CIPP法管道修复工艺主要分为两类:翻转法工艺和牵引法工艺。翻转法工艺过程如图4-14所示,首先将纺织内衬材料制成与待修复管道内径尺寸相当的内衬管,然后将内衬管浸渍吸附一定量的树脂浆料,在水压或气压的作用下翻转进入待修复的管道,在压力保持的状况下通过适当的方式使树脂浆料固化,形成紧附于原管道内壁的管中管,达到修复的作用。拉入法工艺与翻转法工艺的主要区别在于纺织内衬是通过拖拽的方式拉入待修复的管道中,其他过程与翻转法工艺基本相同,如图4-14所示。无论哪种工艺中,制作内衬管的纺织内衬材料对CIPP法管道修复工艺的成功实施具有关键性作用。
图4-14 翻转式CIPP示意图
1.翻转式CIPP
(1)翻转式CIPP原理及分类
将浸有树脂的软衬管一端翻转并用夹具固定在待修复管道入口处。然后,利用水或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面,并与旧管道的内壁粘接。一旦软衬管到达终点,向管内注入热水或蒸汽使树脂固化,形成一层紧贴旧管内壁的、具有防腐防渗功能的内衬。
翻转式CIPP有水压翻转和气压翻转两种形式。水压翻转的工作原理是:衬管首段经输送平台和脚手架上端的定位辊垂直过导入管,在导入管出口处将首端外翻,用卡箍固定在导入管出口外壁上。经检查无误后开启注水阀门,向导入管注水。控制流量和衬管输送速度使水位液面恒定。衬管就会匀速地经导向端头进入工作段,并沿工作段边外翻边前进。当衬管翻转到工作段的一半时,其尾端将进入导入管。此时用收尾卡箍将尾端紧紧锁死,并在卡箍上扎一条粗缆绳,用以控制衬管输送速度。最终衬管尾端自出口坑内的导向端头引回地面。翻转使衬管饱含树脂的无纺毡面向外,朝向旧管内壁。水压翻转法是一种比较老的方法,可适用于各种尺寸的管道修复工作。翻转水头必须要有足够的压力使软衬管能翻转到旧管道中。对于较大直径的管道施工,软管的翻转从翻转立管的顶部开始,软管前段连接一个导向绳索,以确保翻转作业顺利完成。为了避免产生纵向的拉伸损失,可以对软衬管采取一定的加强措施。
气压翻转法根据所采用的固化方法不同而不同。如果采用蒸汽固化,则可用压缩气体和一个导向绳索把软村管翻转插入旧管道中。当软衬管安放到位后压缩气体压力降低并卸除,将压缩空气用蒸汽或者热水取代对内衬进行固化。如果采用紫外线进行固化,软管的安装则需要从位于始发坑上部的卡车中进行,衬管材料位于卡车内,借助于位于始发坑中安装设备,同样利用压缩气体和一个导向绳索把软衬管翻转插入旧管道中,在整个过程中,对空气的压力和推进的速度都要进行监控。当软衬管到了预定位置后,保持压缩空气压力,在紫外线光源下入管道开始固化作业。
水压翻转法和某种程度上的气压翻转法,保证了由于管道结构上的不规则性而形成的管道积水被排出,从而使得在管道修复过程中不会对管道造成破坏。
当内衬管到达在工作段末端的接收坑后将披固定,一般让内衬管末端露出工作段管道1m左右。接着在这段内衬管上插入一些用来释放空气的管子,这些管子同时连接在一个放散筒上。然后一端通过翻转车上的蒸汽锅炉将蒸汽注入衬管内,另一端通过放散筒释放蒸汽。这样衬管内的温度就开始不断升高,然后使其保持一定的温度直到树脂固化。
(2)翻转式CIPP法施工
将浸渍后的软管翻转置入待修复管道可采用水压或气压的方法。翻转压力应足够大以使浸渍软管能翻转到管道的另一终点,并使软管与旧管管壁紧贴在一起。在翻转时压力不得超过软管的最大允许张力。翻转完毕后,应保证软管的防渗塑料薄膜朝内(与管内水或蒸汽相接触)。
在翻转过程中,应保持适当的翻转压力和速度,使软管与原管道能够紧密贴合;在翻转过程中,可使用润滑剂以减少翻转阻力。所使用的润滑剂必须是无毒的油基产品,不得对树脂浸渍软管、锅炉和水泵系统等产生不良影响,同时不会滋生细菌,不影响液体的流动。翻转完成后,应保证树脂浸渍软管比原管道两端各长200mm以上。
软管内的水压或气压应大于使软管充分扩展的最小压力,且不得大于内衬管所能承受的最大内部压力。软管固化完成后,应先进行冷却,然后降压。采用水冷时,应将内衬管冷却至38℃以下然后进行降压;采用气冷时,应冷却至45℃以下再进行降压。在排水降压时必须防止形成真空使内衬管受损,在修复段的出口端将内衬管端头切割整齐,如果内衬管与旧管道粘合不紧密,应在内衬管与旧管道之间充填树脂混合物进行密封。
2.牵引式CIPP
(1)牵引式CIPP原理(www.xing528.com)
在牵引式安装技术中,软衬管在保护膜的保护下被拉入到全长管道。保护膜是来防止树脂在管道拖入过程中出现摩擦破坏,同时降低了摩擦阻力,这里也存在另一个风险,就是软衬管和保护膜被拉入的时候可能导致松动的管段被刮落。应该注意的是,带有外涂层的管道也可以在没有保护膜的情况下进行施工。
在管道就位后,可以采用压缩空气、压力水使管道膨胀,然后进行固化。牵引式CIPP在管道直径和施工长度上受到限制,但内衬管的覆膜设计可以避免软衬管在安装中被撕破。牵引式CIPP示意图见图4-15。
图4-15 牵引式CIPP示意图
(2)牵引式CIPP法施工
在拉入软管之前应在旧管内铺设垫膜。垫膜应置于旧管道底部,并应覆盖大于三分之一的管道周长,将垫膜在旧管两端固定。
软管的拉入应遵循以下规定:
1)应平稳缓慢地将浸渍树脂的软管沿管底的光滑垫膜拉入旧管道,拉入速度不得超过5m/min;
2)软管拉入旧管道之后,宜对折放置在垫膜上;
3)在拉入软管时,应避免软管被磨损或划伤;
4)软衬管的拉伸率不得超过2%。
5)软管两端应分别比旧管道长300~600mm;
充气装置宜安装在软管入口端,所用的蒸汽发生装置应能控制和显示温度和压力,空压机应能够控制和显示压缩气体的压力。宜采用蒸汽或紫外线两种方式对浸渍树脂的软管进行固化。采用热蒸汽固化时,应分别在旧管道起始和终点端软管外表面上安装温度传感器,安装位置应至少距离旧管道端口内侧300mm。
软衬管的扩展应符合以下规定:充气前应仔细检查各连接处是否密封良好;在软管末端宜安装调压阀,防止管内空气压力过高;空气压力应能使软管充分膨胀扩张,并紧贴旧管道内壁。
软管固化完成后,应进行冷却降压。
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