11月，在重慶，運用熱塑成型工藝對DN400排水管道進行非開挖修復，一場蒸汽與壓力的“奇妙反應”正在進行中。
原位熱塑成型工法，英文為formed-in place pipe，F(xiàn)IPP，最早起源于美國。
該工藝是利用一種擁有加熱軟化、冷卻成型特性的新型高分子熱塑性材料，內(nèi)襯管在工廠內(nèi)被預制成“工”形或“C”形，然后被卷到卷盤上運至施工現(xiàn)場。
在現(xiàn)場，使用熱蒸汽將管材加熱軟化后，通過檢查井快速拉入待修復管道，利用中通耐高溫氣囊將兩端封堵，充入熱蒸汽。
待內(nèi)襯管達到設定溫度后，增大軟管內(nèi)部壓力將內(nèi)襯管撐開、膨脹至與原管道緊密貼合，然后保持壓力恒定注入冷空氣降溫，使內(nèi)襯材料冷卻硬化形成緊貼管壁的新內(nèi)襯管，實現(xiàn)管道的整體修復。
與其他非開挖整體修復工藝相比，熱塑成型法進入國內(nèi)較晚，因其施工快捷、造價低、工況適用性較廣等優(yōu)點，在國內(nèi)排水管道非開挖修復中逐漸被采用。
工藝特點
01便捷、快速
中小管徑修復
該工藝最大特點是修復材料在工廠預制生產(chǎn)，和傳統(tǒng)通過開挖方式埋設的管道相似，襯管材料的力學性能、化學抗腐蝕性能、管壁厚度等各項性能指標都是“出廠即保證”。現(xiàn)場只是通過熱量和壓力的物理作用對管材進行形狀改變，不會造成材料性質(zhì)的變化。
它是多種內(nèi)襯修復中較為快捷的一種。若不包含清淤預處理、軟管預加熱的時間，從下管到修復完成往往在1 ~ 2個小時內(nèi)完成并可恢復通水，小于DN300mm管徑的管道甚至可以在30分鐘內(nèi)完成。
受排水檢查井口尺寸限制，一般修復排水管道管徑范圍為DN100—DN900mm，修復更大口徑的管道則需要開挖擴張檢查井。此外，受溫度隨管道長度遞減的因素影響，單次修復長度受限，當單次修復距離過長時，內(nèi)襯管末端可能難以達到材料軟化所需溫度，從而導致末端無法完全貼合，出現(xiàn)質(zhì)量事故。
02修復輕微錯口
變徑管、異形管、轉(zhuǎn)彎管等
由于修復材料擁有良好的熱塑性能，該工藝可用于修復輕微錯口、變徑、異形、轉(zhuǎn)彎管道的修復。
- 比如橢圓形、馬蹄形、矩形等各種斷面形狀的異形管；
- 比如DN400變徑管道，中間局部出現(xiàn)DN360或DN450管徑，但管徑變化區(qū)間不宜過大，否則內(nèi)襯管會因無法充分撐開復圓，或過度膨脹導致壁厚減薄甚至破裂；
- 比如接口錯位的管道，修復后雖不能消除錯臺，但會使錯臺變得更圓滑，從而減小過流阻力，增加過流效率；
- 此外，也可以應用于有一定夾角彎轉(zhuǎn)的修復，實踐中小于30°夾角的折彎管道修復應用較多。
03工藝整體
環(huán)保且經(jīng)濟
FIPP的修復材料為改性PVC材料，具有耐酸堿、耐腐蝕、耐老化等特性，適合各種介質(zhì)包括污水的輸送。修復后設計使用年限長達50年，后期也不會出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢等缺陷。同時，內(nèi)襯管內(nèi)壁表面粗糙系數(shù)較�。ㄐ迯秃髢�(nèi)表面粗糙系數(shù)為0.009），修復后雖然過流斷面稍有減小，但實際上過流效率大幅提高。以DN400混凝土管（設計厚度為6mm）為例，修復后管道的過流能力與修復前管道的過流能力的比值計算為：
其中，0.013為原管管壁粗糙系數(shù)，0.009為修復后管壁粗糙系數(shù)，388為修復后管道內(nèi)徑，400為原管內(nèi)徑。
施工過程中主要利用蒸汽和壓力，不產(chǎn)生任何污染物和氣體污染，符合當下倡導的綠色環(huán)保型技術(shù)要求。
此外，因襯管材料加熱軟化后有良好的韌度等特性，當現(xiàn)場安裝出現(xiàn)問題或檢測修復后存在質(zhì)量缺陷時，可以對襯管進行再加熱，軟化后抽出，因此可以大大降低修復工程失敗的風險和返工的成本。
04修復后的襯管力學性能較低
適合半結(jié)構(gòu)修復
FIPP內(nèi)襯管屬于改性PVC材質(zhì)，其力學性能指標相對偏低，以排水管道主要彎曲彈性模量指標與玻纖樹脂固化材料作對比——熱塑內(nèi)襯材料彎曲彈性模量指標約為2000-3000MPa，而玻纖樹脂固化材料彎曲彈性模量指標約為10000-15000MPa。小管徑管道的全結(jié)構(gòu)性修復沒有問題，但對于管徑稍大的管道修復時，需要選擇壁厚較厚的內(nèi)襯材料，修復施工難度大大提高。
05對于滲水嚴重、底部積水狀況
管道預處理要求嚴格
對于存在滲漏嚴重或底部積水的管道來說，管道熱塑成型修復較其它內(nèi)襯修復技術(shù)對原管道滲漏和積水處理的要求會更高。
原因是如果滲漏點或積水區(qū)沒有處理妥當，當內(nèi)襯管整體加熱溫度達到臨界值時，但局部區(qū)域卻因積水或持續(xù)滲入的地下水影響，溫度未達到膨脹所需溫度，加壓后高溫區(qū)膨脹率大，而局部卻因溫度低而膨脹率較低，冷卻后還可能發(fā)生回彈等現(xiàn)象。
上圖為在重慶對DN400排水管道實施熱塑成型修復。
不管是原位固化、螺旋纏繞、原位熱塑成型還是其他修復工藝，每一種方法都有其獨特優(yōu)勢和適用范圍，面對現(xiàn)實問題時需綜合考慮，選擇最為合適的工藝和方法。工藝技術(shù)的發(fā)展沒有終點，路還漫長，我們需要繼續(xù)拓展，不斷精進。
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