基于內(nèi)鉆孔插管壓密注漿的管廊底板空洞修復(fù)技術(shù)

羅志浩 陳 勇 陳 華 劉 斌 潘鈞俊 劉篤興 戴小鋒

中國建筑第八工程局有限公司 上海 201204

隨著市政基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國綜合管廊建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般興起。然而，對(duì)于地下空間結(jié)構(gòu)綜合管廊的建設(shè)，管廊底板空洞[1-4]是其面臨的普遍通病，特別是對(duì)于軟土地質(zhì)及某些臨海沖積性泥塘地質(zhì)，其影響愈加顯著。此外，在管廊施工過程中，施工雨季和相關(guān)作業(yè)的間歇性都會(huì)加劇管廊底板空洞現(xiàn)象擴(kuò)大化。為高質(zhì)量、高效率修復(fù)管廊底板空洞缺陷，在借鑒傳統(tǒng)管廊缺陷修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上[5-9]，克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種基于管廊底板空洞的內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置，針對(duì)管廊底板不同程度的空洞狀況，在管廊底板因地制宜、科學(xué)地布設(shè)注漿孔并進(jìn)行測(cè)量定位，對(duì)待開孔部位進(jìn)行內(nèi)鉆孔插管壓密設(shè)備的安裝進(jìn)行鉆孔、連管，漿液配制完成后，將配制好的水泥漿液通過注漿管進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。該方法避開了傳統(tǒng)注漿方式的長(zhǎng)路徑、低流量、易堵塞等缺陷，具備施工質(zhì)量高、作業(yè)短時(shí)高效、節(jié)約施工成本、作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn)，解決了管廊底板空洞問題，消除了綜合管廊結(jié)構(gòu)性質(zhì)量隱患。通過注漿加固彌補(bǔ)了底板空洞缺陷，從而防止了綜合管廊后期發(fā)生滲水和裂縫結(jié)構(gòu)破壞問題。

1 工程概況

杭州蕭山國際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程市政配套工程綜合管廊項(xiàng)目，為兩艙現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，縱、橫向各1條，縱向管廊位于14號(hào)路下，橫向管廊位于1號(hào)路下。

如圖1所示，1號(hào)路與14號(hào)路交叉口下方，地面為機(jī)場(chǎng)主要通行道路空港大道（1號(hào)路）和航景路（14號(hào)路），是進(jìn)出機(jī)場(chǎng)和T4航站樓施工車輛通行的主要通道。道路下方為機(jī)場(chǎng)新建綜合管廊，采用分離式上下結(jié)構(gòu)，下方為東西向1號(hào)路綜合管廊，上方為南北向14號(hào)路綜合管廊。管廊頂部與地面道路路基之內(nèi)存在給水、雨水、污水、燃?xì)狻⑼ㄐ诺戎匾芫€。

圖1 1號(hào)路與14號(hào)路交叉口管廊三維模型

2 管廊底板空洞問題

2.1 管廊底板空洞現(xiàn)象

本次施工區(qū)域：1號(hào)路與14號(hào)路交叉口綜合管廊段，地處縱橫交通面，施工工況和空間作業(yè)因素復(fù)雜；管廊上方為十字交叉路口，車流量、交通壓力大，管廊頂板與路面中間各類管線錯(cuò)綜復(fù)雜，施工難度大。此外，管廊區(qū)域?yàn)榈湫偷呐R海沖積性泥塘地質(zhì)，造成地下空間結(jié)構(gòu)施工難度較大。在水文地質(zhì)條件和杭州雨季自然環(huán)境等客觀因素影響下，施工過程中存在難以避免的某些作業(yè)缺陷，致使本次交叉路口綜合管廊段出現(xiàn)了管廊建設(shè)過程中的普遍通病，即管廊底板空洞現(xiàn)象。

