20多年來，亞利桑那州圖森市的QuakeWrap Inc.在開發一種使用纖維增強聚合物材料的基礎設施修復解決方案。該公司的大直徑復合材料管道“StifPipe”，目前正在密歇根州底特律市最新的污水基礎設施項目中安裝。該FRP管道直徑達到了16英尺（4.87米）。

競爭優勢顯著

QuakeWrap于2016年首次推出StifPipe，當時它獲得了美國土木工程師協會創新獎。從那時起，從波多黎各到澳大利亞，StifPipe已經在全球范圍內的應用中使用，但之前的項目都沒有像底特律的應用那樣大規模地使用StifPipe。在底特律安裝的管道直徑16英尺，厚度只有2英寸（5.08厘米）。

據悉，該管道的比強度是市場上任何管子中最高的，這使得它非常輕，而且不會腐蝕。對比使用較厚的、由較弱材料制成的壁襯，后者容易失去水力能力（廢水的最佳流量）。這是非常致命的，特別是需要輸送大量的液體或水時。

StifPipe的管壁由12層材料組成——4層碳纖維、6層玻璃纖維和2層專有芯材。2英寸厚的材料支撐著一個管道，這個管道的大小足以容納一架波音737的機身，而且還有4英尺的空隙。同樣直徑的混凝土管要有相當的強度，它的厚度必須在18英寸左右。

2019年針對該地區的一部分管道進行了檢查，這些管道從底特律的一個大型泵站輸送污水。在發現需要修復的老化部分后，污水處理區決定對直徑17.5英尺的管道進行修整。這些管道輸送了底特律一半以上的廢水，因此在重新鋪設管道的過程中，它們不可能被永久關閉。相反，污水每天只能暫時關閉部分時間。這樣就沒有足夠的時間來修復管道，因此團隊成員尋找可以在地面上制造和組裝的管道技術，然后將其放入污水系統中，并使用滑襯工藝進行安裝。

根據QuakeWrap的說法，StifPipe的主要優點之一是相對輕便，這使得安裝更容易。每英尺重量約為450-500磅，約是混凝土和鋼鐵重量的10%，不到工廠制造的玻璃纖維夾砂管重量的25%。這在施工過程中得到承包商的喜愛。

在該項目的三種技術中，StifPipe是第二種安裝的技術。白天，原來的管道被暫時關閉。承包商將替換的管道通過地下的通道輸送到位，然后將它們端到端與原始管道對齊。StifPipe的輕量化設計，安裝甚至不需要千斤頂設備。在將StifPipe分段加載到位后，將直徑16英尺的StifPipe與直徑17.5英尺的原管之間的環形空間填充輕質混凝土。晚上，管道系統重新打開，污水連夜從泵站流出。

StifPipe的輕量化特性在運輸過程中也具有優勢。在現場的芯軸上制造后，用低間隙拖車運到底特律，一次兩根。當管道長度保持在14英尺，兩端堆疊在一起時，兩根管道可以同時安裝在拖車上，同時還能保持15.5英尺高的橋梁和立交橋的足夠間隙。底特律項目總共使用了13節這樣的管道。

盡管目前使用StifPipe需要在現場制造部件并將其運送到安裝位置，但StifPipe也可以使用濕式鋪層方法在現場制造和安裝。在明尼阿波利斯的一個項目中，StifPipe材料通過一個標準人孔被運送到100英尺深的隧道中。然后，進行鋪層并固化，形成一個直徑12英尺的修復管道。

在北卡羅來納州杰克遜維爾的海軍陸戰隊勒朱恩基地的另一個項目中，用于StifPipe的材料包裹在現有管道的外部，并在現場進行固化。QuakeWrap目前正與美國運輸部合作進行一個石油和天然氣管道維修項目，在該項目中，另一種名為SuperLaminate的碳纖和玻纖復合材料產品將像氣球一樣在輸油管內充氣，并在幾英里遠的地方安裝。