摘　要：燃?xì)夤艿婪D(zhuǎn)內(nèi)襯(CIPP)修復(fù)工藝在國內(nèi)的運(yùn)用尚處于初級(jí)階段，無論是國內(nèi)自主研發(fā)還是國外引進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)至今都沒有一套成熟、科學(xué)的技術(shù)論證系統(tǒng)。這個(gè)現(xiàn)狀一方面限制了該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)的進(jìn)一步推廣運(yùn)用，另一方面也給燃?xì)夤芫W(wǎng)公司的工程質(zhì)量監(jiān)管及驗(yàn)收帶來了極大的困難。本文結(jié)合所在企業(yè)多年在翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯工藝施工和監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)，嘗試探討該技術(shù)在今后施工過程中的質(zhì)量驗(yàn)證方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯　修復(fù)后管道　壓力測(cè)試　剝離試驗(yàn)　爆破試驗(yàn)

1　前言

管道非開挖修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用主要是為了應(yīng)對(duì)地處交通繁忙、開挖困難的城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的腐蝕老化問題?，F(xiàn)代城市地下、供排水、通訊等管道系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，加上城市建設(shè)的大規(guī)模推進(jìn)，管道受到破壞的可能性越來越大，腐蝕老化的問題也越來越嚴(yán)重。例如，北京城區(qū)的第一批高壓燃?xì)夤艿冷佋O(shè)于上世紀(jì)80年代，管道深埋地下，由于當(dāng)時(shí)防腐技術(shù)水平限制，這批在役燃?xì)廨斉渲鞲删€腐蝕情況就相當(dāng)嚴(yán)重，已紛紛進(jìn)入高隱患期，這批高壓燃?xì)夤艿赖母滦迯?fù)改造迫在眉睫。但是，在城區(qū)交通繁忙地段采取原有的開挖路面埋設(shè)新管的方式已無法滿足新形勢(shì)下城市建設(shè)的要求，非開挖管道修復(fù)技術(shù)就成為目前北京高壓管網(wǎng)改造的最佳方案。該技術(shù)可大大減輕施工對(duì)交通和周圍環(huán)境的影響，使大規(guī)模的管網(wǎng)改造成為可能，并能降低工程施工的實(shí)際成本。

非開挖管道修復(fù)技術(shù)，特別是CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)目前在國內(nèi)的應(yīng)用還處于初步階段，雖然對(duì)比傳統(tǒng)開挖路面更換管道優(yōu)勢(shì)明顯，但是對(duì)該項(xiàng)技術(shù)安全性、可靠性及適用性的技術(shù)論證系統(tǒng)卻未相應(yīng)地完全建立起來。一些建設(shè)方甚至是施工方都無法對(duì)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)地論證，并在工程中對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行同步檢測(cè)、監(jiān)控。

究其原由，主要是目前運(yùn)用的成熟翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)都由國外引進(jìn)，一方面技術(shù)運(yùn)用的時(shí)間并不長(zhǎng)，技術(shù)檢驗(yàn)的手段沒有同步跟上；另一方面，也是國外技術(shù)提供方在材料特性及生產(chǎn)方面嚴(yán)格的技術(shù)保密工作所致。

在此前提條件之下，如何建立一套科學(xué)、完善的技術(shù)檢驗(yàn)論證系統(tǒng)值得探討，該系統(tǒng)的建立勢(shì)在必行。這將為該技術(shù)以后在國內(nèi)的推廣運(yùn)用創(chuàng)造前提。

從上世紀(jì)90年代末開始，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)就開始在所屬管網(wǎng)嘗試運(yùn)用翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)，在過程中也相當(dāng)注重對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄并加以總結(jié)。2011年還從德國引進(jìn)了成套的高壓翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)性運(yùn)用，期間也開始集中組織專家及技術(shù)骨干展開充分的探討，結(jié)合國外相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立起一套針對(duì)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)的檢驗(yàn)論證系統(tǒng)。下文是對(duì)該論證系統(tǒng)的初步介紹。

2　翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)檢驗(yàn)系統(tǒng)概述

翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)的原理是通過特殊加壓設(shè)備，將浸漬了特殊粘合劑的內(nèi)襯軟管翻入待修復(fù)管道中，翻轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)襯軟管浸漬有粘合劑的內(nèi)層被翻轉(zhuǎn)到外面與舊管道內(nèi)壁粘黏，在粘合劑固化后，最終在管道內(nèi)壁形成具有氣密性防腐防滲功能的內(nèi)襯層，從而到達(dá)管道修復(fù)的目的。

