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《给水管道叠层结构原位固化法非开挖修复工艺》20231121-国家会展中心.pdf

编号：162644

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1、C O M P A N Y给水管道叠层结构原位固化法非开挖修复工艺上海管康技术有限公司版权所有 007上海管康技术有限公司版权所有城市给水管网现状上海管康技术有限公司版权所有一、城市供水管网现状上海管康技术有限公司版权所有一、国内地下管线事故统计 2021年8月，国内地下管线相关事故起。其中，地下管线破坏事故91起，占比64.54%；路面塌陷事故46起，占比32.62%；其他事故4起，占比2.84%。事故共造成12人受伤、1人死亡。按照发生事故的管线类型划分，91起地下管线破坏事故中给水管道发生的事故最多，占地下管线破坏事故总数的46.15%。按照事故原因划

2、分，自身结构性隐患、外力破坏和环境因素引起的地下管线破坏事故数量分别为56起、28起和5起；原因不明占2起。3上海管康技术有限公司版权所有工法分类上海管康技术有限公司版权所有一、供水管道修复分类18l 各种地下供水管网更新技术在非开挖修复技术领域中的占位，如左图所示。图中列出工艺及定义参GB/T378622019。资料源:(Trenchless Technology Pipeline and Utility Design,Construction,and Renewal),Mohammad Najafi,Ph.D.,P.E.上海管康技术有限公司版权所有二、ISO11295压力

3、管内衬18以往的材料独立管全结构结合管半结构半结构ASTM F2019上海管康技术有限公司版权所有三、供水修复技术对比毛毡与玻纤混制涉水防护膜外膜玻璃纤维涉水防护膜（0.28mm)外涂层防护复合纤维涉水防护涂层HDPE材质 (叠层原位固化法）SDR100（良好的强度和壁厚）安全防护层厚度1mm 安装空间小，紫外光固化和蒸汽热固化毛毡与玻纤混制的翻转式热固化 SDR100（壁厚较厚和强度弱于玻纤）单次施工长度受限施工时间长无外膜，长期外静态水影响不利玻璃纤维内衬-UV SDR100，（良好强度和壁厚）安全防护层厚度0.28m

4、m 安装空间小，U V 紫外光固化与母管有缝隙，压力变化下有风险柔性软管，无法承受外压连接配件昂贵壁厚很厚，缩径严重对弯头适应能力弱开挖工作井面积大上海管康技术有限公司版权所有叠层结构原位固化法上海管康技术有限公司版权所有一、叠层结构原位固化法叠层结构原位固化法非开挖修复技术，又称“二元固化法”，其将原位固化法中的紫外光固化和蒸汽固化两种工艺进行组合的创新型工艺技术。原理：将工厂预浸的玻璃纤维软管通过拉入方式进入待修复管道，通过紫外光固化后形成支撑管；在固化成型后的玻纤内衬管内，翻转一条浸润有环氧树脂的聚乙烯软管，蒸汽固化使环氧树脂与玻纤内衬内壁进

5、行粘接，从而形成，内层为，中间层为。适用性口径：DN300 DN1600 给水管道工作压力：0.1MPa-1.6MPa旧管：钢管、铸铁、灰铁、砼管、HDPE等直线管道（单弯头22.5）上海管康技术有限公司版权所有二、叠层原位固化法-技术优势技术优势n真正的全结构性修复，使用寿命50年；n双工艺施工，化解施工风险；n可实现长距离管道的修复，单段最长300m；n采用蒸汽热固化，作业占地面积小、工期短；nPE致密耐磨，保证密封性和长期耐用寿命；n独特玻纤材料加工工艺，强度高，厚度小。上海管康技术有限公司版权所有二、叠层原位固化法-技术优势玻纤织物常用厚度与压力等级关系DN6Bar10Bar1

6、6Bar3004444004465004476004587004605806181400712定制1500813定制1600814定制根据玻纤织物厚度与压力之间转化结构层涉水层+粘接层材质玻璃纤维预浸 PET+LLDPEEP RESIN固化方式紫外光固化蒸汽固化壁厚4-16mm3-4.5mm（LLDPE 1-1.2mm)管径DN150-DN1600DN300-DN1600上海管康技术有限公司版权所有二、叠层原位固化法-施工流程上海管康技术有限公司版权所有二、叠层原位固化法-施工流程1.第一层UV固化

