整体修复、局部修复。

施工工艺

1. 施工准备：施工前应对施工区域进行临时围挡，安放施工警示牌、导行标志，夜间施工需安放警示灯等。检测待修管段内有毒有害气体指标，采取通风措施，保证井下作业安全。
2. 管道封堵、疏通、冲洗：管道修复前需对管道进行封堵处理，再采用高压清洗车和吸淤车对待修复管道进行疏通、冲洗和抽水。
3. 对管道内壁进行视频检测与局部处理：对管道内壁进行检测，对管道缺陷进行准确定位和判断，对不符合紫外光固化的管道进行预处理。管道内壁存在的凸起、异物穿入、树根等缺陷采用管道切削打磨机器人进行局部处理，避免划伤内衬软管。管道存在的局部渗漏，影响固化修复的，先进行局部点状修复。
4. 拉入底膜并固定：底膜置于原有管道底部，并覆盖大于1/3的管道周长，并在原有管道两端固定。
5. 软管折叠，平整拉入原有管道：沿着管底的垫膜将浸渍树脂的软管平稳、缓慢地拉入原有管道，拉入速度不得大于6 - 8m/min，软管两端比原有管道长300 - 600mm，拉入后的内衬修复材料应处于底膜上方。
6. 捆绑固定扎头，充气保压：扎头捆绑妥当，按内衬软管材料、管径对充气压力、速度的要求充入压缩空气，膨胀软管，使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁。
7. 放入紫外灯架，牵引至管道另一端，并进行固化：光固化过程中内衬软管内保持空气压力，使内衬管与原有管道紧密接触；根据内衬管管径和壁厚控制紫外光灯架的前进速度。在待修管道段上游将来水进行改道或上、下游采用气囊封堵并导流，保证此管段暂停使用。同时对管段内积水进行抽排，保证CIPP修复不受影响。在这期间，应检查和记录温度传感器在整个固化过程中测量到的速度和温度。若内衬管内的温度超过130℃，则应在保持工作压力和巡航速度不变的情况下加大空气流量；若内衬管内的温度低于80℃，则巡航速度应下降5cm/min。若一盏紫外线灯在固化过程中出现故障，则须立即相应调整固化巡航速度。同时，还应注意预定义的固化参数或温度范围，当光源到达尾端的扎头时，关闭紫外线灯架组，固化过程即告完成。
8. 尾端切除：切除多余的软管部分。
9. 抽出软管内膜：完成内膜的抽出。
10. 修复后CCTV复查：对修复后的管道进行复查。
11. 拆除封堵恢复通水：恢复管道的正常通水。

七、结论

不同的管道钢板内衬修复方案各有其特点和适用范围。在实际应用中，需要根据管道的具体情况，如管径、损坏程度、使用环境等因素，综合考虑选择最合适的修复方案。同时，在施工过程中要严格按照施工工艺要求进行操作，确保修复质量，以延长管道的使用寿命，保障管道系统的正常运行。随着技术的不断发展和创新，相信会有更多高效、环保、经济的管道内衬修复方案出现，为管道修复领域带来新的发展。