非开挖修复施工方案
2025-08-17 05:02
本工程范围为深圳市宝安区大空港片区一工区，北至外环高速，南到凤塘大道，西到截流河，东至沙井路（东南角是宝安大道），控制面积约2791公顷。一工区范围内包含管网拆除及新建工程、老旧缺陷管网修复工程、老旧管网清淤疏浚工程、正本清源完善工程、重点面源污染整治工程、河道暗涵及小微水体整治工程、补水完善工程等。
宝安（大空港片区）全面消黑工程一工区老旧管网改造工程施工内容主要包含：雨污水管网工程、构筑物工程（检查井、化粪池、沟渠等）、软基处理工程、土石方工程、绿化破除及修复工程、道路破除修复工程、交通疏解工程、拆除工程、管线迁改及保护工程、其他（管道封堵、化粪池拆除及清掏等）。
本工程现状管网位于市区道路下，地下管道密集，大部分为软基，道路交通流量大，且污水管道已投入使用，需缩短施工时间以减少影响，结合各种管道非开挖修复技术的使用范围和使用条件，及国内外实际应用情况，本工程拟采用拉入式紫外光原位固化法（整体修复）、翻转式原位固化修复法（整体修复）、聚氨酯等高分子喷涂技术、点状原位固化法等五种方法相结合的形式对管道进行修复
（1）宝安区2019年全面消除黑臭水体工程（大空港片区）（设计采购施工总承包）招、投标文件、合同文件；
（2）《宝安区2019年全面消除黑臭水体工程（大空港片区）（设计采购施工总承包）一工区老旧管网清淤修复施工图》；
（3）招标文件中规定的技术规范、规定、规程及其他文件（包括但不限于）包括：
8）中电建生态环境集团技术有限公司工程项目管理的有关规定，建设方有权对本工程建设进行监管；
（4）国家和深圳市及建筑行业有关市政工程的施工技术、安全生产、行业管理的规范、规则、文件；
（6）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）；
（8）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2013）；
（10）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）；
（22）《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》（GB/T8923.1-2011）；
（25）《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》（CJJ201T-2014）；
（27）《深圳市水务工程暗涵、暗渠等有限空间安全施工作业指引》（试行）；
（29）经批准的宝安区2019年全面消除黑臭水体工程（大空港片区）（设计采购施工总承包）实施性施工组织设计；
本工程老旧管网改造计划2020年8月8日开工，2020年10月31日完成施工。
（3）分项工程合格率100%，分部工程合格率100%，单位工程合格率100%；
（4）工程竣工一次验收合格率100%，满足施工合同承诺的质量目标，争创优质工程；
严格按照公司要求及相关规定，认真分析影响成本的的关键因素，结合造价文件，严控物资采购成本。积极开展成本分析与预算，规避相关风险因素，降低成本投入。
严格遵守国家法律法规、广东省和深圳市颁布的有关职业健康管理规定，确保职业健康管理达标。
（5）无因施工造成地表沉陷而导致交通中断、通讯中断、漏水、漏气等重大事故；
认真执行《中华人民共和国国家标准建筑施工场界噪声限值》、《广东省建设项目环境管理条例》、《深圳经济特区环境保护条例》和《深圳经济特区环境噪声污染防治条例》等有关法规的规定，依法文明施工，尽可能减少施工对居民生活的影响。在水环境公司共同带领下争创 “深圳市建设工程安全生产与文明施工优良工地”、“广东省房屋市政工程安全生产文明施工示范工地”和“广东省建设工程项目AA级安全文明标准化诚信工地”，争创“全国建设工程项目AAA级安全文明标准化诚信工地”及“全国绿色施工示范工地”。