在材料檢測(cè)上，就需要對(duì)內(nèi)襯軟管及粘合劑的物理及化學(xué)屬性進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)，但由于國外材料提供方的技術(shù)壁壘，國內(nèi)目前仍然無法進(jìn)行。但由于歐美特別是德國、美國的材料生產(chǎn)商都有一套成熟穩(wěn)定的質(zhì)量控制體系，加上相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)程完備，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的公正性、權(quán)威性及科學(xué)性值得信賴，材料供應(yīng)方如果能夠出具第三方權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行的檢測(cè)報(bào)告，該步驟目前可以不在國內(nèi)再行實(shí)施。

例如，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)所使用的高壓翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)就具備由位于波恩的德國燃?xì)馀c水工業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證機(jī)構(gòu)所頒發(fā)的技術(shù)認(rèn)證證書，該技術(shù)通過了該協(xié)會(huì)屬下恩格勒—邦特—實(shí)驗(yàn)室根據(jù)德國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DVGW VP 404《運(yùn)用編織軟管對(duì)壓力范恩4巴至30巴燃?xì)飧邏汗茉獾男迯?fù)》所進(jìn)行的所有檢測(cè)，證書明確標(biāo)明該技術(shù)及材料適用于運(yùn)行壓力ZC3MPa的燃?xì)夤艿佬迯?fù)。

在由國外權(quán)成技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)材料安全可靠性進(jìn)行背書的前提下，技術(shù)使用方則必須自行形成一套科學(xué)完整的工程質(zhì)量技術(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，保證技術(shù)在實(shí)施過程中的質(zhì)量受控，保證技術(shù)運(yùn)用后的安全性及可靠性。

參照德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 30658-1《埋地燃?xì)夤艿赖男迯?fù)密封方法第一部分：用于燃?xì)夤艿佬迯?fù)密封的薄膜軟管和編織軟管，安全技術(shù)要求和檢驗(yàn)》以及美國測(cè)試和材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM F 2207-06《金屬燃?xì)夤艿涝还袒尚鸵r管(CIPP)修復(fù)體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，在運(yùn)用翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯，即原位固化襯管成型修復(fù)技術(shù)修復(fù)后的管道，須抽查樣管進(jìn)行幾個(gè)必要的試驗(yàn)。

這些試驗(yàn)全部在修復(fù)后管道上進(jìn)行，或直接在工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，或截取樣管進(jìn)行，分別是修復(fù)后管道的壓力試驗(yàn)，有分為強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)，以及樣管90°剝離試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)。通過這幾項(xiàng)試驗(yàn)，可以全面驗(yàn)證管道修復(fù)的施工質(zhì)量和修復(fù)最終結(jié)果，基本可以構(gòu)成對(duì)管道翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)效果和最終結(jié)果的完整驗(yàn)證體系。

3　修復(fù)后管道的工程質(zhì)量技術(shù)驗(yàn)證

3．1　壓力測(cè)試

參考國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ33—2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》及上文提到的相關(guān)德標(biāo)及美標(biāo)，在管道通過翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)修復(fù)后、工作坑回填之前必須對(duì)管道進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。這兩項(xiàng)試驗(yàn)也是目前國內(nèi)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ舔?yàn)收的一個(gè)必要環(huán)節(jié)，其試驗(yàn)結(jié)果必須體現(xiàn)在驗(yàn)收竣工資料之中。

試驗(yàn)之前，應(yīng)先對(duì)各個(gè)修復(fù)管段之間的焊接進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)修復(fù)后管道的設(shè)計(jì)壓力，分段進(jìn)行，對(duì)管道長(zhǎng)度具體要求見表1。

其中，嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)在強(qiáng)度試驗(yàn)之后進(jìn)行。

3．1．1強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力一般是修復(fù)后管道設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，比如修復(fù)后管道的設(shè)計(jì)壓力為1MPa，試驗(yàn)壓力則為l.5MPa。在壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力之前，應(yīng)用發(fā)泡劑對(duì)管道兩端法蘭接頭和不同修復(fù)段之間的短管焊接處進(jìn)行檢查，確認(rèn)無泄漏后升壓至試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓時(shí)間應(yīng)小少于lh。觀察壓力表，無壓力降為合格。

