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1、上海市水务局城市排水管网评估与修复工程技术研究中心堡森(上海)新材料科技有限公司目 录CONTENTS123背景分析技术更新应用示范4中心介绍2016年5月,上海新虹桥商圈内一路口现塌陷空洞,因地下管道老化渗水致土壤流失。大城市病城市化进程的加快,大量地下基础设施已经进入中老年,能不能继续支撑和满足城市社会、经济的发展?n自2010年起,城市道路塌陷进入集中爆发期,排水管道“跑冒滴漏”,道路塌陷防治陷入困境:问题多、影响大、经验少、管理乱;n2019年10月到2020年9月,中国至少发生1008起地下管线相关事故,造成105人遇难,234人受伤。全国地下管线事故统计分析报告n管网问题成为污水系
2、统提质增效的难点问题,更是当前污水系统的核心短板;2019年8月,江桦路靠近浦锦路由暴雨导致地下排污管周围的流沙性土壤遭侵蚀,地面出现严重塌陷荷载变化管内腐蚀p 截止2020年底,上海市共有城镇公共排水管道29055.87公里,其中:雨水管道12595.47公里,合流管道1279.90公里,污水管道9382.97公里,支管5797.公里;检查井82.25万座;雨水口67.78万座。856655550003000400050006000201720182019上海市上海市排水管道设施抽查情况排水管道设施抽查情况主管支管96.81%96.11%93.95
3、%88.63%88.63%86.27%78.00%80.00%82.00%84.00%86.00%88.00%90.00%92.00%94.00%96.00%98.00%100.00%201720182019上海市上海市排水管道设施抽查达标率排水管道设施抽查达标率主管合格率支管合格率p 上海市排水“十四五”规划及上海市水务局关于加快本市排水管道检测、修复和改造工作的意见指出,要求到“十四五”期末,基本完成现状管龄10年以上排水主管结构性检测、修复和改造,主管检测及修复工作(重点检测约1.3万公里排水主管,对其中约1500公里排水主管进行修复或改造),先行对三级及以上结构病害进行局部修复,实现污
4、水系统地下水渗入率控制在10%以内,有效预防“沉管”事故的工作目标提前至2023年完成。亟需突破相对成熟对现在的影响对远期的影响标准规范上海市城镇排水管道非开挖修复技术标准(DG/TJ08-2354-2021)NASTT(美国非开挖技术协会)技术分类喷涂法、模筑法 创新材料:聚合物改性、纤维增强、耐腐蚀 特殊应用:管涵运行状态下的带水修复n 管涵高性能修复胶泥 材料体系体积稳定性和粘结性良好湿基状态下与原管壁粘结强度可达到1.2MPa以上,形成连续一体的结构,防止空鼓、脱落。微膨胀性减少空洞补偿后期材料反应产生的收缩,防止由于材料自身收缩导致微开裂,影响修复效果早期强度佳,养护时间短1天抗压强
5、度均在15MPa以上,快速修复在役管道并恢复正常运行,无需养护,大大缩短了施工周期防腐效果突出经多种强弱酸分别浸泡48小时的耐腐蚀性能测试后,试件无松散、起泡、开裂、剥落和坑蚀现象由高分子聚合物、复合膨胀剂、聚丙烯纤维、保水剂、微粉掺合料等材料配制而成的管道非开挖修复专用材料,可调整根据不同管道或构筑物的修复要求,调整材料性能指标。污水厂箱涵管道n 管涵高性能修复胶泥 材料体系p BSPS-GD30/40/50/60 系列 喷塑型材料 满足CECS标准中喷注法材料指标要求p BSPS-CR 系列 超韧性材料 适合砌体结构修复加固,与基材有良好的粘结性,抗折性能强p BSPS-GDK30/40
6、系列 防腐型材料 具有较高的稳定性,并可抑制硫杆菌生长,减少腐蚀磨损p BSSX-GD30/40 系列 水下不分散型材料 可进行水下作业,反应时间快,环境影响小p BSPS-KS 系列 快硬型材料 早期强度佳,短时间内形成结构稳定层,减少断水对居民生活的影响p BSMZ-400/600 系列 模注型材料 高流态,微膨胀,无需振捣,适合狭小区域内的浇筑排水管道回填材料排水管道回填材料排水管道自密实回填技术排水管道自密实回填技术p 自密实材料一般就地取材,可采用化学性能稳定、安全环保、工程性能达到要求的废弃物,如:等。p 自密实回填材料是通过其良好流动性的特点,材料倒入沟槽后,可依靠自身重力充满沟
7、槽,实现沟槽密实的目的;待凝固后,又有一定的强度,不需要夯实,与排水管道实现的效果;可以替代中粗砂回填,适应于各类排水管道的沟槽回填p 自密实回填材料的初凝时间宜为 3h6h,终凝时间宜为 12h24h,测定方法可按现行国家标准普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T 50080 的相关规定执行。设计方案设计方案 当刚性管道采用刚性基础时,刚性基础应单独设计,刚性基础以外的回填区域可采用相同的自密实材料回填;当管道基础类型为柔性基础时,管道基础及胸腔部分均应采用自密实材料回填,其余部分宜采用自密实材料回填。管道基础底至管顶以上50cm 区域空间内均采用自密实材料回填,保证管道沟槽的回填质量。排
