用光固化纤维增强复合材料进行管道非开挖修复补强的方法及其管道技术

本发明专利技术提供一种用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖修复补强的方法，其是用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管。本发明专利技术还提供用上述方法修复补强的管道。本发明专利技术修复补强的管道，在管道的内壁快速形成一个高强度、高致密性的密封的套管，对原管进行有效的修复和增强，本方法中向管壁上粘贴和固化复合材料不受环境影响、方便快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道修复
，尤其是适用于对大口径管道的非开挖内修复补强
，提供一种用光固化纤维增强复合材料对流体输送管道进行非开挖修复补强的方法，还提供用该方法修复的复合防腐防渗管道。
技术介绍
随着工业及城市建设的飞速发展，目前我国许多工厂及城市已从建设时代逐渐进入维护管理时代，尤其是地下管网，随着运营年份的增长，都会有不同程度的损坏，部分管道已逐步进入事故高发期。因此，有计划地开展对旧管道维护和修复已刻不容缓。但管道维护和修复往往受到交通、地下管线、地下构(建)筑物等各种复杂地理环境因素的影响，促使对周围环境影响较小的非开挖修复技术获得广泛应用。与开挖施工技术相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、施工安全性好、社会效益显著等特点，适用于各类管道的修复及增强保护作业。非开挖修复技术目前主要可分为以下几大类：1)涂层内衬法：就是使用喷涂材料在原管内形成加固层的方法。修复前，需要将管道封堵并清洗干净，并由携带CCTV的机器人进入管道，确保原管内壁干燥且无残留物。然后通过旋转喷头或人工方法，将水泥砂浆、环氧树脂、环氧玻璃鳞片等材料依照合理的顺序在原管内进行喷涂。该方法的优点有：a)尤其适用于小管径管道，并可提高其过流能力；b)适用于长距离施工；c)工作坑面积小；d)可适应管道断面的变化；e)无需在支管连接处开口。但该方法的缺点是：1)施工速度慢；2)对原管道的修复能力有限。2)翻转内衬法：又称CIPP法(Cured In Place Pipe，原位固化法)。修复前，也需要将管道封堵并用高压水清洗干净，然后由携带CCTV的机器人进入管道了解其破损情况，填堵内壁漏水点。然后将粘合剂与固化剂拌匀，并调整好固化时间初凝为3h，终凝为12h。接下来将高强防渗纤维软管单面饱和浸渍环氧树脂，利用水压或气压将其全部翻转至原管内，直至软管膨胀延伸并紧贴原管管壁。之后采用循环加热的原理使软管固化，冷却后将连接处处理好，即在旧管道里形成一条光滑的高强新管。该方法的优点有：a)施工速度快：从材料加工、现场准备，
到翻转、加热、固化，仅需15h左右时间；b)无需灌浆；c)可适应管道断面的变化，能应用于蛋形、矩形、马蹄形等各种复杂管段；d)可适应大角度弯管；e)新管道的厚度可根据原管的受损程度及过流要求进行适当调节；f)工作坑面积小，开挖量极少；g)不受土质条件的限制；h)新管道整体性好，防腐、耐压效果显著；i)新管道为非刚性材料，故管道修复后仍允许一定程度的不均匀沉降；j)虽然管道面积会减小约10％，但摩阻系数变小，且输送压力可提高3％～5％，故过流能力可提高10％左右；k)适用于长距离施工。该方法的缺点是：a)施工技术水平要求高；b)对支管接口处理要求较高；c)树脂的选择范围较为狭小；d)施工时水流要更换线路；e)环境、气温对固化影响较大。3)拉入衬装法：即将新的HDPE管拉入原管道的方法。首先将HDPE管焊接，然后在其前段装锥形扩孔头来克服管道被牵引时的阻力，同时加装保护圈防止其被划伤。接下来用卷扬机将HDPE管道拉入原有管道。由于新管道比原管道内径稍小，故用水泥砂浆灌注二者间缝隙，以起固定作用。虽然拉入PE管后过流断面面积会缩小，但新管道的摩阻系数也会变小，综合考虑两者的作用，管道的过流能力会下降5％-30％。该方法的优点有：a)施工速度快；b)施工技术水平要求较低；c)可适应大角度弯管；d)适用于管径在100mm-2000mm的管道，适用范围广；e)内衬管与原管道整体性好，可避免原管继续错位、渗漏、沉降。但该方法的缺点是：a)成本较高；b)管道断面减少10％-30％，减少量较大；c)只能在支管连接处选择工作坑位置；d)施工时水流要更换线路。4)无缝衬装法：即将管径不小于原管径的HDPE管穿插进原管道的技术。首先借助机械将HDPE管的直径缩小，然后外加牵引力将其拉入原管道，最后注入高温高压介质或使其自行恢复原管径。此时新旧两管结合紧密，无需灌浆。由于HDPE管会发生形变，故要求其有一定的热塑性。在衬管安装完成后加装其他配件时，应环向均匀用力，避免衬管因受力不均匀而受到破坏；另外，管道配件间距最好在200m-240m范围内，如管道配件过多也不宜采用该技术。该法与拉入衬装法的区别在于，在将新管拖入旧管前，要进行缩径处理。该方法的优点有：a)施工速度快，为23d/km，优于传统开挖修复的35d/km；b)无需灌浆；c)虽然管道断面减少5％-15％，但摩阻系数变小会提高过流能力；d)新管道兼具了原管道抗冲击、承压力与衬管耐腐蚀、耐磨损、不结垢的优点；e)开挖量少；f)费用低，约为传统开挖的55％。该方法的缺点是：a)只能修复较直的管线；b)对施工技术水平和机械要求较高；c)只能在支管连接处选择工作坑位置；d)施工设备需要较大的存放空间；e)施工时水流要更换线路；f)衬管毁坏后水会沿夹层流动，损坏点难被