3．1．2嚴(yán)密性試驗(yàn)

嚴(yán)密性試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力是修復(fù)后管道設(shè)計(jì)壓力的1.15倍，仍以設(shè)計(jì)壓力lMPa的管道為例，其試驗(yàn)壓力為l.15MPa。嚴(yán)密性試驗(yàn)穩(wěn)壓的持續(xù)時(shí)間應(yīng)不少于24h，試驗(yàn)期間應(yīng)測(cè)量工作坑溫度，試驗(yàn)期間每小時(shí)記錄不應(yīng)少于l次。

試驗(yàn)完畢后進(jìn)行修正壓力降計(jì)算，具體計(jì)算方式按照CJJ33—2005行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式12.4.5進(jìn)行，修正壓力降小于l33pa為合格。

3．2　90°剝離試驗(yàn)

90°剝離試驗(yàn)系整個(gè)修復(fù)質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)最重要的一環(huán)，該試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以直接反映從前期管道清理、翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯到粘合劑固化整個(gè)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)施工過程中的質(zhì)量。因?yàn)閺膬?nèi)管壁噴砂清理的結(jié)果，翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯過程中的壓力控制，到固化過程中的保壓情況和時(shí)間掌握，其結(jié)果都會(huì)影響修復(fù)后管道內(nèi)壁上內(nèi)襯材料的抗剝離強(qiáng)度。

文章還需要特別糾正一個(gè)偏差，在國內(nèi)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也曾經(jīng)對(duì)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯的抗剝離強(qiáng)度作出過規(guī)定，該行標(biāo)規(guī)定應(yīng)對(duì)翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)后管道進(jìn)行軸向剝離試驗(yàn)并給出指標(biāo)。在多年經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過論證和試驗(yàn)研究，可以判斷出該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值得商榷。最重要的原因在于進(jìn)行軸向180°剝離試驗(yàn)，無論剝離寬度是多少，通過粘合劑粘接在管道內(nèi)壁上的內(nèi)襯材料都存在一定弧度，軸向剝離時(shí)剝離點(diǎn)是在一條弧線上，而不在一個(gè)直線上，導(dǎo)致測(cè)試出來的內(nèi)襯抗剝離強(qiáng)度值存在嚴(yán)重的偏差(測(cè)試值會(huì)比實(shí)際值高)。鑒于此，在相關(guān)的德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)程和美國測(cè)試和材料標(biāo)準(zhǔn)里，都明確規(guī)定了材料的抗剝離強(qiáng)度應(yīng)通過90°剝離試驗(yàn)來進(jìn)行測(cè)試。該測(cè)試過程如下：

(1)取樣：由于翻轉(zhuǎn)修復(fù)時(shí)翻轉(zhuǎn)段末端內(nèi)襯的抗剝離強(qiáng)度最容易受到諸多施工因素的影響，因此，修復(fù)后管道的樣管一般從翻轉(zhuǎn)段末端截取，截取樣管長(zhǎng)度必須在500mm以上。截取樣管后，必須在上面標(biāo)明樣管截取地點(diǎn)，內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)段編號(hào)以及翻轉(zhuǎn)日期。

(2)試驗(yàn)準(zhǔn)備：在進(jìn)行剝離試驗(yàn)之前，須從樣管的中間段加工出5條寬為管徑1／10的半環(huán)管，即弧度為l80°的環(huán)管，或者在樣管上切割出寬度為1／2管徑的半環(huán)管，之后通過震動(dòng)切割鋸將環(huán)管內(nèi)壁的內(nèi)襯徑向切割成5段寬度為l／10管徑的內(nèi)襯條。例如，樣管為DN500，則需加工出5條寬度為50mm的半環(huán)狀帶內(nèi)襯的試樣。

(3)試驗(yàn)過程：先從半環(huán)管上鑿出不長(zhǎng)于50mm的內(nèi)襯，與剝離儀器的夾具相連。剝離測(cè)試勻速進(jìn)行，剝離速度為10mm／min，過程中記錄內(nèi)襯的剝離強(qiáng)度。

