高聚物注漿及離心澆筑法在檢查井修復(fù)中的應(yīng)用

【摘 " "要】：針對(duì)市政管網(wǎng)檢查井因老化等因素影響發(fā)生的破損、滲漏等容易造成水環(huán)境污染、水土流失、地面坍塌的問題，以天津市高水位地區(qū)某檢查井為例，闡述高聚物注漿及離心澆筑法非開挖修復(fù)檢查井的原理、設(shè)計(jì)思路、施工流程。工程實(shí)踐表明，該方法能有效且高效地非開挖修復(fù)高地下水位地區(qū)老舊檢查井存在的結(jié)構(gòu)性缺陷。

【關(guān)鍵詞】：檢查井；非開挖修復(fù)；高聚物注漿；離心澆筑法

【中圖分類號(hào)】：TU990.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C 【文章編號(hào)】：1008-3197（2024）05-43-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.05.012

Application of Polyurethane Injecting Method and Sprayed Cementitious Material Method in Manhole Rehabilitation

TAO Lei，CHU Kai，LI Hong

（Tianjin Municipal Engineering Design amp; Research Institute Co. Ltd. ， Tianjin 300392，China）

【Abstract】：In view of the damage and leakage of municipal pipe manhole caused by aging and other factors， which can easily cause water environment pollution， soil erosion， ground collapse， and other problems，base on a certain inspection well in a high water level area of Tianjin，this paper elaborate on the principles， design ideas， and construction processes of high polymer grouting and centrifugal pouring methods for non excavation repair inspection wells. Engineering practice has shown that this method can effectively and efficiently repair structural defects in old inspection wells in high groundwater level areas without excavation.

【Key words】：manhole；trenchless rehabilitation；polyurethane injecting method；spraye cementitious material method

檢查井的作用是方便地下管線清淤、疏通、修復(fù)等維護(hù)工作[1]。由于汽蝕、車輛荷載、土體破壞等原因[2]，檢查井不可避免地出現(xiàn)滲漏、破裂等結(jié)構(gòu)性缺陷，繼而引發(fā)道路塌陷、檢查井傷人、損壞車輛等事故，檢查井病害正逐步成為困擾城市道路工程的難題[3]。常用的檢查井修復(fù)方法為明挖修復(fù)，受地面交通、地面構(gòu)筑物、綜合管線等的影響，施工時(shí)會(huì)受到極大限制[4]；針對(duì)檢查井的非開挖修復(fù)技術(shù)發(fā)展比較緩慢，到目前為止業(yè)界還未形成針對(duì)高地下水位檢查井非開挖修復(fù)的工藝及流程。本文以天津市高水位地區(qū)某排水管網(wǎng)檢查井為例，考慮該檢查井所處區(qū)域水文地質(zhì)條件、檢查井破損情況，采用井內(nèi)高聚物注漿+離心噴筑法對(duì)該檢查井進(jìn)行非開挖修復(fù)。

1 修復(fù)工藝

1.1 高聚物注漿

將雙組分非水反應(yīng)類高聚物材料注入目標(biāo)位置，利用其本身的膨脹性及固化后的高黏結(jié)性達(dá)到填充脫空、封堵滲漏和抬升沉降管道的目的[2，5]。材料不需要現(xiàn)場(chǎng)的介質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)，而是雙組分材料混合后自身發(fā)生反應(yīng)并膨脹發(fā)泡固化，既適用于有水環(huán)境，也適用于無(wú)水環(huán)境等[6～7]。其特點(diǎn)是達(dá)到堵漏強(qiáng)度只需幾十秒，甚至幾秒；不會(huì)持續(xù)擠壓管壁；材料膨脹比達(dá)20倍以上，可迅速堵漏；井內(nèi)小槍頭注漿，過程可控；井內(nèi)靶向修復(fù)，注漿位置可控，注漿壓力可控；閉孔材料，防水性能優(yōu)良；材料耐腐蝕，遇水不收縮；高聚物與周圍土體結(jié)合緊密，形成復(fù)合防滲體系。

1.2 離心澆筑

利用高速旋噴器產(chǎn)生的離心力將調(diào)配好的、為檢查井修復(fù)研制的高性能復(fù)合砂漿，均勻、連續(xù)地澆筑到待修復(fù)檢查井內(nèi)壁；使用卷?yè)P(yáng)懸吊旋噴器在井內(nèi)上下往復(fù)移動(dòng)，從而在井壁形成厚度均勻連續(xù)的內(nèi)襯。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)老舊檢查井的結(jié)構(gòu)性修復(fù)[5～6]。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

