特殊FRP加固修复漏损管道之新技术及应用

第3期2016年6月非开挖技术ChinaTrenchlessTechnologyNo．3Jun．，201631特殊FRP加固修复漏损管道之新技术及应用宋志远刘琼(1上海久坚加固科技股份有限公司，上海200050；2上海市建筑科学研究院，上海，200032)摘要：本文针对既有供排水管道的漏损缺陷或强度不足，介绍了一种安全可靠、性价比较高的解决方法一特殊FRP加固修复法(TF1LP)。采用轻质高强的特种纤维复合材料，直接粘贴于管道的内壁或外壁，修复漏损缺陷的同时，管壁得到加固，从而提升了管道的承载能力及耐久性。另外，该纤维复合材料系统按照美国、新加坡和英国标准均达到饮用水标准。本文同时介绍了工程实例，以期该技术能够在我国得到推广应用。关键词：管网漏损率、管道缺陷、非开挖、纤维复合材料加固修复1引言我国淡水资源短缺，人均水资源占有量约为2100立方米，为世界平均水平的四分之一。但是，最近针对国内408个大中城市的统计表明，其供水系统的管网漏损率平均为21．5％，最高漏损率达70％以上，水资源浪费巨大。而发达国家的管网漏损率早已低于10％，例如日本大阪1990年已为6．6％。管网漏损率(Leakagepercentage)是管网漏水量与供水总量之比。由于中国近几十年来热火朝天的城市化建设，城镇人口迅速增加，供水管道压力增大，管壁承载力不足、管道老化腐蚀、管材质量不过关、建设标准低、缺乏维护、“重地上建设，轻地下规划”等原因，导致爆管和漏水频率较高。供水管道的劣化漏损不仅增加了断水几率、漏损率和养护工作量，还影响管道寿命和供水水质，而要进行大规模供水管网改造更新将耗资巨大。对管道漏损，目前采用的方法有：重新开挖改设较大管径的管道，开挖更换新管道，胀破旧管(适合中小管道)，牵引换管法，新设水泥砂浆衬里法，新设环氧树脂衬里法，滑衬软管法，非开挖内插较小口径管道法，内衬钢板加固及CIPP翻转法。这些方法确实都能解决管道临时漏损问题，但均有局限或不足之处，有的需要大开挖施工复杂；有的仅仅起防渗隔断作用，并没有加固管道；有的方法不但减小了管径，而且会对水质造成新的污染。尤其是对直径大于1000mm的输供水管道，上述改造方式均造价不菲。本文介绍利用一种特殊FR材料对漏损管道进行加固修复的新技术，从该技术的用材、工艺和设计方法等角度展开讨论，展示了该项技术的优势。进一步结合成功经验，介绍其适用范围和加固修复效果，为该技术在我国的推广应用奠定基础。2特殊FRP加固修复技术fTFRP)2．1纤维复合材料介绍选用材料主要包括纤维布和环氧树脂胶：纤维布：芳纶纤维与特种玻璃纤维垂直编织的纤维布(美国TYFO牌)，纤维布的单层质量为llO0~m。环氧树脂胶：s或SW级水下专用环氧树脂(美国TYFO牌)上述两产品配套使用粘合而成的纤维复合材料，简称TFRP，经测试，单层纤维布与环氧树脂现场粘贴后的工作状态厚度为1．4—1．5mm的纤维复合板材，纤维复合板材的抗拉强度测试值为仆挖技术ChinaTrenchlessTechnology517MPa，弹模{为23．5(；Pa，延伸率2％、该纤维复合材料系统uf管道潮湿环境_卜I州化，}1-化后按照荚卫会／美罔刚家标准学会NSF／ANSI61标准，按新加坡产力j标准PSB，英同标准BS6920，均达到饮用水怀准、TFRP复合材料』J『J同系统多年来一直获得ICC—ES权威认利j_}】该TFRP系统，采用粘lJ!占、包裹方TJJI】僻道结卡勾，其钉如下典特点：(1)施1时柔，【IJ随意弯『H1缠绕，很便地加锷道转弯、-通及接部位，粘贴化后变为6史板状材料，单撇限抗批力超过3IIIlTI厚不锈钢板；(2)特殊的环氧树脂不仅可带水同化，还钢筋混凝土或铡结构具有较强的渗透结合能力，川l作、变肜训，充分利刖原管壁材料强度；(3)耐久性试验及I程实例征明，陔系统适合K期地l或水t}J环境下，且是绝缘材料，小会产l乜化学腐蚀；(4)粘lJ!占硬化后小渗透水汽，表面光滑，能JJII速水流2．2加同修复技术要点对丁“径火于1米的大[]径管道，无沦是混凝土管道，还是钢板螺旋焊接管道，在承Jfi能力小足或劣化渗漏的管道，川该纤维复合材料人I_粘贴花僻道的内(1)，自然条件下，48小时内复合材料强度达到最终强度的80％。粘贴僻道内的方法尤需开挖，但需要暂时停水、对丁小下1米的小口径管道，符道图1大口径管道加固示意图复台避村科外壁，抖j陔纤维复合材料TFRP进行~,ti01d,-lJil⋯(f、加『占1僻道外肇的方法需开挖，但无水酸麓瞎复绻材辩图2小口径管道加固示意图2．3设计依据¨前内没有相应的规范，依据美材料j试验f办会的规范AM¨216及美罔TYF()公个、标准，管道力IJ同汁箅需考虑现有管道的本指标：僻道材料、管径、管道当前椭网率、僻道水J