脹圈內(nèi)襯修復(fù)結(jié)合壓密注漿技術(shù)在加固工程實(shí)例中的應(yīng)用

嚴(yán)軍，湯江平

（湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，湖北 襄陽 441000）

0 引言

某工程位于城市主干道路交匯處，2021 年春汛以來城區(qū)降雨頻繁， 汛期巡查發(fā)現(xiàn)交匯處路面發(fā)生塌陷、沉降，嚴(yán)重威脅道路交通和市政管線安全。 經(jīng)分析，事故主要原因是管基沉降下錯(cuò)導(dǎo)致管節(jié)拉脫，在管內(nèi)外水流交替升降潛蝕作用、交匯井處匯流沖刷掏蝕作用下， 管基和管周圍土層顆粒流失，造成地面沉降塌陷、管身擠壓開裂。 經(jīng)方案對比， 采用不銹鋼雙脹圈局部內(nèi)襯修復(fù)結(jié)合地基壓密注漿（非開挖）技術(shù)對塌陷區(qū)管道工程進(jìn)行維修加固。

1 工程設(shè)計(jì)

1.1 管節(jié)縫修復(fù)設(shè)計(jì)

（1）采用不銹鋼雙脹圈局部內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)對9個(gè)拉脫管道節(jié)頭進(jìn)行修復(fù)。

（2）采用快干水泥、堵漏王對管道縱向、環(huán)形裂縫進(jìn)行修補(bǔ)堵漏。

1.2 壓漿加固工程設(shè)計(jì)

根據(jù)地下管線分布情況自上游向下游將場地根據(jù)沉降不同分為3 個(gè)壓漿孔加密區(qū)：Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)（圖1）。

圖1 塌陷區(qū)范圍及管線分布

2 施工工藝和技術(shù)

2.1 雙脹圈管節(jié)縫修復(fù)

先進(jìn)行漏水管節(jié)縫的修復(fù)（圖2），填縫、封堵漏水破損部位，再進(jìn)行管基和管周填土加固。

圖2 管節(jié)縫修復(fù)大樣

（1）工藝流程：內(nèi)窺檢測→管堵和管內(nèi)降水→管道清淤→節(jié)點(diǎn)預(yù)處理→管節(jié)縫填充止水材料→橡膠止水帶固定→不銹鋼圈定位→不銹鋼圈固定→內(nèi)窺檢測。

（2）施工前采用內(nèi)窺鏡、管道機(jī)器人查看管道破損情況，專人檢查、測量破損和淤積程度；檢查管道內(nèi)有毒氣體和氧氣含量； 施工過程采用鼓風(fēng)機(jī)對管路吹風(fēng)換氣，保證新鮮空氣循環(huán)。

（3）在管道上游、中游和下游（三處檢修井）管內(nèi)修筑擋水堰3 處， 利用大功率水泵向下游交匯井抽排降水。

（4）不間斷管道清淤，完成后及時(shí)進(jìn)行安裝工序，防止降雨及排澇造成新的泥砂淤積。

（5）修復(fù)前管節(jié)縫預(yù)處理。 采用高壓水沖洗管節(jié)縫兩側(cè)脫開的管縫截面和間隙， 洗除泥砂及污垢。 將混凝土接縫兩側(cè)11 cm 范圍表面銼毛5 mm，用鋼刷刷干凈，再用丙酮清洗干凈。

（6）管節(jié)縫間隙止水及堵漏施工。 用細(xì)木條將2 道Φ12 mm 橡膠止水帶推送至節(jié)頭外側(cè)，應(yīng)確保順平，防止扭曲翻轉(zhuǎn)。 管節(jié)頭間隙內(nèi)充填20 cm 瀝青麻絲，應(yīng)逐條、逐層填塞密實(shí)，防止夾包、空虛。將管節(jié)頭縫隙填充至與兩側(cè)管壁齊平， 以便密封口能完全緊密貼合。

（7）橡膠平板止水帶粘貼面銼毛，沖洗干凈后刷聚氨酯密封膠， 將平板橡膠帶準(zhǔn)確布置于管節(jié)頭兩側(cè)并拍平抹順，使密封膠與管體接觸牢實(shí)，邊緣涂刷密封膠。

（8）安裝緊固不銹鋼雙脹圈、卡片。 將不銹鋼脹圈放置在橡膠止水帶的環(huán)槽內(nèi)， 先固定兩端后固定中間，利用擴(kuò)脹器對脹圈進(jìn)行擴(kuò)張，直至壓緊固定，緊固壓力控制不大于10 t；將與管徑相同弧度的不銹鋼楔插入縫隙，解除擴(kuò)張器固定脹圈。 橡膠止水帶和管壁之間采用快干水泥進(jìn)行勾縫、抹面處理，減小阻水影響。

2.2 鉆孔壓密注漿加固

工藝流程：測量定位→砼路面破除→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→預(yù)埋注漿管及孔口封閉→攪拌水泥漿→壓密注漿。

（1）用GPS 測設(shè)控制樁，建立測量控制網(wǎng)。 孔位采用鋼尺測量定位，孔位偏差±20 mm。

（2）采用水磨鉆對注漿孔上部瀝青面層及砼水穩(wěn)層進(jìn)行鉆孔取芯、破除。

（3） 采用履帶式短螺旋鉆機(jī)成孔， 孔徑110～130 mm。 豎直鉆孔孔深6.5～8.0 m，平均孔深7.2 m，垂直度偏差±1% ；斜孔（傾角57 °）施工孔深8.2～8.5 m，平均孔深8.3 m，角度偏差不大于1 °。 施工孔徑、孔深、垂直度及角度偏差滿足注漿設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。 注漿管采用直徑70～90 mm 鍍鋅管，花管段不少于1 m。 注漿管居中，孔口環(huán)狀間隙采用砂漿封閉或填塞多層編織袋封閉。