檢查井位于天津市高水位區(qū)域市政道路行車道上，周邊為工廠，路面有大型貨車經(jīng)過；井底埋深約5 m、井中心2 m范圍內(nèi)有其他管線存在，道路出現(xiàn)塌陷。目標(biāo)檢查井為磚砌4通污水檢查井，兩側(cè)主管道埋深不同，上游管道埋深淺，下游管道埋深深，管道滿管水運(yùn)行，支管內(nèi)部無(wú)來水。見圖1。

在電視檢測(cè)（CCTV）方法檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)檢查井存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性缺陷，地下水入滲嚴(yán)重，具體為檢查井壁存在嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性缺陷，井筒處支管下側(cè)與井壁接觸處有明顯空洞及涌水現(xiàn)象；井室抹面脫落，磚面裸露，磚縫間滲漏嚴(yán)重，局部磚砌井壁缺失；上游管道與檢查井接口位置管道底部磚砌井室坍塌，管底基礎(chǔ)缺失已形成空洞，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有流泥現(xiàn)象；檢查井底部缺失混凝土井底板，井底涌水現(xiàn)象嚴(yán)重。見圖2。

2.2 高聚物注漿施工流程

2.2.1 封堵降水

1）空氣安全測(cè)定。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前需先對(duì)管道內(nèi)有毒、有害氣體進(jìn)行測(cè)定，確認(rèn)安全。工作人員必須持有經(jīng)安全技術(shù)部門培訓(xùn)取得的下井合格證件，遵守CJJ 6—2009《城鎮(zhèn)排水管道維護(hù)安全技術(shù)規(guī)程》、CJJ 68—2016《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》，采取有效的安全措施，方可下井。

2）堵水、調(diào)水。首先，潛水員下井清理待修復(fù)段上游2 m內(nèi)管道和井底雜物、垃圾；放入氣囊開始充氣，壓力達(dá)到0.05 MPa時(shí)撤出潛水員，繼續(xù)加壓至0.1 MPa并保持；在井口橫置工字鋼，固定氣囊牽引繩和進(jìn)氣閥門、進(jìn)氣管等在工字鋼上完成封堵。封堵完成后，在施工管段的上游臨近的井內(nèi)架設(shè)7.5～15 kW污水泵，用排水管帶（DN100～200 mm）跨越施工段向下游抽水。

2.2.2 檢查井臨時(shí)堵漏

采取臨時(shí)措施讓檢查井在短期內(nèi)減小滲漏量，為注漿工作提供適宜環(huán)境。臨時(shí)堵漏效果明顯，達(dá)到修復(fù)條件。見圖3。

2.2.3 檢查井加固堵漏

1）高聚物注漿技術(shù)檢查井防滲加固一般施工工藝

（1）利用雷達(dá)對(duì)檢查井周邊情況進(jìn)行檢測(cè)，確定檢查井周邊缺陷位置。

（2）按照不同滲漏部位、類型和流量等布置滲漏突起處注漿孔，布孔間距1～1.5 m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可適當(dāng)增加布孔，本次注漿共鉆孔42個(gè)。見圖4。

（3）使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑約為1.6 cm，鉆穿檢查井井壁5 cm。

（4）將注漿管下入注漿孔中。

（5）使用專用工具將注射帽凹型邊緣清理干凈，以便于與注射槍更好結(jié)合，將注漿帽置入注漿管外部端口內(nèi)。

（6）通過輸料管道分別把雙組分高聚物材料輸送到注射槍口，兩種材料通過注漿孔輸送到滲漏處并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由液體變?yōu)楣腆w，體積迅速膨脹填充到墻體中的空隙處，達(dá)到填充空洞和縫隙以及封堵滲水固結(jié)土體的目的。本次注漿量約470 kg。見圖5。

（7）施工區(qū)域作業(yè)完成后，注意觀察注漿封堵情況，周邊孔是否冒漿。

（8）對(duì)施工作業(yè)區(qū)進(jìn)行清掃，進(jìn)行下一道處治工序。

高聚物注漿可以對(duì)井壁周圍和底部的土體進(jìn)行加固；并對(duì)井壁和井底滲漏進(jìn)行封堵。完成以上兩步后，對(duì)檢查井再進(jìn)行離心噴涂修復(fù)即可完成對(duì)檢查井的全部修復(fù)工作。加固后管壁和檢查井接觸處不再有間隙和滲漏。見圖6。

