局部点状树脂修补技术概述
局部点状树脂修补技术,也被称作局部树脂固化法或毡筒气囊局部成型法,是一种非开挖修复方法。该技术适用于管道局部出现裂缝、渗漏、破损等情况,尤其在管道局部破损需要紧急抢修时极为有效。它把涂抹有树脂混合液的玻璃纤维毡布,借助气囊紧压于管道内壁,再通过常温、加热或紫外线照射等方式使树脂固化,从而在修复点管内形成新的内衬管。与传统修复技术相比,局部点状树脂修补技术针对性强,无需整段修复管道,哪里损坏就修哪里,能大大降低经济成本,因此在国外的管道修复工程中得到广泛应用。
局部点状树脂修补技术的原理
- 树脂材料特性:局部点状树脂修补技术通常采用聚酯树脂、环氧树脂或乙烯基树脂,可使用含钴化合物或有机过氧化物作为催化剂来加速树脂的固化,进行聚合反应形成高分子化合物。这种材料是单液性注浆材料,施工简单,设备清洗也十分方便。而且树脂与水具有良好的混溶性,浆液遇水后自行分散、乳化,立即进行聚合反应,诱导时间还可通过配比进行调整。同时,该材料对水质的适应较强,一般酸碱性及雨水对其性能均无影响。
- 形成修复层原理:将含有促进剂的两种树脂按一定比例混合后均匀涂抹在玻璃纤维材料上,接着把纤维材料包裹在特定的修复气囊上,然后放入待修复的管道,定位后充气,使含有树脂的纤维材料紧紧贴在管壁上。最后在常温下保持一段时间,让树脂发生化学反应,最终生成玻璃纤维增强塑料,从而在管道内壁形成坚固的修复层。
局部点状树脂修补技术的施工流程
- 施工前准备:
- 管道检测:运用专业的检测设备,如CCTV检测,对管道进行全面检测,准确确定需要修复的部位、范围以及损坏程度。
- 材料准备:根据管道损坏情况,选择合适的树脂材料和固化剂。一般来说,树脂材料应具备高强度、耐腐蚀性和良好的粘结性能。同时,准备好玻璃纤维毡布、气囊等施工材料。
- 设备调试:对施工所需的设备,如空气压缩机、搅拌装置等进行调试,确保设备正常运行。
- 现场清理:将管道内部清理干净,确保修复部位无油污、杂质等。如果排水管道处于流砂或软土暗浜层,由于接口产生缝隙,管周流砂软土从缝隙渗入排水管道内,致使管周土体流失,土路基失稳,管道下沉,路面沉陷,此时必须进行损坏处管内清洗,并且通过电视确认干净。
- 施工过程:
- 毡布剪裁:根据修复管道情况,在防水密闭的房间或施工车辆上现场剪裁一定尺寸的玻璃纤维毡布。剪裁长度约为气囊直径的3.5倍,以保证毡布在气囊上部分重叠;毡布的剪裁宽度应使其前后均超出管道缺陷10cm以上,以保证毡布能与母管紧贴。
- 树脂固化剂混合:按照供货商要求的配方比例配制一定量的树脂和固化剂混合液,并用搅拌装置混匀,使混合液均色无泡沫。同时,记录混合湿度,施工现场每批树脂混合液应保留一份样本,并进行检测并报告它的固化性能。
- 树脂浸透:使用适当的抹刀将树脂混合液均匀涂抹于玻璃纤维毡布之上。通过折叠使毡布厚度达到设计值,并在这些过程中将树脂涂覆于新的表面之上。为避免挟带空气,应使用滚筒将树脂压入毡布之中。
- 毡筒定位安装:经树脂浸透的毡筒通过气囊进行安装。为使施工时气囊与管道之间形成一层隔离层,使用聚乙烯(PE)保护膜困扎气囊,再将毡筒捆绑与气囊之上,并防止其滑动或掉下。气囊在送入修复管段时,应连接空气管,并防止毡筒接触管道内壁。气囊就位以后,使用空气压缩机加压使气囊膨胀,毡筒紧贴管壁。该气压需保持一定时间直到毡布通过常温(或加热或光照)达到完全固化为止。最后,释放气囊压力,将其拖出管道。记录固化时间和压力。
- 施工后检测:施工完成后,进行电视检视,对施工质量进行检测。检查管道内衬表面是否光滑、无褶皱、无脱皮;管道接口裂缝是否严密,接口处理是否贯通、平顺、均匀,是否符合设计要求;修复后毡筒宽度是否在50cm左右,接口是否平滑,能否保证水流通畅;毡筒表面是否光洁、平整,与接口老壁是否粘结牢固并连成一体,有无空鼓、裂纹和麻面现象等。
