市政排水管道修复中紫外光原位固化技术的应用

1、前言

随着城市化进程的快速发展，城市排水系统作为基础设施的重要组成部分，其稳定运行对于城市的正常运转和居民生活质量的保障至关重要。然而，由于排水管道长期受到污水侵蚀、地质沉降、外力挤压等多种因素的影响，管道破损、渗漏、堵塞等问题日益突出。传统的排水管道修复方法，如开挖修复，往往需要大面积开挖路面，不仅施工周期长、成本高，还会对交通、周边环境以及居民生活造成严重干扰。在城市建设不断发展，对环保和施工效率要求越来越高的背景下，非开挖修复技术应运而生并得到广泛关注和应用。

紫外光固化技术作为一种先进的非开挖修复技术，近年来在排水管道修复领域取得了显著的应用成果。它通过将浸渍有光固化树脂的软管拉入待修复管道内，利用紫外光照射使树脂固化，在原管道内形成高强度的内衬管，从而达到修复和加固管道的目的。该技术具有施工速度快、修复质量高、对周边环境影响小等优点，为排水管道修复提供了一种高效、环保的解决方案。、

2、紫外光固化技术的原理与特点

2.1 技术原理

紫外光固化技术（UV - CIPP）是原位固化法修复管道技术之一。其基本原理是将玻璃纤维编制成的软管浸渍光固化树脂，然后通过牵引设备将其拉入原有待修复的管道内。接着，向软管内充气使其扩张并紧贴原有管道内壁，以原有管道为外模，软管内膜为内模。之后，利用紫外光照射，在紫外光的作用下，软管内的光固化树脂迅速发生固化反应，由液态转变为固态，从而在原管道内部形成一层具有一定强度和耐腐蚀性能的复合内衬管，实现对排水管道的修复和加固。

2.2 技术优点

对交通和环境影响小：在城市中心区域或交通繁忙地段，传统开挖修复会导致道路长时间封闭，造成交通拥堵。而紫外光固化技术的非开挖特性，可在不影响交通正常通行的情况下进行管道修复，减少了对市民出行的影响。同时，避免了开挖产生的扬尘、噪声以及对周边植被和土壤的破坏，保护了城市环境。

施工效率高：快速的固化过程使得修复工作能够在较短时间内完成，尤其是对于一些紧急抢修的排水管道，能够迅速恢复管道功能，减少因管道故障导致的污水外溢等问题，降低对城市排水系统的影响。例如，在一些城市的汛期前对排水管道进行修复时，紫外光固化技术的高效性能够确保管道在汛期来临时正常运行。

修复效果持久：固化后的内衬管具有良好的耐腐蚀性和机械性能，能够有效抵御污水中的各种化学物质侵蚀以及长期的水流冲刷，其使用寿命可长达 50年左右，减少了管道的重复修复次数，降低了长期维护成本。

精准定位修复：结合先进的管道检测技术，如 CCTV 检测、QV 检测等，可以准确确定管道的破损位置和程度，然后针对性地对需要修复的部位进行紫外光固化修复，避免了对不必要区域的修复，节省了材料和成本。

3、紫外光固化技术的适用范围

结构性缺陷：包括管道破裂、变形、错口、脱节等，这些问题严重影响管道的结构强度和稳定性。紫外光固化技术通过在管道内部形成坚固的内衬管，能够对管道的结构性缺陷进行有效修复，增强管道的承载能力，防止管道进一步损坏。

功能性缺陷：如管道渗漏、腐蚀、结垢等，虽然不直接影响管道的结构安全，但会导致污水泄漏、水质污染、通水能力下降等问题。紫外光固化技术可以通过密封和防腐处理，解决管道的渗漏和腐蚀问题，同时光滑的内衬管表面能够减少结垢的产生，提高管道的通水能力。

4、紫外光固化技术在排水管道修复中的案例分析

以长沙市某城市主干道排水管道修复项目为例，该城市主干道交通流量大，排水管道承担着周边区域大量的污水排放任务。由于长期承受重载车辆的碾压和污水的侵蚀，部分排水管道出现结构性破损，严重影响管道的正常运行，若采用传统开挖修复方式，将对交通造成长时间的严重拥堵。考虑到项目的特殊性，最终选择紫外光固化技术进行修复。在施工前，制定了详细的交通疏导方案，尽量减少施工对交通的影响。采用先进的管道检测技术，对管道进行精确检测和评估。施工过程中，利用大型牵引设备将特制的大管径光固化树脂软管拉入管道内，通过高精度的充气设备控制充气压力，确保软管均匀膨胀贴合管道内壁。使用大功率的紫外光固化设备进行固化，保证固化效果和质量。

修复后的管道应校核其过流能力，修复前与修复后管道的过流能力比值计算公式如下：

过流能力比值

式中：B—管道修复前后过流能力比；

n —原有管道的曼宁系数；

n—内衬管的曼宁系数；

Dl—内衬管管道管径（ m ）。

对 DN1000 的管道进行过流能力复核计算，由于原管道为钢筋混凝土管，故 n_e 为 0.013 ；采用原位内衬法其曼宁系数 n_l 为 0.010 。修复后内径为 980mm ，原管道内径为 1000mm_⨀ 。计算得修复后的过流能力百分比为 115% 。设计采用的紫外光 管道原位修复技术，其曼宁系数比原管道小，且修复后管道内径损失减少很小，故其过流能力有所增加，满足过流能力要求。

七、结论

紫外光固化技术作为一种先进的非开挖排水管道修复技术，在实际应用中展现出了显著的优势，能够有效解决排水管道的各种病害问题，提高管道的修复质量和使用寿命，减少对交通和环境的影响。通过对多个案例的分析可以看出，该技术在不同类型的排水管道修复项目中均取得了良好的效果，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 范秀清，欧芳，王长青．城市排水管道非开挖修复技术探讨[J]. 市政技术，2012，30（1） ：67—70，74

[2] 彭朝辉．非开挖管道修复技术介绍 [J]. 市政技术，2009，27（1） ：47—48，52