2）修復(fù)管底井壁

在前期調(diào)查中，井底管壁缺失處有泥土往外流出至井底，需要先對(duì)缺失位置進(jìn)行高聚物注漿加固，再清理檢查井底雜物。加固后該處空洞被填充且加固，破損處不再有泥土流動(dòng)。見圖7。

2.2.4 磚砌井壁及檢查井筑底

井底流泥現(xiàn)象得到有效解決后，處理檢查井壁缺失問題。采用井下砌磚壁來對(duì)井壁進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)時(shí)，利用水泥砂漿和建筑用磚塊砌井壁，待結(jié)構(gòu)穩(wěn)固后，再次注漿加固，并在磚砌表面噴涂水泥砂漿。

該檢查井缺失混凝土井底板，在井下作業(yè)時(shí)，存在超挖導(dǎo)致檢查井破壞的可能性?？紤]“高聚物注漿+混凝土澆筑”來進(jìn)行井底加固修復(fù)。修復(fù)時(shí)，利用長(zhǎng)注漿管（80 cm）對(duì)井底進(jìn)行高聚物加固，此時(shí)井底是素土及高聚物的混合物，迅速清理底部高聚物混合體至滿足筑底條件，井底澆筑混凝土15 cm。

2.3 檢查井離心澆筑修復(fù)技術(shù)

2.3.1 施工設(shè)備

噴涂技術(shù)的主要施工設(shè)備有：旋噴器、砂漿泵、攪拌機(jī)、提升卷?yè)P(yáng)、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

2.3.2 噴涂專用內(nèi)襯材料

噴涂專用的內(nèi)襯材料是一種基于石英砂改性水泥及其他特殊添加劑的灰漿材料，具有強(qiáng)度高、涂抹性好、耐磨及耐腐蝕等特點(diǎn)。

2.3.3 預(yù)處理

施工前，需要對(duì)待修復(fù)檢查井內(nèi)壁進(jìn)行比較徹底的預(yù)處理，以提高內(nèi)襯與井壁的黏結(jié)力。檢查井預(yù)處理應(yīng)符合以下要求：

1）在檢查井清洗前，應(yīng)在井底鋪設(shè)網(wǎng)袋，用于收集井壁高壓清洗時(shí)掉落的大塊雜物，以免被沖入管道；

2）井壁應(yīng)無(wú)污泥、垃圾、油脂等異物且井壁上的腐蝕層或松散結(jié)構(gòu)均應(yīng)清除，既有有機(jī)涂層或內(nèi)襯清除干凈，以增強(qiáng)內(nèi)襯與基體的黏結(jié)力；

3）井壁漏水時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況，采用快硬水泥或壓力注漿等方式進(jìn)行封堵；

4）大裂縫、凹陷坑、結(jié)構(gòu)脫落等部位應(yīng)用砂漿填實(shí)抹平，避免空鼓；

5）若井壁外圍存在空洞，應(yīng)采取注漿等方式將其填充，確保井外地層穩(wěn)定；

6）若檢查井有整體下沉或者基礎(chǔ)缺失，應(yīng)進(jìn)行地基處理或重構(gòu)井底，使檢查井基礎(chǔ)穩(wěn)固；

7）修復(fù)井底時(shí)要切斷管道來水，若需要更換井內(nèi)踏布，應(yīng)在內(nèi)襯澆筑前實(shí)施。

2.3.4 離心澆筑

預(yù)處理完成后進(jìn)行檢查井離心澆筑。

3 結(jié)語(yǔ)

高聚物注漿及離心澆筑法較好的完成了高水位地下水地區(qū)破損檢查井修復(fù)。高聚物材料能與周圍土體結(jié)合緊密，形成復(fù)合防滲體系；其凝固時(shí)間可調(diào)、非水反應(yīng)、膨脹比大的特點(diǎn)適用于高水位地區(qū)檢查井非開挖修復(fù)；采用的井內(nèi)靶向修復(fù)能有效控制注漿量及材料對(duì)井壁的壓力。離心噴筑工藝所用的高性能復(fù)合砂漿材料具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、抗?jié)B強(qiáng)及耐久性好的特點(diǎn)，可有效加固檢查井結(jié)構(gòu)。

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