局部点状树脂修补技术的优势
- 针对性强:该技术可以针对管道局部的损坏进行修复,无需对整段管道进行处理,大大减少了修复的工作量和成本。例如,在城市排水管道中,如果只有某一段出现了裂缝或渗漏,采用局部点状树脂修补技术就可以精准地对该部位进行修复,而不需要对整个管道进行更换或大规模修复。
- 施工速度快:从树脂混合到玻璃纤维局部内衬修复的完成通常在1 - 2小时内即可完成,大大缩短了施工周期。这对于一些对管道运行时间要求较高的场合,如城市供水管道、工业生产管道等,能够减少对正常生产生活的影响。
- 非开挖施工:整个内衬修复过程无需人员进入管道,也不需要进行开挖,避免了对周围环境的破坏和对交通的影响。这在城市中心、繁华商业区等人口密集、交通繁忙的地区具有明显的优势。
- 性能优越:树脂固化后强度大,具有良好的耐酸碱、耐水性能,不收缩,可维系50年寿命,能够有效延长管道的使用寿命。
- 适应性强:修复范围从DN50至DN1200,修复长度0.5 - 5m(根据修复气囊长度),可以适应不同管径和长度的管道修复需求。同时,该技术可带水作业,对管道内的水流情况要求不高,并且耐高温,能在较为复杂的环境下进行施工。
- 不影响管道正常运行:检测可分段作业,基本不影响排水管道正常运行,能够在不中断管道使用的情况下进行修复,保证了管道的连续运行。
局部点状树脂修补技术的应用场景
- 城市供水管道:城市供水管道由于长期使用,会因老化、腐蚀等原因出现管道损坏的情况。局部点状树脂修补技术可以及时修复这些损坏部位,提高供水管道的运行效率,保障城市居民的正常用水。例如,在一些老旧小区的供水管道修复中,采用该技术可以快速解决管道渗漏问题,避免水资源的浪费。
- 排水管道:排水管道容易因沉积物、腐蚀等原因导致堵塞和损坏。局部点状树脂修补技术能够修复因这些原因导致的管道问题,保证排水系统的正常运行。比如,城市污水管道中,由于污水中的化学物质和杂质的侵蚀,管道内壁可能会出现裂缝和破损,使用该技术可以有效地进行修复。
- 工业管道:工业管道在输送各种介质的过程中,会因介质腐蚀、磨损等原因导致管道损坏。局部点状树脂修补技术可以延长工业管道的使用寿命,减少因管道损坏而导致的生产中断和安全事故。例如,化工企业的管道经常输送具有腐蚀性的化学物质,采用该技术可以对受损的管道进行及时修复,确保生产的正常进行。
- 农村供水管道:农村供水管道也会面临老化、腐蚀等问题,影响农村居民的用水质量。局部点状树脂修补技术可以修复这些管道损坏,提高农村供水质量,保障农村居民的生活用水安全。
局部点状树脂修补技术的发展趋势
- 材料创新:未来,随着材料科学的不断发展,局部点状树脂修补技术所使用的树脂材料可能会得到进一步改进。新型树脂材料可能会具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和更快的固化速度,从而提高修复效果和施工效率。例如,研发出能够在更恶劣环境下固化的树脂材料,或者具有自修复功能的树脂材料。
- 设备智能化:施工设备将朝着智能化方向发展。智能化的设备可以更加精准地控制树脂的混合比例、涂抹厚度和气囊的压力等参数,提高施工质量的稳定性和可靠性。同时,设备的自动化程度也会提高,减少人工操作的误差和劳动强度。
- 技术集成化:局部点状树脂修补技术可能会与其他管道修复技术进行集成,形成更加综合的修复方案。例如,与管道化学注浆固化土体技术相结合,对管道周围的土体进行加固,提高管道的稳定性;或者与管道检测技术集成,实现对管道损坏情况的实时监测和精准修复。
- 应用领域拓展:除了现有的城市供水、排水、工业和农村供水等领域,局部点状树脂修补技术可能会在更多领域得到应用。例如,在石油、天然气管道的修复中,以及在地下综合管廊的维护中,该技术都具有广阔的应用前景。