（4）采用立式強(qiáng)制攪拌機(jī)，P·O 42.5 級普硅水泥制備水泥漿，水灰比0.5～0.8。泥漿稠度和比重符合設(shè)計(jì)及施工要求。

（5）注漿時(shí)適當(dāng)上提注漿管使活絡(luò)頭打開，自下向上注漿，壓力0.5～1.8 MPa。直至附近裂隙有漿液外滲、孔口翻漿或不吃漿為止。

（6）按照先外圍后中間順序注漿（圖3），縱橫向注漿孔采取間隔、跳躍式注漿，對吃漿量較大的注漿孔采用分時(shí)段間隔注漿。 對附近管線、建筑物進(jìn)行沉降和位移、裂縫觀測，及時(shí)預(yù)警，防止注漿施工造成不利影響。

圖3 注漿加固斷面

2.3 技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）施工前采用管道機(jī)器人、內(nèi)窺鏡進(jìn)行管內(nèi)攝像、拍攝，查明加固前管道破損和漏水現(xiàn)狀；施工過程由專人下井拍取施工部位圖片； 完工后對整體形象進(jìn)行攝像、錄像。

（2）Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)是注漿加密施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，不能采用常規(guī)鉆孔設(shè)備成孔，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大，壓密注漿加固質(zhì)量要求高。 Ⅱ區(qū)位于高壓電纜和天然氣管線之間3 m 寬的狹縫之間， 線纜走向和管道近乎垂直。高壓電纜采用定向鉆鋪管，管徑200 mm，最大埋深約7.3 m； 天然氣管線采用定向鉆鋪管，管徑200 mm，埋深3.0～3.6 m。 該區(qū)注漿孔按照逢中布置、數(shù)量適度的要求，成功避開管線；Ⅲ區(qū)位于管線密集區(qū)，由供水、電力、通訊、廣電等部門現(xiàn)場指認(rèn)和實(shí)地測設(shè)， 線纜走向和管道多呈大角度斜交，埋深1.5～3.0 m。該區(qū)施工前聯(lián)系相關(guān)單位進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)無誤后精心布置點(diǎn)位， 順利完成該部位鉆孔和注漿施工。

（3）裂縫和管道破損處采用快干水泥（堵漏王）進(jìn)行修補(bǔ)封堵、預(yù)埋注漿管，采用自下向上管內(nèi)注漿的方案。 修補(bǔ)封堵部位須經(jīng)數(shù)次檢查、 修補(bǔ)完善， 并經(jīng)試壓試驗(yàn)達(dá)到壓密注漿要求的密閉效果后方可壓注水泥漿液。 注漿時(shí)掌握壓力適度、注漿充分的要求，間斷分時(shí)注漿，取得良好的注漿加固效果。

（4）關(guān)注雨情和管內(nèi)水位、水量變化，與下游排污泵站建立施工期排水作息制度， 協(xié)調(diào)小區(qū)物業(yè)規(guī)范空調(diào)水排放、 規(guī)避生活排水高峰進(jìn)行日間錯(cuò)峰施工，搶抓夜間施工。

（5）現(xiàn)場進(jìn)行下井作業(yè)安全、質(zhì)量技術(shù)交底，辨識危險(xiǎn)源，制定防范措施和應(yīng)急預(yù)案。 對施工人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，簽訂勞動安全協(xié)議。 召開班前會告知安全隱患和指示信號，填報(bào)每日下井作業(yè)票，使員工能熟知崗位操作和避險(xiǎn)措施， 杜絕違章危險(xiǎn)作業(yè)。

（6）加強(qiáng)對施工材料的核查和檢查。 加強(qiáng)進(jìn)場水泥保管和臺賬管理，確保不受潮、不遺失、不使到別處； 不銹鋼雙脹圈及橡膠止水帶等主材均自正規(guī)生產(chǎn)廠家采購，材料“三證”齊全，進(jìn)場時(shí)由專人檢查驗(yàn)收。

（7）落實(shí)“三級”交底制度，落實(shí)“三檢”制度和“事前、事中、事后”質(zhì)量控制，確保工序驗(yàn)收合格。

3 結(jié)論

（1）隨著城市建設(shè)發(fā)展，地下管網(wǎng)規(guī)模日益增大，地下空間管網(wǎng)分布越來越復(fù)雜。 與傳統(tǒng)的敞開式開挖修復(fù)技術(shù)相比， 對使用功能不能中斷的主干市政路和大型排水管網(wǎng)， 采用非開挖局部修復(fù)在技術(shù)方法上具有良好的可行性、 適用性、 經(jīng)濟(jì)性。

（2）管道破損漏水、漏砂造成的路面塌陷工程修復(fù)施工具較強(qiáng)的系統(tǒng)性。 管道裂縫嵌補(bǔ)修復(fù)、局部內(nèi)襯加固完成后，須進(jìn)行管基和地基土加固。 通過注漿加固形成隔水帷幕， 填充固化管道外壁和回填土之間的間隙，提高地基土的承載力。