发现，维修困难。5)螺旋管内衬法：是用制管机把聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等材料的带状管在井内绕制成有固定口径的螺旋管后拉入原管的方法。型材两边各有公母锁扣，可在螺旋缠绕中互锁，在原管中形成连续无缝的结构性新管。该方法在水深30％时仍可正常作业，适用于长距离的管道修复，且原管修复后过流能力有所提高，现已发展成为排水管道非开挖修复中一种较为完善的方法。6)国际最新非开挖管道修复技术：Fyfe有限公司研发的TYFO FIBERWRAP修复技术，可为预应力钢筋折断处提供全结构修复；PMP公司研发的Amex-10型修复技术可修复管道接头及管道周围裂纹；约翰斯顿公司开发的PERMAF0RM专利技术可在不断流的情况下修复井壁；特别是NEOPOXY公司开发的一系列“一步到位”封装技术，已将各种成分提前精确按配比称量封装好，现场只需搅拌均匀即可使用，大大简化了工人的培训过程，也提高了工程的质量。但这些最新的方法在技术上并没有太大的突破，很多都是考虑了实际应用中的弊端后将原有的技术进行了改进。虽然非开挖管道修复技术具有较好的综合性经济和环境效益，但在推行的过程中仍存在很多问题需要解决。其主要局限性在于上述技术对管道清洗的要求高、成本大、树脂固化时间长(一般在5h以上)以及每段施工编织管均需单独定制，此类修复技术一般只适用于结构性破坏不严重的直圆形管道，可适用管径范围为75～2000mm，管线长度1000m左右的各类管道。管道非开挖修复技术作为非开挖技术的一个重要分支，以其强有力的经济及环境优势和不断完善的技术，必将在解决现有管道存在的问题方面发挥更加重要作用。综上所述，现有技术对于管道的修复，在原管内壁上形成一新的管壁，其形成方式或者是涂层法，需要逐层向原管内壁上涂覆涂层而施工速度慢，或者是在原管管壁涂覆树脂等粘接剂粘接一新的软管，需要选择合适的树脂，粘贴新管技术复杂且受到环境温度影响较大而不便普及应用，衬新管还存在一个问题，如果新管再损坏，水就会流到新旧管道之间的夹层中，使得损坏点难于发现，再次维修难度增大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术的缺陷，提供一种用光固化纤维增强复合材料对流体输送管道进行非开挖修复补强的方法，在管道的内壁快速形成一个高强度、高致密性的密封的套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖修复补强的方法，其特征在于：用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管。

【技术特征摘要】
1.一种用光固化纤维增强复合材料对管道进行非开挖修复补强的方法，其特征在于：用光固化纤维增强复合材料片材粘贴于管道的内壁，经过紫外光照射固化后形成一个密封的内套管。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光固化纤维增强复合材料，为紫外光固化复合材料，包括填充材料和基体组分，所述基体组分的光固化树脂为紫外固化树脂，所述方法的具体步骤如下：步骤一：将要修复的管道进行去污、去水处理；步骤二：将光固化纤维增强复合材料直接粘贴在管道内壁上；步骤三：用紫外灯照射粘贴在管壁上的复合材料，使其在管壁上完全固化；其中的步骤2和步骤3是交替进行，最后完成管段内壁复合材料的光固化，或者是顺序进行，即先完成设定管段内壁复合材料的粘贴，然后再进行光固化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述紫外光的照射时间是5-20min。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：所述光固化纤维增强复合材料中的所述填充材料是纤维或纤维毡。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述复合材料的原料，还包括两层薄膜，其分别覆着在该光固化纤维增强复合材料的正反两个侧面上，所述步骤二为：将光固化纤维增强复合材料其中一个侧面即粘贴面一端的薄膜揭开，露出光固化纤维增强复合材料后直接粘贴在管道内壁，边揭边贴，直到一整块所述复合材料都贴附在管壁上；和/或，所述方法中，在步骤2之前还增加一个步骤：在管壁上涂覆一层光固化底漆；和/或，所述复合材料的厚度为1.0~5.0 mm之间。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：用本方法修复补强的管道材质为金属管道，或玻璃钢夹沙管，或PE管，或PVC管，或PCCP管，或钢筋混凝土管；和/或，在将所述复合材料粘贴于所述管壁上时，交接缝隙处，后粘贴的复合材料与前面已经粘贴的复合材料重叠30-50mm即可；和/或，如果管壁含水率较高，光固化纤维增强复合材料在管壁上粘贴不牢时，用一具有与管道弧度相应支撑面的支撑物将所述复合材料抵在管壁上，然后再进行紫外光照射,让所述复合材料固化在管壁上；和/或，所述复合材料在管壁上的粘贴操作是：顺序粘贴法：将一段设定宽度的复合材料在管周壁上环绕一周粘贴，环绕一周后复合材料的两个端边重叠30-50mm形成轴向搭接缝；然后，对该段复合材料进行步骤3即光照固化；之后，再取另一段设定宽度的复合材料在管周壁上环绕一周粘贴，后一段复合材料与前一段复合材料在周向边缘重叠30-50mm形成纵向搭接缝，然后，对该段复合材料进行步骤3即光照固化；如此反复，直至将设定管长的管壁均粘贴上所述复合材料；或者是：预留工作通道粘贴法：在预留管道底部1米宽内壁暂不粘贴的情况下，根据管径和管道长度计算每片片材的长度和宽度，将设定长度和宽度的复合材料在管...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦国红，牛玉舒，商梅荣，缪宏，石东生，张悦，
申请(专利权)人：北京百世通管道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11