管網(wǎng)樹脂固化修復方案第一章項目背景與目標1.1管網(wǎng)現(xiàn)狀濱江市主城區(qū)DN300—DN1200雨污合流管建成于1998—2003年，管材為UPVC與鋼筋混凝土，總長87.4km。CCTV檢測顯示：結(jié)構(gòu)3級及以上缺陷1847處，其中環(huán)向裂縫1022處、接口錯位312處、樹根貫穿89處、管壁掉塊424處；滲漏量18.7L/(m·d)，地下水滲入率32%，旱季污水廠進水BOD5僅78mg/L，雨季溢流CSO年均38次。1.2修復目標（1）結(jié)構(gòu)：修復后50年設(shè)計使用年限，可抵御0.15MPa外水壓；（2）水力：n值≤0.010，過流能力恢復≥95%；（3）環(huán)保：地下水滲入削減≥90%，雨季溢流削減≥40%；（4）經(jīng)濟：綜合造價≤開槽換管的55%，工期≤傳統(tǒng)工法40%，道路不開挖，交通不中斷。第二章樹脂固化內(nèi)襯（CIPP）技術(shù)路線2.1技術(shù)原理采用felt+film復合軟管，浸漬雙組分環(huán)氧乙烯基樹脂（酸值≤12mgKOH/g，25℃黏度350—450cP，固化后彎曲強度≥110MPa，彎曲模量≥3.5GPa）。通過水壓或氣壓將軟管翻轉(zhuǎn)置入原管，以80—85℃熱水循環(huán)或蒸汽循環(huán)固化，形成“管中管”整體結(jié)構(gòu)。2.2適用邊界（1）管徑：DN150—DN1600；（2）形狀：圓形、蛋形、馬蹄形；（3）轉(zhuǎn)角：≤45°；（4）埋深：≤12m；（5）變形率：≤15%；（6）內(nèi)部突起：≤15%內(nèi)徑；（7）水位：作業(yè)期間水位降至管底300mm以下。第三章前期檢測與評估3.1CCTV+聲納聯(lián)合檢測（1）設(shè)備：iPEK900爬行器+640×480高清攝像頭+繞掃聲納；（2）步距：每0.5m停幀拍照，缺陷按GB/T503312018分級；（3）測量：環(huán)向裂縫寬度采用激光測寬儀，精度0.1mm；（4）數(shù)據(jù)：生成.mp4原始視頻+.xml缺陷報表+AutoCAD縱斷面圖。3.2結(jié)構(gòu)剩余強度計算采用Sheffield模型：σ_allow=(0.5·E·t2)/(D·SF)其中E=3.0GPa（剩余管壁），t=剩余壁厚，D=管徑，SF=2.5（安全系數(shù)）。若σ_allow<0.15MPa，判定為“需加鋼箍”或“局部置換”。3.3樹脂厚度設(shè)計按ASTMF1216非滿包公式：t=[1.3·P·D·(1–ν2)]/[4·σ_L]其中P=0.15MPa，ν=0.3，σ_L=樹脂長期彎曲強度22MPa，得t=4.8mm，取5mm；管徑≥DN1000時，t按0.5mm/100mm遞增。第四章材料與設(shè)備4.1樹脂體系（1）樹脂：環(huán)氧乙烯基，含35%苯乙烯，固化劑為過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB），促進劑為辛酸鈷0.4%；（2）配比：樹脂:固化劑=100:1.5（質(zhì)量比），環(huán)境溫度15—25℃，可操作時間45min；（3）性能指標：巴氏硬度≥45，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg≥105℃，24h吸水率≤0.05%。4.2軟管（1）結(jié)構(gòu)：聚酯針刺氈450g/m2+外層聚氨酯包覆膜0.2mm；（2）搭接：縱向搭接100mm，搭接強度≥4kN/m；（3）長度：單根≤300m，每卷重量≤2.2t，便于運輸。4.3固化設(shè)備（1）熱水鍋爐：1.4MW，流量30m3/h，溫控精度±1℃；（2）循環(huán)泵：變頻5.5kW，揚程32m，帶80mesh過濾器；（3）空壓機：6m3/min，0.8MPa，帶冷凍干燥機，露點≤3℃。第五章施工組織與流程5.1現(xiàn)場圍擋與交通導行（1）圍擋：2.5m鍍鋅夾芯板，反光膜+噴淋降塵；（2）車道：保留雙向3.5m通道，高峰時段7:30—9:00、17:00—19:00禁止材料吊裝；（3）報批：提前5日向交警支隊報審《臨時占道施工交通組織方案》。