高聚物注漿及離心澆筑法在檢查井修復中的應用

【摘 " "要】：針對市政管網檢查井因老化等因素影響發生的破損、滲漏等容易造成水環境污染、水土流失、地面坍塌的問題，以天津市高水位地區某檢查井為例，闡述高聚物注漿及離心澆筑法非開挖修復檢查井的原理、設計思路、施工流程。工程實踐表明，該方法能有效且高效地非開挖修復高地下水位地區老舊檢查井存在的結構性缺陷。

【關鍵詞】：檢查井；非開挖修復；高聚物注漿；離心澆筑法

【中圖分類號】：TU990.3 【文獻標志碼】：C 【文章編號】：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、修復等維護工作[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滲漏、破裂等結構性缺陷，繼而引發道路塌陷、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]。常用的檢查井修復方法為明挖修復，受地面交通、地面構筑物、綜合管線等的影響，施工時會受到極大限制[4]；針對檢查井的非開挖修復技術發展比較緩慢，到目前為止業界還未形成針對高地下水位檢查井非開挖修復的工藝及流程。本文以天津市高水位地區某排水管網檢查井為例，考慮該檢查井所處區域水文地質條件、檢查井破損情況，采用井內高聚物注漿+離心噴筑法對該檢查井進行非開挖修復。

1 修復工藝

1.1 高聚物注漿

將雙組分非水反應類高聚物材料注入目標位置，利用其本身的膨脹性及固化后的高黏結性達到填充脫空、封堵滲漏和抬升沉降管道的目的[2，5]。材料不需要現場的介質參與化學反應，而是雙組分材料混合后自身發生反應并膨脹發泡固化，既適用于有水環境，也適用于無水環境等[6～7]。其特點是達到堵漏強度只需幾十秒，甚至幾秒；不會持續擠壓管壁；材料膨脹比達20倍以上，可迅速堵漏；井內小槍頭注漿，過程可控；井內靶向修復，注漿位置可控，注漿壓力可控；閉孔材料，防水性能優良；材料耐腐蝕，遇水不收縮；高聚物與周圍土體結合緊密，形成復合防滲體系。

1.2 離心澆筑

利用高速旋噴器產生的離心力將調配好的、為檢查井修復研制的高性能復合砂漿，均勻、連續地澆筑到待修復檢查井內壁；使用卷揚懸吊旋噴器在井內上下往復移動，從而在井壁形成厚度均勻連續的內襯。該技術可實現對老舊檢查井的結構性修復[5～6]。

2 工程應用

2.1 工程概況

檢查井位于天津市高水位區域市政道路行車道上，周邊為工廠，路面有大型貨車經過；井底埋深約5 m、井中心2 m范圍內有其他管線存在，道路出現塌陷。目標檢查井為磚砌4通污水檢查井，兩側主管道埋深不同，上游管道埋深淺，下游管道埋深深，管道滿管水運行，支管內部無來水。見圖1。

在電視檢測（CCTV）方法檢測后發現檢查井存在嚴重的結構性缺陷，地下水入滲嚴重，具體為檢查井壁存在嚴重結構性缺陷，井筒處支管下側與井壁接觸處有明顯空洞及涌水現象；井室抹面脫落，磚面裸露，磚縫間滲漏嚴重，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，管底基礎缺失已形成空洞，檢測中發現有流泥現象；檢查井底部缺失混凝土井底板，井底涌水現象嚴重。見圖2。

2.2 高聚物注漿施工流程

2.2.1 封堵降水

1）空氣安全測定。進入施工現場前需先對管道內有毒、有害氣體進行測定，確認安全。工作人員必須持有經安全技術部門培訓取得的下井合格證件，遵守CJJ 6—2009《城鎮排水管道維護安全技術規程》、CJJ 68—2016《城鎮排水管渠與泵站運行、維護及安全技術規程》，采取有效的安全措施，方可下井。

2）堵水、調水。首先，潛水員下井清理待修復段上游2 m內管道和井底雜物、垃圾；放入氣囊開始充氣，壓力達到0.05 MPa時撤出潛水員，繼續加壓至0.1 MPa并保持；在井口橫置工字鋼，固定氣囊牽引繩和進氣閥門、進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架設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 檢查井臨時堵漏