2.2 管廊底板空洞要因分析

管廊底板空洞現(xiàn)象與地下空間結(jié)構(gòu)水土穩(wěn)定性息息相關(guān)，其底板空洞現(xiàn)象產(chǎn)生原因如下：

2.2.1 與前期工程的接頭滲水

在進(jìn)行1號(hào)路與14號(hào)路管廊2/5區(qū)施工時(shí)，需將前期工程中管廊接頭挖出并進(jìn)行順接。前期工程施工完成后已將所有降水井封閉，并將SMW工法樁型鋼全部拔除。由于前期工程圍護(hù)型鋼已拔除，圍護(hù)體系已失效。雖然本期工程施工時(shí)在坑外布置了降水井，但地下水較多，基坑開挖過程中有大量水從前期工程圍護(hù)體系滲入本期工程基坑，導(dǎo)致管廊側(cè)墻外側(cè)水土流失嚴(yán)重。前期工程底板降水井已全部封閉，基坑開挖見底后，由于前期工程管廊底板下方無法降水，大量水涌入基坑，導(dǎo)致管廊底板水土流失嚴(yán)重（圖2）。

圖2 前期工程接口處底板漏水

2.2.2 給水管線滲水

1號(hào)路和14號(hào)路有南北向及東西向2條給水管線，由于管線使用年限較長(zhǎng)，承插口處可能局部脫落，管線一直處于漏水狀態(tài)。漏水導(dǎo)致基坑外側(cè)水土流失，造成道路下方空洞并沉降（圖3）。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)管線滲漏空洞

3 管廊底板空洞修復(fù)技術(shù)

3.1 管廊底板空洞修復(fù)注漿裝置

管廊基坑滲水的出現(xiàn)直接導(dǎo)致管廊底板水土嚴(yán)重流失，水土之間相互作用的力學(xué)平衡體系被打破，從而導(dǎo)致管廊在底板施工過程中發(fā)生涌砂現(xiàn)象，導(dǎo)致管廊底板脫空，最終影響整個(gè)管廊結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量體系和功能使用性。在面臨管廊空洞問題時(shí)，目前通常采取地上地質(zhì)鉆機(jī)成孔后退式壓密注漿方式，在管廊外側(cè)鉆孔并進(jìn)行高壓注漿，其漿液經(jīng)SMW工法樁和管廊側(cè)墻結(jié)構(gòu)擴(kuò)散至管廊底部，從而達(dá)到底板空洞封補(bǔ)效果。

傳統(tǒng)注漿裝置在修復(fù)管廊底板空洞時(shí)有如下缺點(diǎn)：該裝置對(duì)管廊底板空洞修復(fù)的適用性較差，管廊底板空洞的區(qū)域性與該裝置注漿作業(yè)范圍的外圍性定位貼合度不高；該裝置對(duì)管廊底板空洞修復(fù)的工作效率低下，其表現(xiàn)的漿液流動(dòng)方式為擴(kuò)散式，注漿流量小，注漿時(shí)間長(zhǎng)，特別是對(duì)于具有較大空洞缺陷的底板而言，其修復(fù)效果較差；該裝置在作業(yè)準(zhǔn)備前，需要預(yù)留的開鉆孔較深，增加了施工成本、影響了工作進(jìn)度；該裝置在工作中，由于其漿液的流動(dòng)路徑長(zhǎng)，易形成堵管現(xiàn)象，因此，在裝置作業(yè)過程中需進(jìn)行清管處理，從而影響了注漿作業(yè)的連續(xù)性，加大了作業(yè)人員的工作負(fù)荷。

為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種用于管廊底板空洞修復(fù)的內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置（圖4），以用于修復(fù)管廊底板空洞問題。該裝置通過底板及墊層結(jié)構(gòu)所鑿開的注漿孔，在現(xiàn)場(chǎng)工作及相關(guān)裝置安裝布設(shè)等準(zhǔn)備就緒后，依靠高壓注漿方式進(jìn)行管廊底板空洞修復(fù)工作，以期解決管廊結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題，避免管廊安全性及相關(guān)滲水性問題的出現(xiàn)，不影響后期綜合管廊功能性使用。

圖4 內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置安裝效果圖

3.2 內(nèi)鉆孔插管壓密注漿技術(shù)

