行車道范圍內(nèi)廢棄管道泡沫混凝土封堵施工

李寧

（中交路橋建設(shè)有限公司，北京 100027）

0 引言

管道廢棄是市政管道管理中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。在市政工程建設(shè)過程中，由于市政工程建設(shè)需要進(jìn)行現(xiàn)有管道改遷且原有管道無其他潛在用途時(shí)，原有管道即成為廢棄管道。市政工程中的廢棄管道主要有污水壓力管、輸水管、污水管、自來水管、雨水管等，而管道廢棄后上部可能存在既有建筑、道路等，管道廢棄后在上部結(jié)構(gòu)荷載的影響下，可能產(chǎn)生破損沉降，導(dǎo)致地面沉降或塌方、地陷事故，影響地面建筑的安全。因此需要對原廢棄管道進(jìn)行處理，防止對未來土地利用造成不良影響。在公路工程中，由于路面改擴(kuò)建原因造成的管道廢棄比較常見，本文以浙江省某公路改造工程為例，介紹行車道范圍內(nèi)的廢棄管道處理施工工藝，分析比較挖除破碎和封堵注漿兩種工藝的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，以期為今后工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

1 處理方案

針對廢棄管道處理，主要采用兩種處理方式，挖除破碎或者封堵注漿。

1.1 挖除破碎

挖除老管道及檢查井等附屬設(shè)施后，回填級配碎石采用明挖法，設(shè)鋼板樁圍護(hù)或設(shè)1:0.75～1:1 的坡率進(jìn)行開挖，將原老管道及檢查井等附屬設(shè)施挖除后，分層回填級配碎石，采用小型振動(dòng)壓路機(jī)和強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行分層夯實(shí)。挖除破碎能夠徹底消除廢棄管道對未來土地利用的不良影響，但工程量大，成本高，且對既有工程施工產(chǎn)生較大影響，甚至在部分既有建筑地區(qū)無法實(shí)施。

1.2 封堵注漿

保留老管道，填充C15 素混凝土/泡沫混凝土采用高壓泵送流動(dòng)度在160～200mm C15 素混凝土或泡沫混凝土達(dá)到自密實(shí)的效果。相比較而言，封堵注漿方法施工周期短，成本適中，受上部既有結(jié)構(gòu)影響小的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中有廣泛的應(yīng)用。

下面以公路工程行車道下方廢棄管道為例，簡要說明這兩種處理方法的施工要點(diǎn)。

2 重要材料及技術(shù)要求

2.1 泡沫混凝土特性

（1）輕質(zhì)性。泡沫混凝土內(nèi)含有大量閉合泡沫，且泡沫閉合內(nèi)部不含水分，配合比設(shè)計(jì)過程中調(diào)整泡沫含量可根據(jù)需要將泡沫混凝土重度控制在3～18kN/m3，從而有效降低結(jié)構(gòu)自重。

（2）強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性。配合比設(shè)計(jì)中水泥含量、氣泡摻量的變化，除了改變泡沫混凝土重度外，還可對其強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，常用泡沫混凝土強(qiáng)度在0.3～5.0MPa 范圍內(nèi)。

（3）高流動(dòng)性。泡沫混凝土內(nèi)的大量氣泡有較好的潤滑作用，可明顯提高其流動(dòng)性能，便于泵送施工，現(xiàn)有技術(shù)條件下可實(shí)現(xiàn)垂直100m，水平500m 遠(yuǎn)距離泵送。

（4）固化后的自立性。與其他填充土體相比，泡沫混凝土中的水泥初凝后有較高的強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)填充物固化自立和垂直填筑，大大減小擋土結(jié)構(gòu)的荷載，在橋背和擋土墻填充物中有明顯優(yōu)勢。

（5）減震性能好。泡沫混凝土中的孔隙還具有較好的緩沖作用，可有效吸收沖擊能量，對橋梁減震有較好的效果。

（6）防水性能強(qiáng)。泡沫混凝土內(nèi)含有大量閉合氣泡，這些氣泡減少水分滲透通道，可將泡沫混凝土透水系數(shù)降低至10-5cm/s 量級，使其具有一定的防水性能。

