王 斌，魏 强

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西 西安 710065）

0 引言

随着我国城市化快速推进，城市范围快速扩张，部分城市基础设施因超负荷运行、年久失修，使用过程出现部分隐患，城市排水箱涵就是其中之一。本工程中的箱涵断面尺寸高4.5 m×宽5 m，因使用过程中年久失修，发生了严重的腐蚀、渗漏现象（见图1），且部分涵段上部地面已改为城市道路及房屋建筑，受周边环境及箱涵内空间限制，开挖修复基本不可能实现。非开挖修复传统方法一般为内衬钢筋混凝土修复，此法因钢筋、混凝土用量大，受限于箱涵内空间限制，施工速度慢，施工难度大，且此法会侵占箱涵过流断面，影响行洪。为保证施工安全，该排水箱涵修复只能在枯水期施工，工期短、任务重。经过查找相关资料及其它修复工艺，决定将市政排水管道非开挖修复中的HDPE 衬垫法施工技术应用于本工程箱涵修复。HDPE 速隔垫具有材料轻便、强度高、光滑耐腐蚀等突出优点[1]，但箱涵对比管道具有断面尺寸大、注浆量大等特点，本文针对该工程施工过程中的特点，对其施工方法进行介绍。

图1 箱涵现状图

1 工程概述

本工程中所述箱涵位于深圳市龙岗区，箱涵断面尺寸：高4.5 m×宽5 m，该箱涵原来是一条河道，上游有一座小型水库，在十年前因政府规划改为暗涵，为钢筋混凝土结构，部分涵段上部地面已改为城市道路及房屋建筑，箱涵周边由于经济发展已建成大量道路、工厂、居民区等，有大量的污水流入箱涵。

深圳市属南亚热带海洋性季风气候区，光照充足，气候温和湿润，雨量充沛，多年平均降雨天数140 d。夏秋季节常受台风影响，台风是造成本区域灾害性天气的主要因素，该地区暴雨主要为台风雨和锋面雨，其中由台风带来的降雨量所占的比重较大，常形成暴雨灾害。汛期箱涵除直接排放流域地面汇集流入的降水外，还承担上游水库泄洪水水量排放。

在十余年使用过程中箱涵壁发生了严重的腐蚀，原施工缝存在较大渗漏现象，如任其发展可能会造成箱涵背部脱空甚至影响涵身结构安全，存在较大安全隐患。针对该箱涵病害，经全面勘察及设计论证，结合施工现场实际情况，决定采用HDPE速隔垫衬垫法对此箱涵进行修复。

2 材料特性

HDPE 速隔垫属于热塑性高分子片材，具有延展性好，防渗耐腐蚀性好，光滑度高，采用独特的V 型键锚固[1]。主要物理性能见表1。

表1 速格垫物理性能指标

高徽浆（灌浆料）主要由水泥、专用外加剂，并辅以多种矿物改性组分和高分子聚合物材料配合组成，具有低水胶比、高流动性、零泌水、微膨胀、耐久性好的特点，施工时，直接加水搅拌使用[2]。主要物理性能见表2。

表2 高徽浆灌浆料物理性能指标

3 施工方法介绍

3.1 施工准备

施工人员进入箱涵应佩戴专业劳动防护用品及通讯设备，设置专职安全监督人员监管。箱涵内流水属雨污混流且上游有水库，施工前应与气象部门及上游水库管理部门取得联系，掌握气象信息及上游水库调度信息，还应检测箱涵内氧气及有毒有害气体情况，避免有毒有害气体中毒，施工过程中保证箱涵内持续通风，做好箱涵内照明。准备工作完成验收合格后方可进入，根据设计图纸排查箱涵内部情况，掌握施工现场实际情况，确认无误后组织施工。

3.2 导流

箱涵施工安排在枯水期11 月～次年3 月，导流流量根据枯水期小雨时水量计算。采用全断面围堰挡水、导流管过流方式。围堰采用砖砌墙围堰，墙厚37 mm，墙高1.2 m，导流管采用直径600 mm 的PVC-UH 塑料管拼接，底部采用钢筋支架支撑，导流管离地高度30 cm。