5.2封堵與調(diào)水（1）氣囊封堵：DN800管采用1.2bar雙氣囊，間距2m，設(shè)旁通DN200泵管；（2）調(diào)水路徑：經(jīng)W5—W6臨時DN300HDPE管泵送至下游W12檢查井，泵流量200m3/h，揚程15m；（3）水位監(jiān)控：井口安裝HachWL超聲波液位計，數(shù)據(jù)5min上傳云平臺，超警戒0.3m自動短信報警。5.3清洗與預處理（1）高壓射流：250bar旋轉(zhuǎn)噴頭，步速0.3m/s，往返3遍；（2）機械打磨：鏟刀盤+金剛石銑頭，去除5mm以上結(jié)垢；（3）樹根切除：RionedMiniCutter4000，轉(zhuǎn)速2000rpm，鏈條拉力3t；（4）CCTV復檢：清洗后缺陷與初檢對比，掉塊面積減少≥90%方可進入浸膠工序。5.4樹脂浸漬與軟管安裝（1）浸漬臺：長28m，坡度5°，帶0.8mm不銹鋼刮板，控制樹脂含量55%±2%；（2）真空脫泡：–0.08MPa保持5min，確保氈體無氣泡；（3）翻轉(zhuǎn)置入：采用水壓翻轉(zhuǎn)，初始壓力0.2bar，翻轉(zhuǎn)速度0.8m/min，端部設(shè)2m冗余；（4）端口密封：不銹鋼卡箍+硅膠密封帶，耐壓0.25MPa。5.5固化制度（1）升溫：30min內(nèi)由20℃升至55℃；（2）恒溫：55℃保持90min，樹脂膠凝；（3）升溫：30min內(nèi)升至80℃；（4）恒溫：80℃保持120min，完成交聯(lián)；（5）降溫：自然冷卻至40℃，降溫速率≤5℃/10min，防止熱應力開裂。5.6端口切割與密封（1）切割：使用1.2m遙控鏈鋸，切口距原管口50mm，切口平整度≤2mm；（2）密封：端口注入雙組分環(huán)氧灌漿料，抗壓80MPa，固化時間2h；（3）內(nèi)窺復檢：切割后CCTV檢查端口，無分層、無鼓包為合格。第六章質(zhì)量控制與檢驗6.1過程記錄每10m記錄一次溫度、壓力、流量，生成.csv文件，保存10年。6.2厚度檢測（1）鉆孔法：每50m鉆3個φ6mm測點，用超聲波測厚儀，誤差±0.2mm；（2）驗收標準：平均厚度≥設(shè)計值，最小值≥90%設(shè)計值。6.3巴氏硬度固化24h后，每100m測5點，硬度≥45為合格，<40必須局部補固化。6.4密閉性試驗（1）空氣法：0.2bar保持30min，壓降≤0.05bar；（2）水壓法：1.5倍設(shè)計水頭保持2h，滲水量≤0.04L/(m·min)。6.5長期跟蹤（1）取樣：每1km截取300mm樣環(huán)，送交國檢中心，做1000h氙燈老化、100循環(huán)冷熱沖擊；（2）壽命預測：按Arrhenius外推，Tg下降20%對應時間≥50年。第七章安全、健康與環(huán)保（SHE）制度7.1苯乙烯管控（1）職業(yè)接觸限值PCTWA50ppm，現(xiàn)場設(shè)4臺MX6復合氣體報警儀，>25ppm強制啟動防爆風機；（2）工人佩戴3M6001有機蒸汽濾毒盒，每班更換；（3）浸漬區(qū)設(shè)5m高排風塔，風速≥0.5m/s，下風向50m內(nèi)居民門窗封閉，由社區(qū)辦提前3日發(fā)放《告居民書》。7.2高溫作業(yè)（1）熱水循環(huán)區(qū)設(shè)1.8m護欄，表面溫度≥50℃處包裹50mm硅酸鋁保溫；（2）警示標識：每5m貼高溫警示牌，夜間設(shè)LED爆閃燈；（3）急救：現(xiàn)場配2個40L保溫桶（55℃熱水燙傷沖洗）、1套AED、2名持紅十字會急救證人員。7.3廢水處理（1）清洗廢水：pH6—9，SS≤300mg/L，經(jīng)5m3沉淀池+袋式過濾器后，排入市政污水管；（2）樹脂殘液：用PE桶收集，每桶≤200kg，貼HW13危廢標簽，48h內(nèi)交由東江環(huán)保公司轉(zhuǎn)運；（3）事故預案：若苯乙烯泄漏>50kg，啟動Ⅱ級響應，用200kg沙袋圍堰，吸附棉回收，殘液按危廢處置。第八章進度計劃與資源配置8.1工期排布單段200m標準作業(yè)周期36h：D108:00—14:00封堵調(diào)水D114:00—20:00清洗預處理D120:00—D202:00浸膠翻轉(zhuǎn)D202:00—08:00固化D208:00—12:00冷卻切割D212:00—20:00復檢拆封8.2人員項目經(jīng)理1、技術(shù)負責1、安全員2、CCTV操作2、清洗6、浸膠4、固化3、后勤2，合計21人/班。