根据本工程特点，按照“结构合理、分工明确、突出专业化、满足工期要求、确保质量和安全、略有富余”的原则分阶段、分专业进行劳动力配置，达到“技能、数量、资信、专业”四匹配。
（1）根据施工进度安排及工艺要求，安排合理工种比例的劳动力，各工序劳动力工种配置结构合理、分工明确，突出专业化；
（2）按照施工计划，提前按工程量所需的工日数合理安排劳动力，并略有富余，满足抢工、赶工需要，确保总工期的要求；
（3）与有资质、有信誉、有市政工程施工经验的专业劳务公司签订劳务合同，确保施工质量及安全；
施工机械与设备配置主要依据合同文件、施工图纸，参考相关技术规范，依据施工计划的工作项目及施工步骤，结合我公司所拥有的技术装备力量、机械设备、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验，按照适用性、可靠性、先进性、经济性相统一的原则进行配置。
（3）设备良好原则。优先采用先进、高效机械和设备，提高生产效率，保证工程质量。
（4）适应工程的需要，满足水土保持、环境保护和安全生产要求的原则，合理使用工程投资，充分发挥机械设备的作用，不使用国家明令禁止和报废淘汰的施工机械设备。
（1）该工艺适应于各类管道的修复，本工程修复的管径范围为DN500～DN1200，且一次修复最长可达200m，可在一段内进行变径内衬施工。
（2）该工艺的施工过程不需开挖，占地面积小，对周围环境及交通影响小，在不可开挖的地区或交通繁忙的街道修复排水管道具有明显优势。
（3）该工艺施工时间短，管道疏通冲洗后内衬管的固化速度平均可达到1m/min，修复完成后的管道即可投入使用，极大减小了管道封堵的时间。
（4）该工艺形成的内衬管强度高，壁厚小，与原有管道紧密贴合，加之内衬管表面光滑、没有接头、流动性好，极大减小了原有管道的过流断面损失。Luke S. Lee 和Michael Baumert(2008)通过计算安全可靠度的方法对玻璃纤维增强材料管道修复好的长期性能进行了评估，结果表明用玻璃纤维增强材料修复管道的安全性和质量与用钢管进行修复的相当。德国产的玻璃纤维内衬材料固化后的初始弹性模量可达12000MPa，而普通PE管的弹性模量为800MPa，仅相当于玻璃纤维内衬材料的1/15。
紫外光固化技术相对于传统的热固化工艺，其内衬管刚度大，相同荷载情况下所用内衬管壁厚较小；固化时间短，随着紫外线光源逐渐向前移动，内衬的冷却也随后连续发生，降低了固化收缩在内衬管内引起的内应力；紫外光固化设备上可以安装摄像头，以便实时检测内衬管固化情况；紫外光固化工艺中不用考虑排水管道端口断面高低引起的固化起始端的问题；固化工艺中不产生废水。
（1）紫外光固化内衬修复工艺对待修复管道的长度无限制，可在施工过程中根据待修复管道实际长度来进行灵活裁切。
（2）光固化内衬修复工艺本工程用于管径在DN500～DN1200mm的管道。
（3）光固化内衬修复工艺适用于对多种类型的管道缺陷进行修复，包括管道坍塌、变形、脱节、腐蚀等。如管道内部出现大量坍塌、变形等缺陷时，则需要在进行全内衬修复之前，先采用铣刀机器人、扩孔头、点位修复器等辅助设备进行点位辅助修复处理，因此施工进度相对会慢于直接进行全内衬修复的管段。
（1）紫外光固化是在20世纪90年代进入市场的，目前紫外光灯链主要采用水银蒸汽灯泡，其波长一般在200~400nm范围内。紫外光固化（UV固化），是指在强紫外光线照射下，体系中的光敏物质发生化学反应产生活性碎片，引发体系中活性单体或低聚物的聚合、交联，从而使体系由液态涂层瞬间变成固态涂层。紫外光固化材料基本组分：光引发剂、低聚物、稀释剂以及其他组分。
（2）光引发剂受光照射时从基态跃迁到激发态而产生化学分解，生成碎片（自由基、离子）。其分为：自由基引发剂、紫外光引发剂、阳离子引发剂和可见光引发剂。自由基引发剂又分为均裂型（苯乙酮衍生物）和提氢型（二苯甲酮/叔胺）。