8、水管道工程采用自密实材料回填时,需将自密实材料全部包裹住管道,管道下方进行找平处理后,应安放管道支座临时架空管道,确保自密实材料能够充分回填至管道下方和两侧腋角处;管道支座可采用整体式或分离式,并据管道临时稳定性和管道受力变形计算结果,确定支座的间距。左边12为普通型修复材料右边34为防腐型修复胶泥 白龙港污水厂配水池修复典型泵站及水处理构筑物修复典型泵站及水处理构筑物修复 白龙港污水厂配水池修复典型泵站及水处理构筑物修复典型泵站及水处理构筑物修复检测项目检测方法指标要求抗压强度/Mpa1dGB/T d4028d60粘结强度(28d)/Mpa环氧底涂GB/T 2975
9、6-20132.0抗渗等级(28d)JGJ/T 70-20091.5膨胀率(28d)GB 50119-20130.01静压弹性模量,104MpaGB/T 31387-20153.05%硫酸液腐蚀24小时GB 9274无起泡、无剥落10%柠檬酸液腐蚀48小时JC/T2327无起泡、无剥落10%乳酸液腐蚀48小时10%醋酸液腐蚀48小时使用专用机械臂系统将调配好的内衬浆料均匀、连续的喷向待修复构筑物,同时通过智能控制系统将喷头在工作井内上下左右往复移动,从而在构筑物池壁形成厚度均匀连续的内衬。内衬厚度5cm,修复后达到结构补强的目的。典型泵站及水处理构筑物修复典型泵站及水处理构筑物修复 浦东外排口
10、箱涵智能喷涂机械臂系统修复工艺l全自动智能化喷涂设备无需人员进入箱涵内部进行作业,安全快捷;l可实现箱涵的防腐功能修复与结构补强,满足构筑物的长期使用要求;l高性能铝酸盐防腐砂浆材料,粘结性好,早期强度高,抗渗、防腐及耐久性优异;l修复过程不增加其他措施内容,对排水设施正常运行几乎没有干扰,经济高效。典型泵站及水处理构筑物修复典型泵站及水处理构筑物修复 南干线四号泵站进水箱涵修复 典型大口径排水箱涵修复典型大口径排水箱涵修复修复成果图施工示意图修复前结构损伤情况 典型大口径排水箱涵修复典型大口径排水箱涵修复最不利工况下(进水方涵无水状态)最不利工况下(进水方涵无水状态)荷载组合示意图荷载组合示
11、意图最不利工况下(进水方涵无水状态)最不利工况下(进水方涵无水状态)受力分析图受力分析图 南干线四号泵站进水箱涵修复p 加荷直至破坏,改性复合纤维管的位移呈现较好的线性响应,表明管材变形较小;p 达到最大荷载、管材出现裂缝承载力逐渐降低,P-f曲线呈现出一定的延滞现象,表明管材有良好的延性;p 新型材料浇筑的管道满足II级管要求;水下浇筑,带水作业 免植筋,可替代钢混结构 早期强度高,后期强度稳定 防腐性能优异 大型排水管涵水下修复材料及关键技术研究与应用 典型大口径排水箱涵修复典型大口径排水箱涵修复安装模板并注水模拟水下作业环境注入材料排水排气内衬完成养护后拆除封头及模板 大型排水管涵水下修
12、复材料及关键技术研究与应用 典型大口径排水箱涵修复典型大口径排水箱涵修复典型案例典型案例 自密实流态回填材料自密实流态回填材料典型案例典型案例预留28天检测井 自密实流态回填材料自密实流态回填材料典型案例典型案例 自密实流态回填材料自密实流态回填材料2021年5月8日,上海市水务局正式批准成立“上海市水务局城市排水管网评估与修复工程技术研究中心”城市城市排水排水管网管网评估评估与修复与修复工程技术工程技术研究中心研究中心评估评估装备装备材料材料标准标准应用应用服务服务同济大学材料科学与工程学院上海遨拓深水装备技术开发有限公司上海市城市排水有限公司上海建筑科学研究院有限公司上海市城市建设设计研究
13、总院(集团)有限公司堡森(上海)新材料科技有限公司工程中心举行专家聘任仪式,共同探讨城市管网评估与修复技术发展方向!0102030405城市地下管网修复技术及其功能适用性研究在役城市管网系统高性能修复材料与应用关键技术管网病害智能检测与健康评估关键技术开发与研究在役管道智能检测与评估、配套修复工艺关键装备城市地下管网缺陷智能评估与修复信息化管控体系上海市水务局领导、上海市排水管理事务中心、上海市排水行业协会先后组织调研工程技术中心!上海市住建委、上海市水务局领导赴工程中心调研水务行业四新技术成果推广及应用情况!2022.8.19 上海水务海洋科技论坛2022.9 济联环境平台排水管网系列技术交流发展愿景发展愿景谢谢THANK YOU2023工作微信:孙即梁公众号:堡森科技抖音账号抖音账号:堡森科技堡森科技