8.3設(shè)備熱水鍋爐1套、翻轉(zhuǎn)臺車1套、CCTV2套、氣囊8只、潛水泵2臺、發(fā)電車1臺（200kW）。8.4材料日耗樹脂1.2t、氈管220m、固化劑18kg、TBPB1.5kg、清洗水60m3、自來水100m3。第九章成本測算與支付節(jié)點9.1單價構(gòu)成（每延米DN600）（1）材料：樹脂180元、氈管220元、輔料30元，小計430元；（2）設(shè)備折舊：45元；（3）人工：120元；（4）能耗：燃油+電35元；（5）SHE與保險：15元；（6）綜合單價：645元/m。9.2支付預付款20%，完成50%工程量支付30%，完工驗收支付40%，質(zhì)保金10%，質(zhì)保期2年。第十章應急預案10.1軟管卡滯現(xiàn)象：翻轉(zhuǎn)壓力>0.35bar仍無位移；處置：立即停泵，降低壓力至0.1bar，用CCTV定位，若距入口<30m，采用卷揚機外拉；若>30m，在卡滯點上游1m開天窗，切斷軟管，兩端分別固化后，中間短管置換。10.2固化溫度驟降現(xiàn)象：循環(huán)水溫度<70℃持續(xù)>10min；原因：鍋爐故障或管網(wǎng)泄漏；處置：啟動備用鍋爐，切換循環(huán)回路，若30min無法恢復，終止固化，待樹脂初凝后，采用紫外光二次固化（UVLED陣列400W/m），補照射60min。10.3苯乙烯燃爆現(xiàn)象：氣體濃度>100ppm且遇明火；處置：立即按下防爆急停，切斷電源，啟動泡沫滅火系統(tǒng)（3%AFFF），疏散100m范圍人員，撥打119，同時向市應急管理局報告，1h內(nèi)提交書面快報。第十一章項目驗收與移交11.1分段驗收每完成500m，由監(jiān)理、業(yè)主、施工方三方現(xiàn)場簽字，附CCTV視頻、厚度報告、硬度報告、密閉性報告。11.2整體驗收（1）資料：竣工圖、材料合格證、樹脂Tg檢測報告、SHE記錄、人員培訓記錄；（2）現(xiàn)場：隨機抽檢5%管段，抽檢不合格加倍復檢，仍不合格該段返工；（3）移交：驗收通過后7日內(nèi)完成竣工備案，納入濱江市排水GIS系統(tǒng)，更新管齡為“2024年樹脂內(nèi)襯修復”，設(shè)計壽命50年。第十二章運維指南（面向初學者）12.1目的確保修復后管網(wǎng)50年內(nèi)性能不降級，防止人為破壞與不當清淤。12.2前置條件（1）已獲取竣工CCTV視頻與GIS坐標；（2）手持設(shè)備：Android9以上手機、藍牙GPS、CCTV平板；（3）防護：連體防水衣、防毒面罩、防爆手電。12.3日常巡查（每季度）步驟1：打開檢查井，通風15min，測O2>19.5%、H2S<10ppm；步驟2：用高清潛望鏡快速掃查，記錄井口編號、水位、淤積深度；步驟3：若淤積>20%管徑，啟動清淤程序，優(yōu)先采用真空吸污車，禁止金屬抓斗撞擊內(nèi)襯；步驟4：數(shù)據(jù)上傳“濱江排水云”APP，自動生成工單。12.4五年定檢步驟1：CCTV全段檢測，缺陷按新國標分級；步驟2：發(fā)現(xiàn)4級缺陷（貫穿裂縫、脫落）立即啟動局部修復，采用不銹鋼套環(huán)+環(huán)氧灌漿；步驟3：更新GIS管齡數(shù)據(jù)，生成“健康度”色塊圖。12.5常見問題（1）內(nèi)襯表面白色析出：硫酸鹽結(jié)晶，用10%草酸溶液低壓沖洗；（2）局部起鼓：多因樹根再侵入，采用樹脂注漿釘修復，注漿壓力0.3bar；（3）巴氏硬度下降：紫外老化，噴涂脂肪族聚氨酯涂層0.5mm，壽命可延10年。第十三章案例總結(jié)（濱江市排水養(yǎng)護有限公司2023年實踐）13.1項目規(guī)模2023年4—7月完成江東北路DN500—DN900雨污管6.2km，投資420萬元，折合677元/m，比開槽換管節(jié)省810萬元。13.2技術(shù)亮點（1）首次在DN900管采用“蒸汽+熱水”雙段固化，升溫時間縮短30%；（2）開發(fā)翻轉(zhuǎn)臺車自動計長系統(tǒng)，精度±5cm，減少2%材料浪費；（3）與交警聯(lián)合