快速灌漿技術(shù)對(duì)排污箱涵及PCCP壓力管線加固施工

楊育紅

【摘? 要】穿越西張僧河頂套管施工，上部需穿越排污箱涵及PCCP壓力管線，排污蓋板涵為漿砌石砌筑，底部距頂管頂部距離約3.8m。根據(jù)頂管施工安全要求，頂管覆土厚度不小于1.5倍的頂管外徑。該處在頂管施工過(guò)程中，由于基礎(chǔ)擾動(dòng)存在安全隱患，特需對(duì)頂管上部排污箱涵及PCCP管線土體做固結(jié)灌漿進(jìn)行加固處理。為確保土體加固效果，采用斜孔灌漿。

【Abstract】During the construction of casing crossing the top of Xizhangseng River， the upper part needs to pass through the sewage box culvert and PCCP pressure pipeline. The sewage cover culvert is built with mortar masonry， and the distance from the bottom to the top of pipe jacking is about 3.8m. According to the safety requirements of pipe jacking construction， the thickness of pipe jacking soil shall not be less than 1.5 times of the outer diameter of pipe jacking. In the process of pipe jacking construction， due to the potential safety hazard of foundation disturbance， it is necessary to reinforce the soil of the sewage box culvert on the top of pipe jacking and PCCP pipeline by consolidation grouting. In order to ensure the effect of soil reinforcement， inclined hole grouting is used.

【關(guān)鍵詞】頂管施工;灌漿;排污箱涵;PCCP

【Keywords】pipe jacking construction; grouting; sewage box culvert; PCCP

【中圖分類(lèi)號(hào)】U417? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）08-0181-02

1 工程概況

黃水東調(diào)應(yīng)急工程調(diào)出區(qū)為東營(yíng)市，調(diào)入?yún)^(qū)為膠東地區(qū)青島、煙臺(tái)、威海、濰坊四市，所調(diào)水量均為利用各市現(xiàn)有的引黃指標(biāo)，不新增引黃指標(biāo)水量。應(yīng)急工程的主要供水對(duì)象為濰坊市，通過(guò)與引黃濟(jì)青渠道連通兼顧向青島市等其他三市供水。調(diào)水線路涉及東營(yíng)市墾利縣、東營(yíng)區(qū)、廣饒縣、壽光市、濰坊濱海區(qū)共5個(gè)市（區(qū)、縣），應(yīng)急工程直接受水區(qū)為濰坊市及濰坊市北部地區(qū)，主要有濰坊市、壽光市、濰坊濱海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等。

穿越西張僧河（樁號(hào)：24+660.0～24+800.0，長(zhǎng)度140m）為頂套管穿越。套管規(guī)格為DRCPⅢ DN3000頂管用鋼筋混凝土管，其套管技術(shù)要求滿足GB/T 11836、設(shè)計(jì)埋深、相應(yīng)河道等級(jí)、穿越污水線路等荷載要求，套管外防腐噴涂環(huán)氧煤瀝青，套管內(nèi)輸水管道規(guī)格為Φ2444*22mm螺旋鋼管，雙管輸水，雙管中心距8.0m，輸水管道與套管之間填充中粗砂。

2 施工布置及施工準(zhǔn)備

2.1 施工布置

①工作井布設(shè)在管線上游樁號(hào)24+660處，工作井左右兩側(cè)布置吊車(chē)平臺(tái)，套管堆放場(chǎng)地，泥漿池等;接收井布設(shè)在管線下游樁號(hào)24+800處;就近臨時(shí)布置鋼筋、模板，鋼板樁加工場(chǎng)地。②施工道路從226國(guó)道至工作井、接收井修筑施工便道，滿足施工機(jī)械、材料進(jìn)場(chǎng)。③施工用電采用500kW柴油發(fā)電機(jī)滿足施工用電。④施工用水采用附近河道抽水及5T水罐車(chē)?yán)疂M足頂管施工、灌漿等要求。

2.2 施工準(zhǔn)備

2.2.1 工作井設(shè)計(jì)

①工作井緊鄰西張僧河上游，地下水位高，頂套管在頂進(jìn)過(guò)程中距離較長(zhǎng)，考慮穿越排污箱涵及南水北調(diào)壓力管線下部灌漿段阻力較大，為滿足功能要求，確保安全，工作井結(jié)構(gòu)形式為地下現(xiàn)澆砼式?；悠脚_(tái)開(kāi)挖完成后，設(shè)置鋼板樁支護(hù)并焊接圍檁加固，下部做鋼筋混凝土工作井，井室墻體高度4.5m;在井四周進(jìn)行注漿固結(jié)。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，基坑開(kāi)挖深度12.86m，先開(kāi)挖基礎(chǔ)平臺(tái)，設(shè)置鋼板樁支護(hù)，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)開(kāi)挖至井底。②根據(jù)頂管螺旋鋼管長(zhǎng)度6m，井室內(nèi)尺寸設(shè)計(jì)為長(zhǎng)8.5m*寬14.6m，墻高4.5m。底板和井壁均為C40混凝土，底板厚度0.5m，后背墻厚度1.3m，前墻厚度0.8m，兩邊側(cè)墻厚度為0.6m。底板鋼筋按Φ20@200mm，雙層雙向布置，邊角布置排水井;后背墻鋼筋按Φ25@100mm，雙層雙向布置，邊角布置Φ25加強(qiáng)筋;兩側(cè)墻體筋按Φ20@200mm，雙層雙向布置，邊角設(shè)Φ20加強(qiáng)筋。