3.3 清淤

箱涵经过十余年的运行中底部有大量淤积，首先用小型铲车将垃圾、淤泥等铲至工作井口，装进吊斗，吊车吊运至运输汽车上拉到指定位置弃置。底板剩余少量淤泥用水泵冲洗至工作井井口围堰处，采用吸污车抽排[3]。

3.4 冲洗

为保证施工质量，速隔垫安装前采用高压水枪将箱涵壁上的氧化物、藻类、泥土等杂物冲洗干净，露出原箱涵混凝土基面，以利于高灰浆与原箱涵混凝土结合牢固。

3.5 速隔垫安装

1）因箱涵断面尺寸较大，为便于速隔垫安装并保证速隔垫固定牢固，在老箱涵壁上布置0.6 m×0.6 m 的固定垫片。垫片安装前先采用弹线法在箱涵侧壁及顶部确定固定速隔垫的垫片位置，再打孔安装垫片，待速隔垫安装后将垫片与速隔垫本身熔接在一起。垫片安装见图2。

图2 垫片安装

2）沿箱涵周边展开一圈速隔垫贴在墙壁上，通过墙壁预先安装的垫片固定速隔垫，紧贴固定好的速隔垫安装下一圈速隔垫，两圈速隔垫搭接3 cm～5 cm，速格垫接缝采用专用热熔设备熔接在一起。

3）每段速隔垫连续安装长度根据原箱涵伸缩缝位置确定，在伸缩缝位置断开。

4）每段速隔垫安装完成后在安装注浆管与溢浆管，然后采用不锈钢板将上下游端部封闭，并采用专用封堵材料将除注浆管与溢浆管外的缝隙全部封堵，保证不漏浆。注浆管设3 个，分别安装在速隔垫上游端部顶板中间及两侧壁顶部。溢浆管安装在速隔垫上游端部顶板及侧壁，间距50 cm。

3.6 安装固定模板

因该箱涵断面较大、长度较长、注浆量大，为避免速隔垫注浆时发生破裂、鼓包等质量问题，决定搭设满堂架、四周安装木模板对速隔垫进行支撑。速隔垫安装后与原箱涵壁间隙仅2 cm，注浆采用无压力注浆，本工程满堂架间排距按1.5 m控制满足承重要求。满堂架安装完成后安装模板，模板采用厚度1.8 cm 的竹胶板，外部采用4 cm×9 cm 方木围柃，方木间距40 cm，围柃采用可调顶托与满堂架固定牢固。

3.7 注浆

高徽浆材料为购买的成品料。可采用水泥浆自动搅拌机搅拌均匀，水泥浆自动注浆机注浆。注浆分3 次进行，先注底板、再对称均匀注两侧侧壁、最后注顶板。随着浆液上升，最低的溢浆管会先溢出浆液，然后将最低处溢浆管封堵并继续注浆，直至整段速隔垫内全部注满浆液。

