城市给水管网是现代化城市建设的核心基础设施，对保障城市居民生活用水、工业生产用水及公共服务用水的稳定性与安全性起着关键支撑作用。本文详细介绍紫外光固化非开挖修复技术的流程，总结该技术施工快速、整体性强、对供水影响小等优点，并指出其在给水管网应用中的短板和改进方向，为城市给水管网的高效修复与长效运行提供技术参考。

引言

市政管线的维修可根据需不需要挖方可分为挖方维修与非挖方维修。在城市建设中，特别是在大型城市的商业中心区，基坑工程施工对周边的交通、社会环境等造成了极大的影响，同时也带来了巨大的综合费用。因此，研究一种既能保证治理效果又能保证治理效果的地下洞室治理方法是十分必要的。其中，紫外光（Ultraviolet Light, UV）固化修复是一种常见的非挖方修补技术，具有安全性能好、对环境损害小、施工周期短、对交通影响小、综合社会成本低等特点。UV 固化修复不仅可以满足现代管道修复的技术和环境要求，而且它在效果和成本上也更加合适，可以达到预期的良好修复效果。

01  紫外光固化非开挖修复技术流程

UV 固化非挖掘修复工艺，是利用机械牵引，将感光性玻璃纤维内衬软管拖入到被修复的管道中，注入压缩空气，使内衬软管膨胀，膨胀的内衬软管与被修复的管道内壁紧密地贴合在一起，再利用 UV 灯的照射，使内衬软管中的玻璃纤维织物在管道内部固化成型，从而形成高强度的内衬玻璃纤维新管的管道修复技术 。紫外光固化内衬修复技术工艺施工图流程主要有：施工准备、软管拉入、安装扎头、拉入灯链、软管固化和端口处理 6 个阶段 。

紫外光固化内衬修复技术工艺施工流程图

1.1  施工准备

施工前的准备工作主要是对管线进行预处理，并对管线进行合理的布置，其中包括对管线进行必要的疏通，对管线进行倒排，对管线进行预处理。其中，交通疏导工作要根据地方政府及交通主管部门的要求进行。管路倒封通常为气袋加砖墙的组合形式，在情况比较复杂的情况下，需经设计验算 。管线的预处理工作主要有清除障碍、修补渗漏、修补破损、修补塌陷等。UV 固化技术的管道在经过前处理后，应该保证在管道中没有沉积物、垃圾及其他障碍物，也不存在会影响施工的积水和渗水现象；管表面必须清洁，不能有任何附着物、尖锐的毛刺，不能有任何会影响内衬的杂物。

1.2  软管拉入

软管拉入主要包括拉入底膜和拉入内衬管 。拉入底膜的作用是保护修复材料，并减少软管拉入管道时的摩擦力。操作步骤包括预先铺设一条牵引绳，铺设底膜，并将其固定在管道底部。底膜长度要控制在两端，每端都要比旧管道高出 800mm，方便后续的扎头安装。拉入内衬管的操作包括将软管折叠并套上布带，用 U 型环将布带与提升机的钢索相连，并将软管拖入井中，直到分配器到达提升机的井眼。牵引时要保证牵引力不超出最大牵引力，并可涂抹可生物降解的润滑油。在拖拽衬里胶管时，应将搭接部位向上，并以适当速度进行拖拽。其中，拉入内衬管要注意衬里的装订，不能直接暴露在太阳下，以保证质量。不同管径紫外光修复内衬管允许的最大拉力值对照见表 1。

1.3  安装扎头

扎头布应该覆盖在被修管线中间有暗井、中间井或支承插口或破裂超过 15cm 的部位 。套上时要保证扎头布的套长 20~25cm，扎头布的缝口要对着管子的底部，而在管子外面的扎头布要从里到外将扎头布翻过来和上面的 5cm 叠在一起。在衬里嵌入和固化完毕之后，从支管套中取样。

1.4  充气、拉入灯链

将照明链条与硬化电缆相连接，然后将其排放到排水沟中。利用压缩空气，将内衬膨胀，这样就可以将灯链穿入其中，而不会损伤内衬。要仔细地把灯光链条拖进衬里，以保证轮子或灯光链条部分不会损伤到内层。有些时候，为了使水管位置重置，需要多次中断引线。公称尺寸 DN500mm 以上时，拉入灯链可以使用空气锁的方式进行。空气密封装置将被安装在针尖的外部。扎头盖需提前取下。可将紫外线灯串导入空气舱。然后，在适当的压力下，把紫外线灯放进管子里。为了保证全断面的均匀硬化，紫外线灯应该总是位于中心。对于椭圆管，要根据其外形选用合适的灯座。此外，紫外灯必须干净，并且输出合适的紫外线（UVA，波峰 360~400nm）。要以内衬管的公称直径为基础来选择灯链的规格型号，因为不同的厂家，内衬材料的组成和生产工艺都不一样，所以对灯链的要求也有一定的差异，可以向设备厂家咨询，以便对其进行验证。例如某品牌灯链相应的技术参数如表 2 所示。

