一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法与流程

本发明属于建筑施工领域，涉及一种污水管道管片内衬的施工方法，具体涉及一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，用于地下污水管网工程的施工。

背景技术：

随着盾构隧道技术（即盾构法）的日益完善，它在污水管道中的应用日益增多。我国城市现行的下水道设施中，无论是管渠还是污水处理都是混凝土构筑物。但是由于污水隧道内的污水中含有大量的盐溶液、重金属溶液、CH4、CO2及H2S等化学成分，对混凝土及钢筋具有一定的侵蚀作用，会影响隧道的正常使用寿命。因此研究如何防止这些构筑物在污水状态下被腐蚀，并尽可能延长下水道设施的使用寿命，具有非常重要意义的。

公开号为CN 105257947A的中国发明专利公开了一种大直径管道翻转内衬施工方法，该方法通过将树脂浸渍后的纤维增强复合软管通过气压或水压翻转送入管道中，使树脂浸渍内衬软管与盾构管片内壁粘合，然后再固化形成防渗、防腐且力学性能良好的内衬结构。利用该方法进行内衬结构施工不仅功效高，防腐时间长且相对于传统混凝土二次结构大大增加了管道的过水断面，然而该方法步骤繁多，工艺复杂而耗时多，不利于提高施工速度。公开号为CN 1098485A的中国发明专利公开了一种长距离金属管道内衬塑膜管防腐施工方法，使用塑料膜为防腐密封材料，经过金属管道预处理，涂底胶、涂粘结胶、衬贴塑膜管、密封粘结法兰面等施工工艺，使得金属管道内防腐达到要求，涂底胶为环氧树脂、低分子聚酰胺、硬化剂、吸潮剂、触变剂和增粘剂等组成；尽管该方法施工简单、成本较低，然而环氧树脂的防腐性能有待提高。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种施工简单、成本较低的基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，它包括以下步骤：

（a）用环氧树脂对盾构管片上的孔洞以及管片间的缝隙进行封堵；

（b）打磨盾构管片内弧面，使盾构管片内部孔隙外露；

（c）在盾构管片内弧面喷涂聚苯胺/环氧树脂混合涂料，固化形成保护涂层即可。

优化地，所述步骤（a）中，用环氧树脂进行封堵后，再采用砂浆填补找平，使得砂浆平面相对盾构管片内弧面向外凹。优选地，使得砂浆平面相对盾构管片内弧面向外凹1~2mm。

根据本发明的一个具体且优选方面，步骤（c）中，所述聚苯胺/环氧树脂混合涂料包含环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺，其质量比为1：0.9~1.1：0.04~0.06。优选地，所述环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1：1：0.05。

根据本发明的一个具体且优选方面，所述保护涂层的粘接强度为3~4MPa，冲击强度＞500N•cm，抗渗压力＞10MPa。优选地，步骤（c）中，所述保护涂层包括渗透至盾构管片内的底胶层以及形成在底胶层表面的面胶层。优选地，所述底胶层的喷涂量为18.8~19.3m²/L，渗透厚度为1~4mm；面胶层的喷涂量为12.5~13m²/L，涂层厚度为0.2~0.5mm。

根据本发明的一个具体且优选方面，所述步骤（b）中，采用磨光机或其它打磨设备对盾构管片的内弧面进行打磨，清洁至没有残留物。

优化地，所述步骤（a）中，用环氧树脂进行封堵前，以盾构管片混凝土结构为基础，注入聚氨酯改良土体以构建土体的防水防线。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，通过采用环氧树脂封堵、盾构管片内弧面打磨和固化形成保护涂层的施工步骤，施工工艺更加经济、简单、快捷，增加了管道内部有效利用面积，涂层对污水流动阻力更小，加快了排污速度；而且保护涂层具有优异的成膜性和防腐性能，能有效阻隔污水管道中酸、碱、盐对钢筋混凝土管片的腐蚀。

附图说明

附图1为本发明基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法中盾构管片的结构示意图；

附图2为附图1的A-A剖示图；

附图3为附图1中B位置的局部放大图；

其中：1、盾构管片；2、保护涂层；3、注浆孔；4、螺栓孔；5、面胶层；6、底胶层；d1、底胶渗入厚度；d2、环氧树脂填充时内凹厚度。

具体实施方式

本发明基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，它包括以下步骤：（a）用环氧树脂对盾构管片1上的孔洞（注浆孔3、螺栓孔4等）以及盾构管片1间的缝隙（管片间的纵缝）进行封堵；（b）打磨盾构管片1内弧面，使盾构管片1内部孔隙外露；（c）在盾构管片1内弧面喷涂聚苯胺/环氧树脂混合涂料，固化形成保护涂层2即可。通过采用环氧树脂封堵、盾构管片1内弧面打磨和固化形成保护涂层的施工步骤，施工工艺更加经济、简单、快捷，增加了管道内部有效利用面积，涂层对污水流动阻力更小，加快了排污速度；而且保护涂层2具有优异的成膜性和防腐性能，能有效阻隔污水管道中酸、碱、盐对钢筋混凝土管片的腐蚀。