3.8 模板拆除

根据速隔垫材料性能试验及以前施工经验，注浆完成后48 h 即可拆除模板。

3.9 质量保证措施

1）箱涵基础面处理必须干净。松动混凝土块、淤泥、氧化物、藻类等应全部清理干净，确保高灰浆与混凝土面结合紧密。

2）速隔垫安装。速隔垫应与垫片焊接牢固，缝熔接应饱满、平整，安装后速隔垫表面应平整[4]。

3）封堵。灌浆前每段速隔垫端头封堵及灌浆过程中溢浆管封堵至关重要，如封堵不严，将导致浆液渗漏，进而导致内部注浆不饱满，造成空洞。

4）模板加固。模板应平整、加固牢固，保证注浆过程中不变形。否则将导致注浆过程中速隔垫膨胀、凸起，影响箱涵内壁整体平整性，造成浆液浪费，侵占正常过流断面。

5）注浆质量。首先保证浆液质量，严格按照厂家给定的水灰比配置浆液，保证浆液搅拌充分、均匀，制备的浆液应在浆液初凝前全部注完，注浆过程中保证不漏浆。

3.10 安全保证措施

1）工作井周边防护栏、安全网等安全防护设施应按要求布置。安全通道符合规范要求。

严格做好有限空间施工安全管理，施工前井内通风、照明设备应配备到位。作业前遵循先通风、再检测、后作业的原则，保证箱涵内氧气充足，毒有害气体浓度不超标[5]。

2）所有配电箱、用电设备应做好接地、接零保护，施工照明采用24 V 安全电压。配电系统专人管理，非专业电工或操作人员不得乱动用电设备。

3）安排专人在井口值守，所有人员进入箱涵必须登记并正确佩戴防护用品。

4）施工人员正确佩戴劳动防护用品。施工人员全部佩戴防毒面具、佩戴有毒有害气体检测仪、对讲机等，安装顶板垫片及速隔垫的人员应佩戴安全带。人员在箱涵内连续作业时间最长不得超过1 h[5]。

5）注浆过程中应安排专人管理制浆机、注浆机，箱涵内安排专人看管模板及注浆情况，防止出现意外情况。

6）拆模板及满堂架时应自上而下拆除，材料应缓缓放下，防止损坏速隔垫或砸伤人员。

4 速隔垫衬垫法与混凝土衬砌施工优势对比

4.1 操作简便

就排水箱涵修复施工来说，速隔垫衬垫法施工主要工艺包括：导流、清淤、堵漏、冲洗、安装速隔垫、模板支撑、注浆、模板拆除。

混凝土衬砌施工主要施工工艺包括：导流、清淤、堵漏、冲洗、底板钢筋安装、底板混凝土浇筑、侧墙及顶板钢筋安装、模板及满堂架安装、侧墙及顶板混凝土浇筑、模板及满堂架拆除、回填注浆[6]。

对比混凝土衬砌施工，速隔垫衬垫法整个施工过程中工序少、工序简单，便于施工。

4.2 施工速度快

速隔垫衬垫法施工工艺简单，施工材料轻便，材料转运快，且可以一次全断面衬垫施工，有利于缩短工期。

按15 m 为一个长度单元，12 人为一个班组，分别计算传统混凝土衬砌与速隔垫衬垫施工工期。工期计算不考虑导流、清淤、堵漏钢筋加工等可提前完成或相同工序，只考虑基础处理至模板拆除完的阶段，采用传统混凝土衬砌与速隔垫衬垫施工每道工序所需时间对比见表3。

表3 混凝土衬砌与速隔垫衬垫施工时间对比

通过分析可知，以15 m 为一个单元进行施工，速隔垫衬垫法施工时间比混凝土衬砌法施工时间节约7.5 d，节约1/3 时间，施工速度优势明显。

4.3 施工效果好

采用速隔垫修复后箱涵具有过流断面损失量小、耐腐蚀性好、抗渗性好、减少藻类滋生、加快水流流速等特点，此法不会减少箱涵过流量、适应性强、施工效果好。安装速隔垫后效果见图3。

图3 速隔垫安装后效果

4.4 施工成本低

施工用的HDPE 速隔垫、高徽浆等材料较易采购，且速隔垫衬垫法修复箱涵施工工序简单、材料轻便，与传统钢筋混凝土衬砌法修复对比施工速度优势明显，总体施工成本较低。

5 结语

本文分析HDPE 速隔垫材料特性，介绍HDPE 衬垫法在大断面排水箱涵修复施工应用中工艺方法，同时通过与传统钢筋混凝土衬砌施工中施工工序及施工工期对比分析，HDPE 速隔垫衬垫法在大断面箱涵修复施工具有明显优势，在施工工期方面、防渗耐腐蚀性方面、施工成本控制方面具有突出优点，特别是不会损失箱涵过流能力，不影响行洪，在老旧河道暗涵、老旧污水箱涵承载能力满足要求的前提下，采用HDPE 速隔垫衬垫法修复大断面老旧箱涵具有较大的推广价值。