本次管廊底板空洞修復(fù)采用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿技術(shù)進(jìn)行加固作業(yè)，其作業(yè)流程為：布設(shè)注漿孔→鉆孔、注漿→封孔。

1）布設(shè)注漿孔：現(xiàn)場(chǎng)用尺量，在底板上按縱向10 m設(shè)置1處定位注漿孔臨時(shí)點(diǎn)位（圖5），并用紅油漆標(biāo)識(shí)。如施工過程中發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)位無法進(jìn)行注漿，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整其他點(diǎn)位繼續(xù)補(bǔ)孔。在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)注漿效果調(diào)整注漿孔的點(diǎn)位、數(shù)量，當(dāng)土體較松散、注漿通暢時(shí)，可加密注漿孔。

圖5 管廊底板注漿孔位

2）內(nèi)鉆孔插管壓密注漿的裝置搭接：測(cè)量定位→底板切縫鑿除→放置橡膠墊及鋼板并用膨脹螺栓固定→焊接注漿管→鉆設(shè)注漿孔→安裝閥門。

3）鉆孔：根據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)位進(jìn)行防水設(shè)置，設(shè)置完成后采用電鉆鉆穿底板結(jié)構(gòu)進(jìn)行成孔，鉆孔直徑30 mm，鉆孔深度以進(jìn)入底板墊層底為宜。

4）連管：注漿管采用無縫鋼管加工，按設(shè)計(jì)要求從結(jié)構(gòu)開孔處打入需注漿的土體區(qū)域。

5）漿液制作：注漿材料水泥漿，水泥漿液用P·O 42.5水泥配制。漿體應(yīng)經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌均勻后才能開始?jí)鹤ⅲ?yīng)在注漿過程中不停緩慢攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)小于漿液初凝時(shí)間。

6）注漿：在一切工作都做好后方可開啟注漿機(jī)進(jìn)行注漿，當(dāng)注漿壓力持續(xù)穩(wěn)定，不進(jìn)漿、進(jìn)漿量很少，或從排氣孔冒漿時(shí)，即可停止注漿，關(guān)閉孔口閥門，拆除和清洗管路，進(jìn)入下一個(gè)孔位進(jìn)行施工。

7）封孔：待注漿孔內(nèi)漿液凝固，且注漿孔位置無滲漏水情況時(shí)，沿大鋼板上口切割掉注漿管，并采用小鋼板焊接封閉注漿孔，然后澆筑細(xì)石混凝土恢復(fù)底板及上部找平層。清掃、清理周邊混凝土，完成注漿工作。

3.3 技術(shù)應(yīng)用成效

采用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿技術(shù)進(jìn)行管廊底板空洞修復(fù)，在整個(gè)操作過程中作業(yè)簡(jiǎn)單、無技術(shù)難點(diǎn)，適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員靈活使用。注漿裝置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況（底板空洞程度）進(jìn)行裝置調(diào)試，因地制宜、靈活作業(yè)。無論是在修復(fù)質(zhì)量上，還是作業(yè)效率和施工成本優(yōu)化上，本技術(shù)都取得了較好的實(shí)施效果。

4 結(jié)語

在本次杭州蕭山國際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目中，關(guān)于1號(hào)路與14號(hào)路交叉處綜合管廊段底板空洞問題的修復(fù)應(yīng)對(duì)過程中，在傳統(tǒng)注漿修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)創(chuàng)新，利用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿方法對(duì)管廊底板空洞進(jìn)行修復(fù)，取得了顯著成效：注漿裝置靈活性強(qiáng)、使用方法簡(jiǎn)單、效率高；內(nèi)鉆孔插管壓密注漿提高了綜合管廊底板注漿施工質(zhì)量，消除了管廊結(jié)構(gòu)性質(zhì)量安全隱患；提高了工人作業(yè)效率，節(jié)約了工期與成本；實(shí)用性強(qiáng)，能夠解決現(xiàn)存的管廊底板空洞通病，具備應(yīng)用推廣性。