（3）低聚物是含碳-碳不饱和双键的低分子化合物。包括环氧丙烯酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、不饱和聚酯、乙烯基树脂/丙烯酸树脂、多烯/硫醇体系。
（4）稀释剂（单体）是含碳-碳不饱和双键的可聚合单体（丙烯酸酯单体为主）。其分为：单官能单体（f=1）（如丙烯酸丁酯）、双官能单体（f=2）(如已二醇双丙烯酸酯)、多官能单体(f＞2)（如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯）。
（5）紫外光固化树脂体系相对于热固性树脂体系具有明显的优点：固化区域定义比较明确，仅在紫外光灯泡照射区域；固化时间短，随着紫外线光源逐渐的向前移动，内衬的冷却也随后连续发生，从而降低了固化收缩在内衬管内引起的内应力；紫外光固化设备上可以安装摄像头，以便实时检测内衬管固化情况；紫外光固化工艺中不用考虑排水管道端口断面高低的问题；固化工艺中不产生废水。但由于内衬管外表面紫外光接收比较少，因此固化效果也相对内表面较差。目前紫外光固化内衬管的最大厚度一般是3～12mm；固化的平均速度1m/min。
（6）内衬管道由内管和外管组成双层构造（三明治结构）（图6.3.3.3-1、图6.3.3.3-2），S内衬材料弹性模量至少可达到12000N/mm2，固化方法为紫外线 紫外光固化内衬管结构示意图
紫外光固化技术是原位固化技术的一种。采用此工艺修复过程中，将渗透树脂的玻璃纤维，从检查井口通过专业人员、专用设备拉入所要修复的管道内部，封闭两端管口，在此玻璃纤维内衬管内充压缩空气，再采用紫外线车自动化控制设备进行照射。严格控制下仅用3~4h，即可达到修复管道的目的，最终将玻璃纤维管两端封口切除，此段管道便可正常排水。
3）管道铣刀机器人切除管内脆裂管片，利用液压扩张器和各种尺寸挤压扩头对管内侧塌陷变形位置进行复位，直至挤扩器通过；
软管制作方法根据树脂浸胶工艺不同而不同，目前市场上主要有两种浸胶工艺：一种是通过浸胶槽进行浸胶；另一种是通过抽真空碾压的工艺进行浸胶。前者要求先将玻璃纤维布折叠包裹内膜然后缝制成管道形状，最后通过浸胶槽浸胶，然后再将外膜及紫外光防护膜包裹在外面；后者要求先将紫外光防护膜、外膜，玻璃纤维布包裹在内膜上制成干料，然后再通过抽真空灌浆，并通过滚轴挤压使得浸胶均匀。
软管可由单层或多层聚酯纤维毡或同等性能的材料组成，并应与所用树脂兼容，且应能承受施工的拉力、压力和固化温度；
玻璃纤维增强的纤维软管应至少包含两层夹层，软管的内表面应为聚酯毡层加苯乙烯内膜组成，外表面应为单层或多层抗苯乙烯或不透光的薄膜；
软管的长度应大于待修复管道的长度，软管直径的大小应保证在固化后能与原有管道的内壁紧贴在一起。
紫外光固化树脂主要采用不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂为基础树脂，然后通过添加光引发剂以及相关辅助材料进行配置。根据不同应用环境、浸胶工艺、软管厚度，树脂的配方有所区别。一般污水环境主要适用于不饱和聚酯树脂体系，而化学管道修复则宜用乙烯基树脂体系；根据浸胶工艺的不同应考虑增稠剂的类型及添加量；不同厚度的软管应考虑引发剂的类型及添加量。树脂配方制作过程中应满足软管的存储运输。
紫外光固化内衬软管应至少能够保证半年的储存期，运输过程中应遮光包装放置在定制的木箱内，天气较热时应在包装箱内放置冰块或其他制冷材料，避免运输过程中软管提前固化。
1）拉入底膜、安装牵拉限制滑轮。拉入软管之前应在原有管道内铺设垫膜，并应固定在原有管道两端，垫膜应置于原有管道底部，且应覆盖大于1/3的管道周长。底膜作用是防止内衬软管在拉入旧管时与管底摩擦，保护衬管不受损害。
应沿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5m/min；
压缩空气压力应能使软管充分膨胀扩张紧贴原有管道内壁，压力值应咨询软管生产商。
紫外光固化的过程中内衬管内应保持一定的空气压力，使内衬管与原有管紧密接触；