表1  不同管径紫外光修复内衬管允许的最大拉力值对照

表2  不同管径内衬管灯链选择对照

1.5  软管固化

软管拉入主要的工作内容包括三个阶段：内衬管的定位校准、内衬紫外光固化、光固化后去除内膜 。内衬管道的定位校准主要利用压缩空气进行逐渐提升，并通过摄像机进行肉眼观察矫正。在定位阶段加压分为 3~5 次完成，每次以 0.02bar/min 的增压缓慢定位，稳压 5~7min。在紫外光源开启前，需确保内衬定位校准正确，并且灯链全部拉入，下水道中无人。UV 灯从尾部开始逐个开启，时间间隔视灯泡个数和功率而定。在光照下会产生化学反应而产生热量，故内衬表面温度不应低于 80℃或 130℃。在 UV 灯经过时，需要连续测试表层温度，并根据情况进行降温，防止温度过高。最后，调整紫外光固化速度，使内衬管道固化完成后，去除内膜即可。

1.6  端头处理

内衬起始段和终端打开后，内衬管凸出原管道 2~3cm，然后将多余内衬切割。对于盲井，上部的内衬必须移除，一直移到给水管道的底部。被切断的内衬管子将被用来做后面的试验。

紫外光固化内衬非开挖管道修复

02  紫外光固化非开挖修复技术的优点

2.1  利于实施

当前许多城市，尤其是北上广深等一线城市，市区繁华，地下管线错综复杂，市政给水管道埋深较深。因此，在现场进行开挖操作难度极大，经常受到严格限制。紫外光固化修复工艺是一种非开挖修复工艺，可在不开挖的前提下对现状给水管道进行修复。该工艺具有高实施性，适用于对大部分给水管道的修复，且受制约条件较少。

2.2  整体性强

对给水管道进行紫外光固化修复时，通常以井段为单位进行操作，实现一次性修复整个井段，进而使得整个井段没有接头，成为一个完整的管道。根据实验和考虑到玻璃纤维内衬软管的制作和运输问题，理论上，单次修复长度最长为 240m。

2.3  施工便利

采用的玻璃纤维内衬软管在材料加工厂进行制作，在施工前只需根据待修复管道的长度和管径提前裁切好软管。这样可以直接将软管运到现场进行施工，无需进行现场加工。紫外光固化修复设备的自动化程度也很高，包括紫外线灯架、空压机、全自动紫外线电缆转盘、操作控制系统、监测系统等全部装在集装箱卡车内，整体运输。这种方式不仅节省了现场准备时间，而且提高了施工效率。

03  紫外光固化非开挖修复技术的短板

3.1  成本较高

紫外光固化修复工艺在实际应用中仍然存在一些技术短板，如玻璃纤维内衬软管的制作加工。早期使用的各种管径的玻璃纤维内衬软管都是从国外进口的，需要提前订货，加上运输时间和到货时间很长，为了避免现场出现没有可用的内衬软管的情况，内衬软管通常需要提前批量采购并存放在有固定厂房的地方。然而，进口材料、高昂的运费以及厂房租金等因素使得紫外光固化修复的工程造价非常高。经过经验积累和科研人员的不断探索和研发，600mm 管径以下的内衬软管已经实现了国产化，紫外光固化修复的施工成本也显著降低了。

3.2  环保性不足

在存放和施工中，玻璃纤维内衬软管会散发出明显的气味，长时间接触这种气味容易导致头晕。这说明玻璃纤维内衬软管的制作在环保方面还有待进一步提高，需要对制作过程和材料进行改进，减少对环境的影响。这也提醒着紫外光固化材料的研究与开发人员，在实现产品性能优化的同时，要充分考虑环保问题，尽量减少对人体和环境的不良影响。只有在兼顾好产品性能和环保问题的前提下，紫外光固化材料才能以更健康、环保的方式为城市给水管道进行修复和保养。

3.3  基底要求高，准备工作繁杂

紫外光固化修复对需要进行修复的管道的基底要求非常高，要求玻璃纤维内衬软管与待修复管道的内壁紧密贴合。由于待修复的排水管道经过多年的运行，内壁常常被污水冲刷和腐蚀，导致管道内壁出现露筋、露骨料等情况，内壁凹凸不平。为了解决这个问题，在穿入内衬软管之前必须对管道内壁进行基底处理，通常采用砂浆喷涂等方式对管道内壁进行处理，使管内壁平整。因此，前期管道清淤、基底处理时间较长。这种管道基底处理的工作量较大，但是对于紫外光固化修复工艺而言，它是不可或缺的。只有让玻璃纤维内衬软管与待修复管道内壁紧密贴合，才能保证修复效果和修复后管道的性能。

04   结语

在新技术的推广和应用过程中，紫外光固化非开挖修复技术是一项非常有前途和潜力的技术。该技术可以提高管道维护保养的效率和质量，减少施工时间和成本，降低污水对环境的影响，推进现代化城市的绿色发展。然而，该技术还面临着一些挑战和不足，如环保性、适用范围、材料强度和耐久性等方面的限制。因此，未来需要加强对该技术的深入研究和实践应用，完善技术体系和操作规范，提高技术水平和安全保障能力。同时，政府和企业也应加大对该技术的支持和投入力度，推动技术创新和产业发展，为社会公众提供更加安全、高效、便捷的给水管道维修服务。

（来源：熵澜水务研究）