7、2.第二层PE软管浸渍3.第二层PE软管翻转及蒸汽固化上海管康技术有限公司版权所有工法CECS标准编制上海管康技术有限公司版权所有一、原位固化法（CIPP）相关标准整理原位固化法非开挖修复相关标准整理（部分）ISOISO 11295:2017 设计用于改造的塑料管道系统的分类和信息ISO 11296-1:2018用于无压地下排水和污水处理网改造的塑料管道系统，第1部分：总则ISO 11297-1:2018用于有压地下排水和污水处理网改造的塑料管道系统，第1部分：总则ISO 11297-4:2018用于有压地下排水和污水处理网改造的塑料管道系统，第3部分：原位固化内衬法ISO 11298

8、-4:2021 用于地下供水管网改造的塑料管道系统，第4部分：原位固化法ISO 11298-1:2018用于地下供水网改造的塑料管道系统第1部分：总则ISO 11298-3:2018用于地下供水网改造的塑料管道系统第3部分：紧密贴合内衬法ISO 23818-1:2020修复现有管道的塑料管道系统的合格性评估第1部分：聚乙烯（PE）材料ASTMASTM F1216-16用树脂浸渍管的翻转固化修复现有管道的标准实施规程ASTM F1743-17原位固化热固树脂管(CIPP)安装的方法修复现有管道和管道的标准实施规程ASTM F2019-20用紫外光固化法在现场拉装玻璃钢固化的现有管道的标准实施规

9、程(GRP-CIPP)ASTM F2994-18移动、自动原位固化管道(CIPP)浸渍系统的使用标准实施规程ASTM F3097-15通过微创小口径真空挖掘安装外部下水道服务的标准实施规程ASTM F2599-20用翻转固化原位衬里的方法对损坏的管道进行分段修理的标准实施规程ASTM F2561-20恢复下水道服务及其使用一件主管和横向固化就地内衬连接到主管的标准操作规程ASTM F3097-15通过微创小口径真空挖掘安装外部下水道服务的标准实施规程上海管康技术有限公司版权所有一、编制背景二、原位固化法（CIPP）相关标准整理原位固化法非开挖修复相关标准整理国内T/CECS 559-201

10、8给水排水管道原位固化法修复技术规程DB44/T 1026-2012城镇公共排水管道非开挖修复技术规程DB/T 29-283-2020天津市排水管道非开挖修复工程技术规程T/CAS 413-2020排水管道检测及非开挖修复工程监理规程T/CAS 413-2020排水管道检测及非开挖修复工程监理规程T/CECS 717-2020城镇排水管道非开挖修复工程施工及验收规程CJJ 61-2017 城市地下管线探测技术规程CJJ 181-2012城镇排水管道检测与评估技术规程CJJ/T 210-2014城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程DB33/T 1076-2011 翻转式原位固化法排水管道修复技

11、术规程CJJ244-2016 城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程T/CUMA 60052-2021城镇排水管道原位固化修复用内衬软管CJJ68-2016 城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程GB/T 37862-2019非开挖修复用塑料管道总则GB50332-2002 给排水工程管道结构设计规范GB50268-2008 给水排水管道工程施工及验收标准T/CECS 602-2019 给水排水管道内喷涂修复工程技术规程GB/T 17219-1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准上海管康技术有限公司版权所有三、编制背景p 目前可用于给水管道结构性和半结构性修复的方

12、法主要有不锈钢内衬法、原位固化法(CIPP)、穿插内衬法、折叠法、柔性软管，这些工法在行业标准CJJ 244中有所涉及。p 叠层结构原位固化法在结构承载性、水质安全性、流量减小量和施工便捷方面，均能达到完美的统一，叠层结构修复技术较好弥补常用工艺的缺点，同时为修复行业带来一种全新的工艺。p 该项技术在欧洲已成熟运用在多地给水管网修复工程中，近5年在给水管道修复中取得了满意的效果。迫切需要强化管理丰富工法l 施工工法新颖，目前缺乏相关技术标准规范工程行为，提供政府监管的参考依据 l 综合考虑国内的使用环境，理论结合实际，本地化、规范化形成完整的设计理论体系。l 为供水压力管道非开挖修复增添一种新