所述步骤（a）中，用环氧树脂进行封堵后，再采用砂浆填补找平，使得砂浆平面相对盾构管片1内弧面向外凹；优选地，使得砂浆平面相对盾构管片内弧面向外凹1~2mm；避免后续对盾构管片1打磨时对环氧树脂和砂浆造成破坏。步骤（c）中，所述聚苯胺/环氧树脂混合涂料包含环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺，其质量比为1：0.9~1.1：0.04~0.06，这样能够使保护涂层2具有优化的成膜性和防腐性能；当其质量比为最佳配比1：1：0.05时，保护涂层的性能最优。所述保护涂层2的粘接强度为3~4MPa，冲击强度＞500N•cm，抗渗压力＞10MPa；步骤（c）中，所述保护涂层2优选包括渗透至盾构管片内的底胶层5以及形成在底胶层5表面的面胶层6，这样能使底胶层5更好的发挥粘结性能并对盾构管片1内部孔隙进行填补增加其抗渗性能。在喷涂时，使用高压无气喷涂机将聚苯胺/环氧树脂混合涂料喷涂至盾构管片1内弧面，先喷涂一层形成底胶层5（底胶层5的喷涂量优选为18.8~19.3m²/L，渗透厚度优选为1~4mm）；待其半干后（不黏手）再喷涂形成面胶层6（面胶层的喷涂量优选为12.5~13m²/L，涂层厚度优选为0.2~0.5mm；面胶层6要保证其涂层表面致密、均匀、平整、光滑，在保证成膜质量的前提下减小粗糙系数提高管道过污水能力。所述步骤（b）中，采用磨光机或其它打磨设备对盾构管片的内弧面进行打磨，清洁至没有残留物，从而保证保护涂层2的质量。所述步骤（a）中，用环氧树脂进行封堵前，以原有钢筋混凝土结构为基础，注入聚氨酯改良土体以构建土体的防水防线，即在安装污水管道之前对土体进行改良，构建第一道防水防线。

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，它包括以下步骤：

（a）采用盾构法在土体中施工挖取隧道或洞体，将盾构管片1置于该隧道或洞体中并组装成柱形污水管道防止土体坍塌；通过二次注浆技术向土体中注入聚氨酯对其进行防水改良，构建以盾构管片1的钢筋混凝土结构自防水为基础，结合土体防水改良的防水防线，这样能够避免土体中的水渗入盾构管片1中，从而避免后续制得的保护涂层2在水的重力作用下从内弧面剥离而使用寿命减少的情况；注浆完成后用环氧树脂对盾构管片1上预留的注浆孔3、螺栓孔4等孔洞进行封堵并对盾构管片1的纵缝进行嵌缝处理，形成多道防水防线，防止外界水体渗入对盾构管片1内弧面上形成的涂层造成破坏；在用环氧树脂进行封堵和嵌缝处理时，不要与盾构管片1内弧面抹平，要向盾构管片1外壁方向凹d2（1mm）左右（如图3所示），避免后续盾构管片1打磨刮毛时对其造成破坏；

（b）采用磨光机或其它打磨设备对盾构管片1内弧面进行打磨、刮毛，对打磨、刮毛后的内弧面进行清理，确保没有粉末等残留物，使得盾构管片1内弧面孔隙外露，以便让后道工序中喷涂的底胶5能更有效的渗透至管片内部，使底胶5更好的发挥粘结性能并对管片内部孔隙进行填补，增加其抗渗性能；

（c）配制聚苯胺/环氧树脂共混涂料：在环氧树脂和聚酰胺固化剂混合乳液中掺入聚苯胺，均匀混合后形成乳液状的成膜涂料，其中环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1∶1∶0.05；在盾构管片1打磨、刮毛后的内弧面喷涂聚苯胺/环氧树脂混合涂料，固化形成保护涂层2：用高压无气喷涂机将聚苯胺/环氧树脂混合涂料喷涂至盾构管片1内弧面，先喷涂一层底胶层5，涂量约为18.8m²/L，渗透厚度约为1mm；待其半干不黏手后再喷涂面胶层6，喷涂量为12.5m²/L，涂层厚度约为0.2mm；底胶层5和面胶层6组成保护涂层2，使得其表面致密、均匀、平整和光滑；最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa，冲击强度为520N•cm，抗渗压力为10.5MPa。

实施例2

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，其步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤（c）中，乳液状的成膜涂料中，环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1：0.9：0.04；最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa，冲击强度为520N•cm，抗渗压力为11MPa。

实施例3

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，其步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤（c）中，乳液状的成膜涂料中，环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1：1.1：0.06；最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa、冲击强度为520N•cm、抗渗压力为11.2MPa。

实施例4

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，其步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤（c）中，乳液状的成膜涂料中，环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1：0.9：0.04；底胶层5的涂量约为19m²/L，渗透厚度约为2.8mm；面胶层6的喷涂量为12.8m²/L，涂层厚度约为0.3mm；最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa，冲击强度为520N•cm，抗渗压力为11MPa。

实施例5

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，其步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤（c）中，乳液状的成膜涂料中，环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为1：1.1：0.06；底胶层5的涂量约为19.3m²/L，渗透厚度约为2.8mm；面胶层6的喷涂量为13m²/L，涂层厚度约为0.3mm；最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa、冲击强度为525N•cm、抗渗压力为11.3MPa。

对比例1

本实施例提供一种基于盾构法的防渗防腐污水管道管片内衬的施工方法，其步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤（c）中，乳液状的成膜涂料中仅含有质量比为1：1的环氧树脂和聚酰胺固化剂，最终测得保护涂层2的最终测得保护涂层2的粘接强度为3MPa，冲击强度为520N•cm，抗渗压力为8MPa。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。