2.2.2? 接收井設(shè)計(jì)

用鋼板樁支撐并焊接圍檁加固，基坑開(kāi)挖至接收井高程下0.5m處。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，基坑開(kāi)挖深度11m，接收井內(nèi)尺寸6m*14m;鋼板樁規(guī)格為12m*0.48m/根，沿接收井外圍布置尺寸為6m*14m，周長(zhǎng)40m，接收井底部設(shè)C20素混凝土50cm。

2.2.3 降水井布設(shè)

工作井、接收井四角分別布置，沿管線兩側(cè)梅花形布置，管井深度30m，間距25m，排水管線出口至西張僧河。

2.2.4 泥漿池布置

該泥漿池布置在工作井左側(cè)，受場(chǎng)地限制，長(zhǎng)30m，寬20m，填筑及開(kāi)挖高度3.5m，可容納1800方泥漿，水位超過(guò)2.8m時(shí)用罐車(chē)運(yùn)出。

3 基坑開(kāi)挖

利用本項(xiàng)目現(xiàn)有設(shè)備，基坑采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，自卸車(chē)運(yùn)輸至工作井上游就近棄土的原則。

建筑物平面布置為矩型，建筑物基礎(chǔ)面也為矩形。按設(shè)計(jì)圖紙確定中心坐標(biāo)，按開(kāi)挖深度、開(kāi)挖坡比開(kāi)挖邊線并撒上灰線。采取分級(jí)開(kāi)挖，深度4m，開(kāi)挖坡比1：1.5，工作井上部預(yù)留15m施工作業(yè)面平臺(tái)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，探明地下水位情況，合理布設(shè)降水井。水位線以下開(kāi)挖前，有效做好深井降排水施工，使地下水位降至基礎(chǔ)以下1.0m。

開(kāi)挖時(shí)，從上至下用挖掘機(jī)分層開(kāi)挖，上部土方用挖掘機(jī)及推土機(jī)經(jīng)二次倒運(yùn)，棄土堆至開(kāi)挖邊線外5m距離外。下部土方用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)開(kāi)挖，推土機(jī)配合挖掘機(jī)修施工便道，10T自卸車(chē)運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。開(kāi)挖過(guò)程中安排專(zhuān)人實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位情況，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖施工;測(cè)量人員跟蹤檢測(cè)，防止超欠挖，開(kāi)挖邊坡隨開(kāi)挖深度邊開(kāi)挖邊整修。開(kāi)挖過(guò)程中，有專(zhuān)人檢測(cè)，對(duì)不穩(wěn)定邊坡及時(shí)處理，可采取二次開(kāi)挖。建基面以上預(yù)留20～30cm保護(hù)層，由人工開(kāi)挖，基礎(chǔ)面外預(yù)留排水基坑。

4 砼底板及工作井壁施工

基礎(chǔ)開(kāi)挖完成后，基礎(chǔ)面進(jìn)行人工清理和排水施工。安裝底板鋼筋，底板鋼筋Φ20@200mm，雙層雙向布置，鋼筋焊接、綁扎嚴(yán)格按規(guī)范施工。底板鋼筋保護(hù)層5cm，邊墻四周預(yù)留插筋，并預(yù)埋軌道插筋，四周角部位預(yù)留50cm（長(zhǎng)）*50cm（寬）*50cm（深）集水井，集水井底加深基礎(chǔ)。

砼澆筑時(shí)，泵車(chē)澆筑至工作面，人工平倉(cāng)、振搗密實(shí)，振搗過(guò)程防止漏振及過(guò)振。

鋼筋安裝按工作井設(shè)計(jì)要求布置，焊接符合規(guī)范要求，頂管預(yù)留孔布置加強(qiáng)筋;模板采用大型木模板，四周采用圍檁，鋼管加固，蝴蝶卡對(duì)拉，模板強(qiáng)度、穩(wěn)定性滿足要求;邊墻砼分兩層澆筑施工，分層高度為2.25m，分層澆筑做好施工縫鑿毛和清理工作。邊墻砼澆筑完成后，對(duì)后背墻擾動(dòng)處采用人工回填密實(shí)，并后背加設(shè)鋼板樁增強(qiáng)止推性能。