13、的工艺，丰富工艺解决方法l 规范施工工艺过程，提出质量验收指标，保证工程质量，实现全面推广本技术工艺。上海管康技术有限公司版权所有三、编制过程2021/11/32022/5/202022/8/252022/9/302023/2/232023/8/16网上申报 2021/7/132021/4/11启动会（第一稿）内部会议（第三稿）第一次征求意见（第六稿）内部审查会（第八稿）网上征求意见（第十稿）送审稿-审查会（第十二稿）发布前期准备阶段启动会及标准起草阶段征求意见阶段报批及出版审查阶段根据中国工程建设标准化协会关于印发的通知（建标协字【2021】11号要求，由中国地质大学（北京）、上海管康技

14、术有限公司会同有关单位负责工程建设协会标准给水管道叠层原位固化法修复工程技术规程的编制工作。上海管康技术有限公司版权所有三、编制过程2021年7月13日第一次工作会议（上海）2023年2月23日送审稿审查会议（北京）上海管康技术有限公司版权所有三、框架结构上海管康技术有限公司版权所有材料上海管康技术有限公司版权所有一、结构层-玻璃纤维预浸软管短期力学性能及测试标准CJJ/T210T/CECS 559新标准要求实测值弯曲模量（MPa)GB/T 0,且满足设计要求8000，且满足设计要求远大于新标准弯曲强度（MPa)GB/T 14494545,且满足设计

15、要求125,且满足设计要求远大于新标准抗拉强度（MPa)GB/T 1040.46262,且满足设计要求80，且满足设计要求远大于新标准结构层-玻璃纤维预浸软管n基于长期力学性能研究，因此整体提高了玻纤内衬管的力学性能指标n连续缠绕成管技术对普通弯角的适应性好，较大程度避免褶皱产生n连续玻璃纤维缠绕法-软管成管工艺（螺旋缠绕法，全球仅2家！）湿管成型法（螺旋缠绕）1.GB/T 18370玻璃纤维无捻粗纱布2.GB/T 25040玻璃纤维编织物上海管康技术有限公司版权所有二、粘接层-LLDPE+PET材料序号性能指标单位要求试验方法1纤维层纵向拉伸强度MPa5GB/T 1040.32环向拉伸强

16、度MPa5GB/T 1040.33孔隙率%854径向断裂伸长率%120GB/T 10405轴向断裂伸长率%20GB/T 10406厚度mm单层聚酯纤维非织造布厚度1.5，且固化后粘接层内衬管厚度设计厚度GB/T 6672粘接层-LLDPE+PET材料n粘接层定义：浸润环氧树脂的PET纤维层材料固化成型；n要求：粘结层和涉水防护层固化后的成品符合现行国家标准生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/T 17219的有关规定，并取得涉水产品卫生许可批件；nPET聚酯纤维层的孔隙率85%以上要求，整体拉伸强度5MPanPE防护层材料耐磨性能良好、耐受短期高温、光滑致密；n软管的接缝处理方式

17、（热熔与缝合组合方式），接缝的轴向和径向拉伸强度5MPa;上海管康技术有限公司版权所有三、粘接层-环氧树脂n 粘结层使用的树脂应是符合饮用水标准的环氧树脂，浇铸体的性能应符合下表规定，粘接性能达到如下要求。序号性能指标单位要求试验方法1弯曲模量MPa3000GB/T 2567 2弯曲强度MPa1003拉伸模量MPa30004拉伸强度MPa805拉伸断裂延伸率%46热变形温度85GB/T 1634.1粘结强度性能指标序号性能指标单位要求试验方法1与结构层的粘结强度MPa2.0GB/T 14905上海管康技术有限公司版权所有四、防护层-LLDPE材料n 涉水防护层定义：与水直接接触层材料。

18、序号性能指标单位要求试验方法1表面应光滑、完整、无破损目测2剥离强度MPa1.5GB/T 288973硬度95GB/T 24114拉伸强度MPaPE膜20GB/T 1040.35断裂伸长率%PE膜300GB/T 1040.36耐温30120GB/T 2423.227厚度mm1.0GB/T 66728密实性不渗漏T/CECS 5599透明度能观察到粘结层的浸渍或固化缺陷目测或CCTV样品描述10万次平均磨损量（mm）10万次最大磨损量（mm）L6991-1内衬管0.170.28上海管康技术有限公司版权所有研究测试上海管康技术有限公司版权所有五、粘结性能测试n 条件：内衬样品的层间检查，环

