在城市地下管网维护中,紫外光固化整管修复技术(UV-CIPP)凭借“非开挖、高效、持久”的特点成为行业焦点。但对于许多工程单位而言,这项技术的核心难点在于:如何标准化施工流程?需要哪些专业设备支撑? 本文将通过全流程拆解+关键设备解析,带您彻底掌握这项技术的落地要点。
一、施工全流程揭秘:7大步骤环环相扣
紫外光固化修复绝非简单的“拉入软管、照灯固化”,其标准化流程包含以下关键环节:
1. 管道检测与评估(耗时:2-4小时)
CCTV机器人精准诊断:
搭载高清摄像头、激光雷达的检测机器人深入管道,生成360°全景图像,定位裂缝(精度±1mm)、腐蚀点、接口错位等问题。
关键指标:检测分辨率≥1080P,定位误差<0.5%。
结构完整性评估:
通过管道变形率(≤15%可修复)、环刚度损失率(>30%需预处理)等参数,判断是否适用UV-CIPP技术。
2. 管道预处理(耗时:4-8小时)
高压水射流清洗:
采用200-300bar高压水枪清除管内淤泥、结垢及树根侵入物,清洗后管道残留物厚度需<2mm。
局部修复预处理:
对塌陷段使用气压/液压胀管器扩径,恢复通径至原管径的85%以上;
严重变形处采用机器人切割或铣削,确保内衬软管顺利通过。
3. 树脂浸渍软管制备(工厂预制/现场处理)
材料选择:
基材:高强度玻璃纤维编织软管(抗拉强度≥300MPa);
树脂:光固化环氧树脂(耐温-20℃~80℃)或不饱和聚酯树脂(成本低,适用常温环境)。
真空浸渍工艺:
在密闭负压环境中将树脂注入软管,浸渍率需达65%±5%,避免气泡或干斑。
数据参考:DN800软管浸渍耗时约45分钟,树脂消耗量18-22kg/m。
4. 软管拖入与充气定位(耗时:1-2小时)
牵引就位:
利用卷扬机将软管从检查井拖入旧管道,拖入速度控制在5-10m/min,防止褶皱。
气压反胀定位:
充入0.15-0.3MPa压缩空气,使软管均匀膨胀并紧贴旧管内壁,褶皱高度需<3mm。
5. 紫外光固化成型(核心阶段,耗时:6-12小时)
紫外灯链参数:
波长:365nm(最佳树脂激活波段);
功率:每米灯链功率1.2-2kW,总长度需覆盖修复段。
固化过程控制:
灯链移动速度:1-3m/min(根据管径调整);
温度监测:管内温度维持在40-80℃,防止树脂碳化;
光强校准:实时监测紫外光强≥3000mJ/cm²。
6. 端口处理与密封(耗时:1-3小时)
精准切割:
用电动切割机或水力刀切除两端多余内衬,切口平整度误差<1mm。
接口密封:
采用环氧胶粘剂(抗剪强度≥10MPa)或法兰连接,确保与原有管道无缝衔接。
7. 质量验收与报告(耗时:2-4小时)
CCTV复检:
内壁光滑度(摩擦系数≤0.01)、无气泡、无分层为合格。
闭水试验:
注水加压至1.5倍工作压力,保压30分钟,渗漏量≤1.25L/m²·h。
二、设备清单解析:7类核心装备缺一不可
紫外光固化修复需要专业化设备矩阵支撑,以下是关键设备的技术要求与功能说明:
设备类型 功能要求 性能参数示例
紫外光固化系统 提供均匀且稳定的紫外光源,控制固化温度与速度 功率20-80kW,温控精度±2℃,移动速度可调
CCTV检测机器人 高清摄像、激光测距、自动生成损伤报告 分辨率4K,测距精度±1mm,IP68防水
树脂浸渍设备 真空环境下均匀浸渍树脂,避免气泡 真空度≤-0.095MPa,浸渍速率2-5m/min
高压清洗系统 清除管道内顽固沉积物 压力200-400bar,流量60-100L/min
软管拖入装置 平稳输送软管,防止扭曲或划伤 牵引力10-30kN,速度控制精度±0.1m/min
智能控制系统 实时监测光强、温度、气压,自动调节工艺参数 PLC控制,数据采样频率≥10Hz
端口处理工具 精准切割内衬,实现接口密封 切割精度±0.5mm,适用管径DN150-DN2000
三、施工难点与解决方案
难点1:大管径(DN≥1200)固化不均匀
解决方案:
采用多组紫外灯链并行照射,增加反射罩提升光能利用率;
分段固化,每段长度≤6m,确保温度梯度可控。
难点2:弯曲管道内衬贴合不紧密
解决方案:
使用柔性更高的玻纤软管(弯曲半径≥1.5倍管径);
充气时分段加压,先固定弯头部位再处理直管段。
难点3:树脂固化后出现气泡
预防措施:
浸渍阶段真空度维持≤-0.09MPa,时间≥40分钟;
拖管前检测软管表面,剔除已有气泡的区段。
四、成本与效率数据参考
以DN800污水管修复100米为例:
设备投入:约200-300万元(紫外固化系统占60%以上);
单项目施工成本:
材料费:8-12万元(树脂+软管);
设备折旧:1.5-2万元;
人工费:3-5人/班组,合计0.8-1.2万元。
综合成本:约1200-1800元/米,较传统开挖节省40%以上。
五、未来设备升级方向
智能化:AI算法自动匹配树脂配方与固化参数,减少人工干预;
轻量化:模块化设计使设备总重降低30%,适应狭窄工地;
绿色化:光伏储能系统供电,实现施工过程零碳排放。
结语
紫外光固化整管修复技术的成功应用,离不开标准化流程与专业化设备的双重保障。对于工程团队而言,掌握核心施工要点、配备高精度设备,是确保修复质量、降低成本的关键。随着设备智能化升级与工艺优化,这项技术将在城市管网更新中发挥更大价值。
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