5 排污蓋板涵及PCCP管加固處理

5.1 加固處理方案

排污蓋板涵為漿砌石砌筑，底部距頂管頂部距離約3.8m，根據(jù)頂管施工安全要求，頂管覆土厚度不小于1.5倍的頂管外徑，該處在頂管施工過(guò)程中，由于基礎(chǔ)擾動(dòng)存在安全隱患，特需對(duì)頂管上部排污箱涵及PCCP管線土體做固結(jié)灌漿進(jìn)行加固處理，為確保土體加固效果，采用斜孔灌漿。

施工前，由人工探明排污管涵和PCCP管線埋深、走向以及與輸水管道的相對(duì)位置，有效布設(shè)灌漿孔，確保灌漿孔與排污箱涵、PCCP管線的安全距離不小于1m。

沿排污箱涵方向20m范圍兩側(cè)各布設(shè)1排垂直灌漿孔，共設(shè)17個(gè)孔，間距2m，15個(gè)孔深12.5m，2個(gè)孔深7.3m;設(shè)1排斜孔對(duì)排污箱涵底部加固，每排布設(shè)9個(gè)孔，孔間距2m，孔深12.5m，斜孔角度根據(jù)結(jié)構(gòu)物位置進(jìn)行確定，便于充分加固結(jié)構(gòu)物附近土體，確保結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定安全。PCCP管線暫不注漿，待頂套管穿越完成后，局部視情況加固處理。

灌漿造孔采用ZLJ-950機(jī)鉆，孔徑60mm。斜孔造孔完成后及時(shí)進(jìn)行灌漿，按每排分二序施工;灌漿嚴(yán)格按照固結(jié)灌漿規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，最大灌漿壓力采用0.4MPa。灌漿完成待灌漿強(qiáng)度達(dá)到75%后，再進(jìn)行下部頂管穿越。

5.1.1 固結(jié)灌漿施工

①注漿時(shí)水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，外加劑為速凝劑采用水玻璃，摻入量視現(xiàn)場(chǎng)注漿漏漿情況而定。②經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)結(jié)果，注漿水灰比按3：1，1：1，0.5：1等級(jí)灌漿。漿液配比：采用純水泥漿，按照1：1比例摻入水玻璃，具體摻入量視漏漿情況而定。③漿液采用專(zhuān)用水泥攪拌機(jī)制作，攪拌時(shí)間不少于15min。④注漿施工程序：鉆孔、邊注漿邊拔注漿管、封孔。

5.1.2 鉆孔

①鉆孔：采用ZLJ-950機(jī)鉆。②按“基礎(chǔ)加固灌漿孔平面布置圖”所示鉆孔位置進(jìn)行鉆孔，偏差≤10cm;③鉆機(jī)就位準(zhǔn)確、穩(wěn)固，鉆桿垂直度及位置偏差等均控制在規(guī)范范圍內(nèi)。④鉆孔孔徑為60mm，根據(jù)實(shí)際情況將注漿管順利下到孔底，鉆進(jìn)采用回轉(zhuǎn)方式。⑤如鉆孔出現(xiàn)塌孔給成孔造成困難或?qū)е伦{管無(wú)法順利下到孔底，采用套管護(hù)壁先鉆進(jìn)后跟進(jìn)套管。

5.1.3 注漿

①鉆孔完成后進(jìn)行注漿施工。②注漿采用先外排再內(nèi)排，最后中間排的順序，分兩序隔孔施工。③最大注漿壓力為0.4MPa，每次提升量為20～40cm。④當(dāng)壓力突然上升或從孔內(nèi)地面溢出漿時(shí)，立即停止注漿。

5.1.4 異常情況對(duì)應(yīng)措施

由于現(xiàn)場(chǎng)土層為砂壤土和壤土層，滲透性強(qiáng)，如出現(xiàn)水泥漿滲漏嚴(yán)重，無(wú)法返漿，則需增加速凝劑水玻璃添加量，并采用分次注漿的方式處理。

5.2 施工過(guò)程中排污箱涵和PCCP管線監(jiān)測(cè)

頂管頂進(jìn)施工之前，人工在排污箱涵和PCCP管線方向50m范圍內(nèi)各揭示五處，由測(cè)量人員布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頂管施工過(guò)程中對(duì)排污箱涵和PCCP管線的影響。頂管頂進(jìn)過(guò)程中，由測(cè)量人員對(duì)其實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行分析，進(jìn)而指導(dǎo)施工;根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)采取加強(qiáng)措施進(jìn)行處理。

【參考文獻(xiàn)】

【1】陳澤號(hào).灌漿技術(shù)在安溪縣水庫(kù)防滲中應(yīng)用的可行性研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2021，27（02）：78-82.