19、氧胶拉伸强度测试，测试速度8mm/min,预载20N。根据ISO 4642标准进行测试，拉伸粘合强度；将试样两侧用环氧树脂胶粘贴组合纤维（玻纤UP/EP Felt）,试样被加载垂直于涂覆基底平面的拉应力，测试装置破裂时测量拉伸应力。结论：玻纤内衬与环氧树脂组合纤维；n 显微镜观察加载后叠层圆周方向结构，没发现微小裂纹或者基体断裂；样品名称测试日期复合材料粘胶拉伸强度N/mm2FmaxN破坏测试叠层结构内衬试片04.09.2020GFK/EP5.25930617%粘合力破坏50%联合破坏33%边界破损NrBreitea mmBreite b mmFlache A mm maxN/mm F max

20、N断裂行为148.164,817 23203，23 7485Adhasionsbruch EP-Vies/GFK-Laminate 联合断裂24,496 4,860 21854，20 9175Mischbruch Prufstempelkleber/EP-Vies/GFK-Laminat33,998 40.5216206，16 9985MischbruchProfstempelleber/EP-Vies/GFK-Laminat44,000 4,058 16236，41 10411Miechbruch Prolstempelkdleber/EP-Vies/GFK-Laminat53,993 40

21、.6216225，328632Grenztachenbruch Profstempelkeber/EP-Coatng64,034 4,064 16396，19 10150Grenzfachenbruch Profstempeldeber/GFK-Laminat上海管康技术有限公司版权所有五、正压与负压循环加载测试n结论：测试样件法兰连接整个过程实现密封，无渗水现象，经历107次循环加载试验，无破坏现象出现；n显微镜观察加载后叠层圆周方向结构，没有发现微小裂纹或者基体断裂；n圆周方向机械测试，最大机械性能损失，在允许的范围之内；周向模量在测试后保持不变，连续的应力没有导致材料在径向上的任何损

22、伤；n径向方向，证明内衬可以承受107次的压力循环（正压9.51bar）,负压（0.80.1bar）Fig 1.Fig 1.（Dynamic Load TestingDynamic Load Testing）Fig 2.Fig 2.样样件目视检查件目视检查 Fig 3.Fig 3.样样件内表面件内表面检查检查 Fig Fig 4.4.正正负压循环加载测试负压循环加载测试 Fig 5.Fig 5.圆周方向应变值圆周方向应变值 Fig 6.Fig 6.圆周方圆周方向显微镜下图像向显微镜下图像上海管康技术有限公司版权所有五、水压试验水压试验n上海管康有限公司的试验平台上进行了不同工艺参数给水管

23、道修复结构性破坏性试验，修复效果良好，验证了设计理论的正确性。n取3m长DN300钢管，钢管本体开d=8cm圆形孔，钢管内衬叠层修复的内衬管，端口采用不锈钢环+EPDM橡胶密封处理；通过水压试验分别对内衬管进行了正压1.6MPa和负压-0.1MPa的压力试验。n正内压强度试验内衬管设计壁厚5mm，正压阶段从0开始进行，单次加压 2bar,直至16bar,每个阶段保压不低于30分钟。各阶段测试结束后，没有出现渗漏和明显变形情况，正压试验合格。n负压试验负压：按照-0.5bar、-0.8bar和-0.95bar三个阶段进行，各阶段试验维持负压30分钟，未发生失压情况，抗负压能力验证合格。Asia&BP 常州技术中心测试！上海管康技术有限公司版权所有总结上海管康技术有限公司版权所有七、总结上海管康技术有限公司凭借世界先进的工艺方案、性能卓越的修复材料、不断创新的工程应用技术，严谨的质量控制体系，先进的工程装备和经验丰富的施工团队，秉承“以客户为中心，以行业发展为己任，敬业、创新、分享”的价值观，为客户提供优质的综合解决方案和交钥匙工程。C O M P A N Y

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