（7）耐久性能好。泡沫混凝土為水泥基材料，具有與水泥混凝土接近的耐久性能。

（8）良好的隔熱、隔音效果及抗凍融性能。泡沫混凝土中的封閉氣泡含量高，可有效隔絕熱量傳遞，減少聲波透射，且在凍融環(huán)境下有較好的體積伸縮性能，因此泡沫混凝土具有較好的隔熱、隔音、抗凍融性能。

（9）環(huán)保性能好。泡沫混凝土中的水泥基材料和發(fā)泡劑，均為無毒無害無揮發(fā)性的物質(zhì)，為環(huán)境友好型材料，生產(chǎn)和使用過程中均無環(huán)保隱患。

2.2 施工建議

（1）建議管材須滿足公路I 級荷載的要求。管道井采用級配碎石或宕渣回填，壓實(shí)度不小于96%，回填至距路基頂面80cm處，拔出鋼板樁后采用水密法密實(shí)。

（2）建議路床80cm 范圍采用級配碎石，采用機(jī)械壓實(shí)，分兩級填筑，每級設(shè)寬40cm 臺階，層間滿鋪一層土工格柵，格柵宜采用鋼絲格柵，拉伸強(qiáng)度不小于100kN/m，斷裂延伸率不大于3%。

（3）級配碎石進(jìn)行碾壓時(shí)，采用大型壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，一般規(guī)格為18～21t，采用橫向碾壓法靜壓，也可采用小型振動(dòng)壓路機(jī)（一般6t）。

（4）級配碎石的松鋪系數(shù)和松鋪厚度，單層壓實(shí)厚度不大于20cm，小型設(shè)備碾壓時(shí)不大于15cm，壓實(shí)度不小于96%，每層進(jìn)行卸料松鋪時(shí)，靠近邊緣應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)料，避免攤鋪不到位的現(xiàn)象。

2.3 材料要求

2.3.1 碎石

（1）級配碎石應(yīng)采用抗壓強(qiáng)度高、性狀穩(wěn)定的巖石，如石灰?guī)r、凝灰?guī)r等，不應(yīng)采用易風(fēng)化巖、膨脹性巖、崩解性巖、鹽化巖等，針片狀、片狀碎石顆粒含量不應(yīng)超過20%，石料壓碎值不大于30%。

（2）級配碎石不均勻系數(shù)宜大于10，曲率系數(shù)范圍宜為1～3，經(jīng)首件工程確定最佳級配范圍，無試驗(yàn)資料時(shí)顆粒組成可參考如表1 所示。碎石應(yīng)分檔存放，一般情況下宜采用廠拌形式。

表1 級配碎石顆粒組成范圍

2.3.2 泡沫混凝土

（1）提高泡沫穩(wěn)定性，延長穩(wěn)泡時(shí)間。穩(wěn)泡時(shí)間長的泡沫具有較高的液膜強(qiáng)度和較好的保水性能，可在較長時(shí)間內(nèi)保持泡沫完整，防止?jié)仓^程中泡沫破裂影響性能。

（2）提高泡沫均勻性。泡沫制備時(shí)應(yīng)保證泡徑差值在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，防止局部大直徑泡沫位置產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞整體結(jié)構(gòu)。

（3）泡徑越小越好，應(yīng)以0.1～1mm 為主。在原料、配方、設(shè)備、工藝等條件均相同的情況下，泡徑越小，泡沫混凝土強(qiáng)度越高，1mm 泡徑的泡沫混凝土與3mm 泡徑相比，強(qiáng)度可提高20%以上。

（4）泡沫泌水率越低越好，避免使用乳狀泡沫。主要是保證泡沫中的氣泡數(shù)量和泡沫混凝土的氣孔率，也就是保證泡沫混凝土的密度。

（5）泡沫對膠凝材料沒有負(fù)作用。泡沫混凝土中水泥基膠凝材料不會(huì)與泡沫發(fā)生反應(yīng)，不影響膠凝性能，即不會(huì)產(chǎn)生膠凝負(fù)作用。