应详细实时地记录固化过程中管内压力、温度和紫外线光发生装置的巡航速度等参数，并提供固化前后过程的影像资料。
拉入式紫外光原位固化修复技术修复不同管径的所对应的材质及厚度如下表所示：
（1）现场固化内衬修复技术又称热塑固化法，是一种排水管道非开挖现场固化内衬修理方法。将浸满热固性树脂的毡制软管利用注水翻转将其送入已清洗干净的被修管道中，并使其紧贴于管道内壁，通过热水加热使树脂在管道内部固化，形成高强度内衬树脂新管。
（2）现场固化内衬法根据固化工艺可分为：热水、蒸汽、喷淋或紫外线加热固化；根据内衬加入办法可分为：水翻、气翻与拉入；具体主流工艺为：水翻、气翻与拉入蒸汽固化三套。CIPP纤维树脂翻转法采用水翻热水加热固化技术。
（3）内衬管耐久实用，具有耐腐蚀、耐磨损的优点，可防地下水渗入问题。材料强度大，提高管道结构强度，使用寿命可按实际需求设计，最长可达50年。
（4）保护环境，节省资源：不开挖路面，不产生垃圾，不堵塞交通，施工周期短（约1~2d时间），方便解决临时排水问题，使管道修复施工的形象大为改观，总体的社会效益和经济效益好，已成为排水管道非开挖整体修复的主流方法之一。
(1)翻转法（含水翻、汽翻）是后固化成型，其适用于管道几何截面为圆形、方形、马蹄形等，管道材质为钢筋混凝土管、水泥管、钢管以及各种塑料管的雨污排水管道。
(2)适用于管径为300~400mm的排水管道、检查井井壁和拱圏开裂的局部和整体修理。
(3)适用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、管道线形没有明显变化、管道壁体坚实不酥化。
(7)不适用于管道基础断裂、管道破裂、管道脱节呈倒栽式状、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修理；
翻转固化工艺一般采用热水或热蒸汽进行软管固化。固化过程中应对温度、压力进行实时检测。热水应从标高低的端口通入，以排除管道里面的空气；蒸汽应从标高高的端口通入，以便在标高低的端口处处理冷凝水。树脂固化分为初始固化和后续硬化两个阶段。当软管内水或蒸汽的温度升高时，树脂开始固化，当暴露在外面的内衬管变得坚硬，且起、终点的温度感应器显示温度在同一量级时，初始固化终止。之后均匀升高内衬管内水或蒸汽的温度直到后续硬化温度，并保持该温度一定时间。其固化温度和时间应咨询软管生产商。树脂固化时间取决于工作段的长度、管道直径、地下情况、使用的蒸汽锅炉功率以及空气压缩机的气量等。
1）水翻所利用的翻转动力为水，翻转完成后直接使用锅炉将管道内的水加热至一定温度，并保持一定时间，使吸附在纤维织物上的树脂固化，形成内衬牢固紧贴被修复管道内壁的修复工艺，特点是施工设备投入较小，施工工艺要求较其他两套CIPP简单。
2）气翻使用压缩空气作为动力，将CIPP衬管翻转入被修复管道内的工艺，使用蒸汽固化，特点是现场临时施工设施较少，施工风险较小，设备投入成本较高。因为施工过程压力较高，不适用重力管道。
3）拉入采用机械牵引将双面膜的CIPP衬管拖入被修管道，使用蒸汽固化。特点是施工风险小，内衬强度高，现场设备多，准备工艺复杂。
1）根据现场的实际情况，在工厂内按设计要求制造内衬软管，然后灌浸热硬化性树脂制成树脂软管，施工时将树脂软管和加热用温水输送管翻转插入辅助内衬管内。
2）翻转完成之后，利用水和压缩空气使树脂软管膨胀并紧贴在旧管内，然后利用循环的方式通过温水循环加热。使具有热硬化性的树脂软管硬化成型，旧管内即形成一层高强度的内衬新管。
1）封堵管道—抽水清淤—测毒与防护—寻找渗漏点与破损点—止水堵漏（注：堵漏材料采用快速堵水砂浆）。
2）管道清淤、冲洗后应进行管道CCTV内窥检测，管内不能有石头及大面积泥沙淤泥，外露的钢筋、尖锐突出物、树根等必须去除，管道弯曲角度应小于30°。管道接口之间若有错位，错位大小应在管径的10%之内，错口的方向、形状必须明确，管道内壁要基本平整。