(4)結(jié)果計(jì)算：計(jì)算每段剝離測(cè)試(前10mm及最后l0mm測(cè)試值不計(jì)算在內(nèi))的平均剝離強(qiáng)度值，之后再計(jì)算5段剝離測(cè)試均值，得出最終內(nèi)襯抗剝離強(qiáng)度的平均值并作為剝離試驗(yàn)的最終結(jié)果。

參考ASTM美國測(cè)試及材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及DVGW德國行業(yè)規(guī)程，設(shè)計(jì)壓力至0.5MPa的管道修復(fù)后內(nèi)襯剝離強(qiáng)度必須不低于1kg／cm(10N／cm)，設(shè)計(jì)壓力0.5MPa以上至2MPa的管道，修復(fù)后內(nèi)襯剝離強(qiáng)度則必須高于等于l.7kg／cm(17N／cm)。

3．3　爆破試驗(yàn)

爆破試驗(yàn)的目的在于，一旦金屬管道由于腐蝕在修復(fù)前就已穿孔，或者修復(fù)后由于管道外壁腐蝕點(diǎn)不斷擴(kuò)大，甚至由于外力原因發(fā)生輕微破損，管道內(nèi)襯能否在這些腐蝕、破損處白行承壓并保證管道正常運(yùn)行。

爆破試驗(yàn)所用樣管可以在修復(fù)后管段的翻轉(zhuǎn)兩端或中間處截取，樣管必須是待修復(fù)舊管道的一部分，長(zhǎng)度至少在800mm以上，翻轉(zhuǎn)前預(yù)先在待截取管道中間上半部分鉆出一直徑為50ram的圓孔，圓孔內(nèi)測(cè)邊緣打磨光滑，以免對(duì)翻入內(nèi)襯造成損傷。翻轉(zhuǎn)修復(fù)固化過程完成后，即可用液壓斷管器取出相應(yīng)長(zhǎng)度的試驗(yàn)用樣管。

取出樣管后，需在兩端進(jìn)行焊接封堵之前預(yù)先剝離出寬度為管徑1／2的內(nèi)襯，避免焊接產(chǎn)生的熱量引起內(nèi)襯材料燃燒。例如，DN500的樣管，則需剝離出熱影響區(qū)內(nèi)寬度25mm的內(nèi)襯。焊接封堵之前在樣管熱影響區(qū)內(nèi)開孔焊接壓力表接口及壓力輸入口。也可在樣管上兩端焊接法蘭頭，一端安裝盲板，另一端安裝預(yù)留了壓力表接口及壓力輸入口的盲板。

爆破使用自來水作為試驗(yàn)介質(zhì)。在封堵后的樣管上連接壓力表后，則可開始通過壓力輸入口對(duì)管內(nèi)加水壓，先將壓力增至1.5MPa，之后降低加壓速度，每20min升壓0.1MPa，壓力升至2.5MPa后停止加壓并穩(wěn)壓lh，開孔處內(nèi)襯無損壞則視為試驗(yàn)通過。

4　結(jié)語

通過以上幾個(gè)試驗(yàn)，可驗(yàn)證翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)施工的工程質(zhì)量，并逐一檢驗(yàn)該技術(shù)的安全性、可靠性、可持續(xù)使用性。從壓力測(cè)試到剝離試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)，基本涵蓋了控制翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯修復(fù)質(zhì)量的重要技術(shù)指數(shù)。隨著技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，也不能排除需要完善驗(yàn)證體系的可能性，控制工程質(zhì)量的技術(shù)指數(shù)也可能需要調(diào)整。

從上述試驗(yàn)來看，目前可驗(yàn)證的技術(shù)指標(biāo)主要集中在工程質(zhì)量控制方而，而反映材料物理特性的技術(shù)指標(biāo)也只是間接涉及。隨著應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，技術(shù)了解的不斷深入，該類技術(shù)指標(biāo)的制定和測(cè)試也將相應(yīng)發(fā)展和完善。

參考文獻(xiàn)

1董薊偉，孫明燁，曹國權(quán)等.非開挖翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯技術(shù)在燃?xì)夤艿佬迯?fù)的應(yīng)用.中國燃?xì)猓?span lang="EN-US">2011；9

本文作者：董薊偉　張芳　曹國權(quán)　劉鴻歡

作者單位：北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司

  北京天環(huán)燃?xì)庥邢薰?span lang="EN-US">