2.4 關(guān)鍵施工工藝

2.4.1 管道開挖施工工藝

管道開挖采用明挖法，設(shè)1:0.75～1:1 的坡率進(jìn)行開挖，將原老管道及檢查井等附屬設(shè)施挖除后，分層回填級配碎石，采用小型振動(dòng)壓路機(jī)和強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行分層夯實(shí)。

在道路路床頂面鋪設(shè)一層鋼塑格柵，鋪設(shè)范圍為開挖邊界外100cm，鋼塑格柵縱向抗拉強(qiáng)度為大于100kN/m，橫向抗拉強(qiáng)度為大于80kN/m，極限延伸率小于等于3%。

2.4.2 管道回填施工工藝

①采用泡沫混凝土將檢查井封堵→②利用預(yù)留井抽排污水→③砂袋封堵→④從注漿孔填充泡沫混凝土600kg/m3，強(qiáng)度0.8～1MPa，流動(dòng)度200±10mm，待混凝土凝固自密實(shí)→⑤預(yù)留井泡沫混凝土封閉。

2.4.3 注漿封閉施工工藝

①起終點(diǎn)新建臨時(shí)基坑支護(hù)（需設(shè)置在分隔帶或綠化帶）→②砂袋及C15 混凝土兩端封堵→③中間各隔60m 處將老路臨時(shí)開挖至舊管頂，在舊管頂部切割（100-150）×（100-150）cm 的開口作為臨時(shí)注漿口，在兩個(gè)注漿口中間鉆孔（需保證管道完整性），插入①10cm 鋼管作為排氣孔→④從清淤注漿口處采用機(jī)械清淤及沖洗→⑤從注漿口填充泡沫混凝土600kg/m3，強(qiáng)度0.8～1MPa，注漿壓力為0.6～0.9MPa，流動(dòng)度200±10mm，待混凝土凝固自密實(shí)，排氣口出漿后停止注漿→⑥臨時(shí)開挖及基坑采用泡沫混凝土、C15 混凝土或級配碎石回填→⑦路基頂面鋪鋼塑格柵。

在注漿孔注泡沫混凝土前，需對填充物（泡沫混凝土或低標(biāo)號素混凝土）和管道淤泥進(jìn)行試驗(yàn)，假如淤泥的腐蝕性對泡沫混凝土的耐久性無較大影響則采用泡沫混凝土，否則采用C15 混凝土。

2.4.4 處理污水、輸水管（封堵）施工工藝

①起終點(diǎn)新建臨時(shí)基坑支護(hù)（需設(shè)置在分隔帶或綠化帶）→②砂袋C15 混凝土兩端封堵→③臨時(shí)開挖及基坑采用級配碎石回填→④路基頂面鋪鋼塑格柵。

2.5 質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）壓實(shí)度采用灌砂法進(jìn)行檢測。

（2）施工過程中，每層填筑均應(yīng)保存照片、影像資料。

（3）應(yīng)對每層壓實(shí)厚度進(jìn)行檢測，每層壓實(shí)厚度應(yīng)符合2.2（4）的要求。

（4）每1000m3填料應(yīng)進(jìn)行一次級配檢測，不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)應(yīng)滿足2.3.1（2）的要求。

（5）路基成形后實(shí)測檢測路基頂面彎沉。

2.6 施工注意事項(xiàng)

（1）在注漿孔注泡沫混凝土前，需對填充物（泡沫混凝土或低標(biāo)號素混凝土）和管道淤泥進(jìn)行試驗(yàn)，假如淤泥的腐蝕性對泡沫混凝土的耐久性無較大影響則采用泡沫混凝土，否則采用C15混凝土。

（2）施工單位對污水管道須采用機(jī)械清淤，如需采用人工清淤，需做好防護(hù)措施，保證施工安全。

3 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹市政廢棄管道處理的挖除破碎和封堵注漿兩種施工工藝，包括管道開挖、管道回填、注漿封閉施工、污水處理、質(zhì)量檢測等施工工序和方法，以此為廢棄管道處理提供參考經(jīng)驗(yàn)。