鋼套管修復(fù)與加固污水管道施工技術(shù)淺談——以浦東北路污水管道修復(fù)工程為例

張 瑋

（上海浦東三行市政綜合養(yǎng)護(hù)有限公司，上海市 201206）

1 工程概況

浦東北路位于浦東新區(qū)外高橋地區(qū)，地處港區(qū)，交通流量大，通行車輛多為集裝箱卡車，因此該路段道路損毀嚴(yán)重，路面有大面積沉陷。浦東北路（花山路—和雅路）范圍由于污水管道管材接口差、重車通行造成地面沉降等原因，部分管段接口已經(jīng)嚴(yán)重滲漏。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地探查，發(fā)現(xiàn)凡路面發(fā)生塌陷及大面積沉降路段，其基礎(chǔ)下φ1 000 mm、φ1 200 mm的污水管均已不同程度毀壞，接縫處有拉開、錯(cuò)位、位移現(xiàn)象，管道周圍土體從管接縫中滲入管道，造成管道上方土體松動(dòng)，引起路面基礎(chǔ)破壞，形成路面不均勻沉降及塌陷。另外，由于水土的大量流失，大部分污水窨井都有下沉、破裂、漏水現(xiàn)象，因此需對(duì)浦東北路現(xiàn)有污水管道進(jìn)行修復(fù)與加固維修。

2 施工流程及施工工藝

2.1 施工流程

施工流程見圖1。

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）施工區(qū)域圍護(hù)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定的修復(fù)區(qū)段，先走訪沿線的居民和廠家，在得到交警部門的確認(rèn)后，編制專項(xiàng)交通組織方案先行進(jìn)行全封閉彩鋼板圍場(chǎng)。在充分考慮到交通安全、文明環(huán)境及施工作業(yè)的需要后，每500~550 m為一施工段是最理想的，每一施工段的全封閉圍護(hù)需要25 d左右（包括交通設(shè)施）。

（2）管道通風(fēng)及淤泥清理

圖1 施工流程圖

在封堵抽水后，清理污泥工序是危險(xiǎn)比較大的階段，在正式進(jìn)入管道內(nèi)施工之前，必須進(jìn)行窨井及管道的通風(fēng)，該項(xiàng)工作約為4~5個(gè)工作日。在放入鴿子與進(jìn)行硫化氫測(cè)試后確認(rèn)窨井及管道內(nèi)的有害氣體在允許值以下，方能組織人員進(jìn)行淤泥的清理及管道的清洗工作。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，翻動(dòng)污泥時(shí)容易散發(fā)毒氣傷人，因此首先派帶防毒面具的專業(yè)人員將污泥進(jìn)行清理。該項(xiàng)工作應(yīng)邊進(jìn)行邊安排，通風(fēng)工作自開始至結(jié)束都必須始終進(jìn)行，測(cè)試含氧量不得少于18%，硫化氫的測(cè)試工作也應(yīng)每天每一個(gè)小時(shí)測(cè)試一次。施工前有限空間作業(yè)必須辦理《有限空間安全作業(yè)證》；下井拆封頭子時(shí)，必須辦理《市政下井拆封頭子申請(qǐng)報(bào)批表》；下井作業(yè)時(shí)，必須辦理《下井安全作業(yè)票》。對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行硫化氫特性、防范有毒有害危險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所中毒等事故須知等各項(xiàng)安全教育，有專職監(jiān)護(hù)人員、專用通信設(shè)備等確保管道內(nèi)作業(yè)人員的絕對(duì)安全。

（3）管道清洗

管道淤泥清除后用高壓水槍沖洗管壁，對(duì)結(jié)垢進(jìn)行鏟除，產(chǎn)生的污水及垃圾及時(shí)清理，保證管道內(nèi)清潔，有良好的作業(yè)環(huán)境。對(duì)管道內(nèi)的漏水點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況，繪制每個(gè)管節(jié)斷面施工圖，為接縫注漿做好準(zhǔn)備。

（4）污水管道損壞統(tǒng)計(jì)

管道清理完畢，需對(duì)所有管道進(jìn)行一次徹底的檢查，統(tǒng)計(jì)污水管道損壞數(shù)量，并對(duì)投標(biāo)時(shí)的物探數(shù)量進(jìn)行比較。

2.3 管道接縫、窨井壁注漿及鋼套管定制

堵漏前必須對(duì)管道和井壁滲漏處先進(jìn)行擴(kuò)口，除去管縫內(nèi)各種雜物并沖洗干凈，沿管縫每0.75 m埋入1根注漿管，預(yù)留管外長(zhǎng)度100 mm，用麻絲及速凝水泥拌合后填嵌入管縫內(nèi)，起固定注漿管及封堵水源作用。聚氨脂堵漏注漿要嚴(yán)格按操作順序進(jìn)行（該材料特點(diǎn)是與水具有良好的混溶性，漿液遇水后立即進(jìn)行聚合反應(yīng)，分散、乳化、發(fā)泡、膨脹。發(fā)泡體積可以增大4～10倍。聚合后的固體有良好的延伸性、彈性及抗?jié)B性。在水中永久保持原形，并具有耐低溫、強(qiáng)度高的特點(diǎn)），通過預(yù)留管注漿時(shí)，宜先上后下，注漿壓力控制在0.1MPa。當(dāng)管縫不漏水時(shí)即可停止注漿，隨后割除注漿軟管，用快速水泥抹平管道和井壁接縫。同時(shí)，對(duì)每節(jié)管道接口處的斷面尺寸進(jìn)行編號(hào)統(tǒng)計(jì)，上報(bào)給鋼套管制作單位進(jìn)行鋼套管制作。見圖2、圖3。