采取臨時措施讓檢查井在短期內減小滲漏量，為注漿工作提供適宜環境。臨時堵漏效果明顯，達到修復條件。見圖3。

2.2.3 檢查井加固堵漏

1）高聚物注漿技術檢查井防滲加固一般施工工藝

（1）利用雷達對檢查井周邊情況進行檢測，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，根據現場情況可適當增加布孔，本次注漿共鉆孔42個。見圖4。

（3）使用鉆機進行鉆孔，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合，將注漿帽置入注漿管外部端口內。

（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生化學反應，由液體變為固體，體積迅速膨脹填充到墻體中的空隙處，達到填充空洞和縫隙以及封堵滲水固結土體的目的。本次注漿量約470 kg。見圖5。

（7）施工區域作業完成后，注意觀察注漿封堵情況，周邊孔是否冒漿。

（8）對施工作業區進行清掃，進行下一道處治工序。

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

2）修復管底井壁

在前期調查中，井底管壁缺失處有泥土往外流出至井底，需要先對缺失位置進行高聚物注漿加固，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。見圖7。

2.2.4 磚砌井壁及檢查井筑底

井底流泥現象得到有效解決后，處理檢查井壁缺失問題。采用井下砌磚壁來對井壁進行修復。修復時，利用水泥砂漿和建筑用磚塊砌井壁，待結構穩固后，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，在井下作業時，存在超挖導致檢查井破壞的可能性?？紤]“高聚物注漿+混凝土澆筑”來進行井底加固修復。修復時，利用長注漿管（80 cm）對井底進行高聚物加固，此時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技術

2.3.1 施工設備

噴涂技術的主要施工設備有：旋噴器、砂漿泵、攪拌機、提升卷揚、空壓機、發電機等。

2.3.2 噴涂專用內襯材料

噴涂專用的內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，具有強度高、涂抹性好、耐磨及耐腐蝕等特點。

2.3.3 預處理

施工前，需要對待修復檢查井內壁進行比較徹底的預處理，以提高內襯與井壁的黏結力。檢查井預處理應符合以下要求：

1）在檢查井清洗前，應在井底鋪設網袋，用于收集井壁高壓清洗時掉落的大塊雜物，以免被沖入管道；

2）井壁應無污泥、垃圾、油脂等異物且井壁上的腐蝕層或松散結構均應清除，既有有機涂層或內襯清除干凈，以增強內襯與基體的黏結力；

3）井壁漏水時，應結合具體情況，采用快硬水泥或壓力注漿等方式進行封堵；

4）大裂縫、凹陷坑、結構脫落等部位應用砂漿填實抹平，避免空鼓；

5）若井壁外圍存在空洞，應采取注漿等方式將其填充，確保井外地層穩定；

6）若檢查井有整體下沉或者基礎缺失，應進行地基處理或重構井底，使檢查井基礎穩固；

7）修復井底時要切斷管道來水，若需要更換井內踏布，應在內襯澆筑前實施。

2.3.4 離心澆筑

預處理完成后進行檢查井離心澆筑。

3 結語

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破損檢查井修復。高聚物材料能與周圍土體結合緊密，形成復合防滲體系；其凝固時間可調、非水反應、膨脹比大的特點適用于高水位地區檢查井非開挖修復；采用的井內靶向修復能有效控制注漿量及材料對井壁的壓力。離心噴筑工藝所用的高性能復合砂漿材料具有結構強度大、抗滲強及耐久性好的特點，可有效加固檢查井結構。

參考文獻：

[1]周 維，馬保松. 國外常用的檢查井修復方法介紹[C].中國地質學會非開挖技術專業委員會（China Society for Trechless Technology（CSTT））.2014年非開挖技術會議論文集.中國地質大學（武漢）工程學院，2014：5.

[2]仝志強，靳東杰，韓 璐. 檢查井修復新工藝——改性聚脲原位噴涂[J]. 城市勘測，2019，（S1）：261-264.

[3]王 新，谷雪影，宗軍良，等. 城市道路檢查井病害研究現狀綜述[J]. 中國水運（上半月），2022，（1）：147-149.

[4]周建波，脫 晨. 豐水地區混凝土檢查井底板滲漏非開挖修復施工方法[J]. 四川水利，2022，43（5）：98-100.

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[7]石明生，于冬梅，王復明. 高聚物注漿材料的彎曲性能[J]. 材料科學與工程學報，2010，8（4）：514-517.