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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

不饱和聚酯树脂固化修复管道结构

有限元分析及应用展望

魏现昊
( 北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082)

摘要 ： 基于北京地区某 D1000 钢筋混凝土污水管不饱和聚酯树脂紫外固化修复，采用 SAP2000 软件建立了不同树脂内衬管
壁厚的分析模型，通过对组合结构内力对比及闭水试验结果，发现采用不饱和聚酯树脂固化修复破损混凝土管道，可有效提高管
道整体结构强度，随着内衬管壁厚的逐步增加，被加固混凝土管道的内力水平逐步降低。其作为固化修复材料防渗效果功能性检
验满足现行规范闭水试验的防渗要求。不饱和聚酯树脂可广泛应用于市政城市管道修复领域。
关键词 ： 不饱和聚酯树脂 ; 固化修复 ; 有限元 ; 城市管道
中图分类号 ： TQ323.4 文章编号 ： 1009-797X(2019)12-0010-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.12.003

市政排水管道是城市基础设施的重要组成部分， 进行了探讨。从现有资料看，采用不饱和聚酯树脂进
随着国家经济的发展、城镇化水平的提高，越来越多 行管道原位修复仍存在许多问题需进行分析研究，其
的排水管道敷设于城市道路下。由于使用寿命、介质 修复性能、力学原理的分析研究对不饱和聚酯树脂在
腐蚀、地基不均匀沉降、突发外力等因素，排水管道 市政行业管道修复的大量应用具有重要意义。
不可避免的出现破坏或渗漏事故。排水管道基本位于
城市市政道路下，开槽更换或修复工作往往需要临时 1 工程概况
占地、交通导行等工作，对社会和周边环境影响大周 以北京地区某 D1000 钢筋混凝土污水管不饱和聚
期长。 酯树脂紫外固化修复为研究对象，污水管管顶覆土 4.8
CIPP 管道修复技术是近年来出现的一种新型管道 m，污水管道建设时间为 2007 年，施工敷设方式为顶
非开挖修复技术，CIPP 是 Cured-In-Place Pipe 的缩 管施工，管材为钢筋混凝土钢承口管，管材等级为 Ⅲ
写，一般称为管道原位修复。其工艺原理为 ：采用拉 级。D402 钢管管幕施工时，将 D1000 污水管管体下
入或翻转（水压、气压）方法将树脂内衬管安装到待 部破坏，破损范围位于污水管下部，管幕由东向西侵
修复的旧管道中，采用热水、蒸汽、紫外线等方式中 入污水管内 ：长 39 cm、高 21 cm、宽 40.2 cm，呈半
的一种使内衬加热固化定型，形成一层坚硬的 “ 管中 圆柱体形状。破损管段单节管长度 3.0 m，破损位置
管 ” 结构，从而使已发生破损或失去输送功能的地下 位于单节管段纵向 1.0~1.5 m 范围，破损洞口中心位
管道在原位得到修复。CIPP 管道修复的树脂材料一般 于单节管段 1.25 m 处。
采用不饱和聚酯树脂（UP）、环氧树脂（EP）和乙烯 如图 2 修复措施分三个步骤，分别为孔洞清理 -
基酯树脂（VE），不饱和聚酯树脂工艺性能优良，可 孔洞封堵 - 不饱和聚酯树脂紫外固化。孔洞封堵采用
在常温下固化常压下成型，工艺性能灵活固化后树脂 TGRM 水泥基特种灌浆料，其具有较好的早强高强性、
综合性能好，在管道原位修复技术中应用广泛。 耐久性、耐腐蚀性及抗渗性，30 min 抗压强度≥10
不饱和聚酯树脂管道原位修复技术引进国内后在 MPa、 1~3 天抗压强度≥30~50 MPa。封堵处理完成后，
众多工程案例中得到实施，但其加固修复性能的相关 对破损区段全断面施作聚酯树脂，树脂层与砂浆基层
研究分析资料较少。李辉辉等 [1] 对紫外光固化修复技 贴合牢固。
术进行了论述，并以具体工程案例介绍了紫外光固化 作者简介 ：魏现昊（1987-），男，硕士研究生，一级注册
修复技术的材料、厚度设计、作业及检测工序中的注 结构工程师， 主要从事市政行业结构工程设计及研究。
意事项。范秀清等 [2] 对城市排水管道非开挖修复技术 收稿日期 ：2017-09-25
·10· 第 45 卷 第 12 期