2.4 管底及窨井底部注漿

對(duì)管底土體進(jìn)行雙液分層壓密注漿時(shí)，以管底中心線為布孔軸線，孔距1 m，孔位距管縫0.5 m，鉆孔直徑φ46 mm，孔深0.95~1.25 m，注漿深度為管底以下0.95~1.25 m，每0.75 m為一注漿段，漿液按設(shè)計(jì)要求采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥和水玻璃混合液（水玻璃模數(shù)為3.0～3.3）配制，每段注漿量80～100 L，每孔注漿量107 L，注漿壓力控制在0.3 MPa，流量8～10 L/min。鄰孔注漿間隔不宜大于24 h，以免漿液凝固。注漿時(shí)應(yīng)根據(jù)壓力和注漿速度及時(shí)調(diào)整注漿量，在沒有壓力或較小壓力情況下，可適當(dāng)增加注漿量；壓力過高或發(fā)生冒漿時(shí)，應(yīng)當(dāng)立刻停注，待查明原因后方可繼續(xù)注漿。跟蹤測(cè)量是指導(dǎo)管內(nèi)注漿的重要手段，測(cè)點(diǎn)布置在距管口200 mm管底中心線位置上，基準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)于對(duì)應(yīng)井壁下端。注漿開始即開始測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管道抬升超出原標(biāo)高，也應(yīng)立即停止注漿。每孔注漿結(jié)束后應(yīng)及時(shí)用快速水泥封堵孔口，予以抹平（見圖4）。

圖4 管內(nèi)及井底雙液分層注漿加固示意圖（單位：mm）

2.5 鋼套管安裝及注漿

為了鞏固管道修復(fù)成果，對(duì)所有施工范圍內(nèi)的管道接縫全部安裝鋼制內(nèi)套。鋼內(nèi)套由2塊弧形鋼板拼裝而成，外徑φ980 mm、1 180 mm，寬度300 mm，厚度12 mm，鋼板緊固件為φ16 mm高強(qiáng)度螺栓。鋼內(nèi)套安裝之前必須對(duì)已止漏的管縫四周再次清洗，確保清潔。安裝鋼內(nèi)套時(shí)，為了防止鋼內(nèi)套滑動(dòng)，管壁與鋼內(nèi)套之間空隙用硬性木鎮(zhèn)塊固定，在管壁與鋼內(nèi)套縫隙處，兩側(cè)交叉分別以0.6 m等距預(yù)埋尼龍注漿管，用快速水泥充填封嵌縫隙，隨后在注漿管中進(jìn)行聚氨脂注漿，直至飽和狀態(tài)，待漿液凝固后，割除預(yù)留注漿管，封閉注漿孔。鋼內(nèi)套全部安裝好后，須對(duì)腰部連接板進(jìn)行包塊處理，包塊材料由快速水泥和普通水泥調(diào)和而成，包塊保護(hù)層不小于30 mm，體積不大于連接板的50%。同時(shí)必須對(duì)鋼內(nèi)套兩側(cè)周邊坡進(jìn)行處理，周邊坡寬度不得小于150 mm，坡度宜平緩。見圖5～圖7。

2.6 管道及窨井兩側(cè)壓密注漿加固

管道兩側(cè)壓密注漿加固時(shí)，依據(jù)注漿漿液擴(kuò)散半徑不小于0.75 m的理論參數(shù)，平面縱向布孔，孔距為1 m，孔徑φ46 mm。注漿深度白管底以下0.95~1.25 m至管頂上0.95~1.25 m，注漿時(shí)先外排后內(nèi)排，每0.5 m為一注漿段提拔，注漿壓力控制在0.2～0.5 MPa，流量10~12 L/min，注漿量每段80~100 L，每孔注漿量為106 L。注漿時(shí)根據(jù)注漿壓力及跟蹤測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，保證兩側(cè)土體填充均勻。

2.7 養(yǎng)護(hù)、驗(yàn)收

施工完成后對(duì)管道和窨井進(jìn)行清理，每天檢查管道接口有無滲漏情況。如有滲漏水跡，即采取重新注漿進(jìn)行修復(fù)。持續(xù)一周無滲漏情況后組織參建方進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收完成后進(jìn)行通水使用。

3 主要機(jī)械設(shè)備

主要機(jī)械設(shè)備見表1。

表1 主要機(jī)械設(shè)備表

4 安全及文明施工措施

該工程安全工作的重點(diǎn)為：預(yù)防井下硫化氫氣體中毒，預(yù)防井下作業(yè)缺氧，安全拆封頭子，井下用電安全、高空、井口防墜落，等等。重中之重為預(yù)防井下硫化氫氣體中毒。

[1]GB 50268—2008，給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]吳麗娟.城市污水管道頂管施工工藝及問題[J].科技資訊,2009(8):32.