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丰水地区混凝土检查井底板渗漏非开挖修复施工方法

2022-10-29周建波脱晨

四川水利 2022年5期
关键词:污水泵检查井气囊

周建波,脱晨

(1.中国水利水电第五工程局有限公司,成都,610066;2.邢台路桥建设集团有限公司,河北邢台,054001)

0 引言

检查井是为城市地下雨、污水管网基础设施的维修、安装方便而设置的,是市政管道系统基础设施的重要组成部分。检查井一般设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处,以及直线管段上每隔一定距离处,是便于管道系统定期检查的附属构筑物。检查井虽是一种附属构筑物,但对于市政雨、污水管网工程作用巨大,必须按照设计要求进行施工。否则,轻则渗水量大,增加市政雨、污水管网的运行费用和处理负担;重则可能造成地下水、土壤污染的严重后果。

检查井渗漏会造成土壤污染、水环境污染、水土流失,严重时会导致地面掏空坍塌,引发安全事故,现状老旧检查井常规采取明挖原位新建来修复,明挖修复往往受地面交通、地面构筑物、综合管线等影响无法施工。非开挖修复工艺对周边环境影响小、施工简单便捷,近年来被广泛应用于老旧排水管网系统改造中。本文以新都区毗河流域水环境综合整治PPP项目-清流镇雨污水管网改造工程为例,对丰水地区混凝土检查井底板渗漏非开挖修复的施工方法进行分析总结。

1 工程概况

新都区毗河流域水环境综合整治PPP项目-清流镇雨污水管网改造工程主要对城镇排水系统进行治理。工程位于成都市新都区清流镇,污水管道施工5684m,其中d600钢筋混凝土污水管施工1450m;d500钢筋混凝土污水管施工889m;d400钢筋混凝土污水管施工394m;DN300HDPE热态缠绕B型管2951m。检查井共计220座,埋设深度在1.5m~3m。

根据钻孔水文地质观测资料,场地地下水主要赋存于砂、卵石层中,属孔隙潜水,由大气降水及地表水补给,经地下径流及地面蒸发排泄。粉质粘土为隔水层;素填土、粉土为弱透水层;细砂、卵石属强透水层及含水层,水位随季节性变化较大。勘察时为地下水丰水期,初见水位在砂、卵石层中,实测地下水静止水位埋深为0.9m~3.0m间,绝对标高在527.32m~532.20m左右。地下水位年变幅1.5m~2.0m左右。根据区域水文地质资料,该区丰水期为6-9月,枯水期为1-3月,其余月份为平水期。据了解,近年来最高地下水静止水位约为现地面下1.0m。

2 非开挖修复技术适用条件及工艺原理

检查井出现散渗或集中渗漏的原因,主要是由蜂窝、空洞、不密实及抗渗标号低等缺陷造成[2]。非开挖修复技术适用于城镇市政管网工程中检查井埋深较深、地下水位较高、交通量大、开挖空间受限等区域的检查井底板渗漏情况的修复。

检查井非开挖修复方法主要有检查井预制内衬法、紫外光固化法、离心喷涂法、玻璃纤维贴片加固法、灌浆修复等方法,根据新都区清流镇地质条件及检查井渗漏情况,针对地下水位高的特点,采用在检查井内降水进行底板修复的方法。

先用污水泵把检查井内水抽干,找到底板渗漏点,并标记好位置。当水压不大于0.01MPa(小于1m水头),漏水孔较小时可用直接封堵法。先将漏水孔凿毛,并把孔壁凿成与混凝土表面接近垂直的形状,不能剔成上大下小的楔形槽。用水冲净槽壁,随即将快凝止水灰浆捻成与槽直径相近的圆锥体,待灰浆开始凝固时,迅速用力堵塞于槽内,并向孔壁四周挤压使灰浆与孔壁紧密结合,封住漏水。外面再涂抹防水砂浆保护层[3]。

严重涌水时需拆除溜槽和底板,在凿除混凝土底板10cm×10cm的范围处插入一根PE塑胶管(管径根据现场渗水强度选择),插入深度控制在0.9m~1m左右,通过塑胶管连接粉碎自吸式污水泵降低地下水。水位降低后,检查井垫层以下采用C15防渗、早强、微膨胀混凝土进行填充,人工再用堵漏王进行防渗处理,在底板无漏水的情况下,安装气囊做内模进行底板和溜槽的整体浇筑。浇筑完成后污水泵继续抽水,直到混凝土终凝为止。最后再取出污水泵,截断PE塑胶管并采用防渗水泥砂浆及堵漏剂进行封堵。如此底板渗漏修复处理完成。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

潜水泵底板表面抽排水→溜槽及底板凿除→降水花管降水→底板以下填充防渗混凝土→人工防渗处理→底板钢筋重新绑扎→配置专用混凝土→定制气囊封口→底板、溜槽混凝土浇筑、振捣→等强、降水井至少抽水10h以上→拆除溜槽气囊内模→拆除降水管→封堵降水口(泄压孔)。

检查井底板渗漏修复与混凝土浇筑施工工艺如图1、图2所示。

图1 检查井底板渗漏修复施工工艺示意

图2 底板、溜槽混凝土浇筑施工示意

3.2 施工要点

3.2.1 溜槽和底板凿除

采用污水泵排除井内积水,标记渗漏位置、大小,人工采用风镐凿除溜槽及底板混凝土,再扩大底板以下渗漏处。

3.2.2 自制花管降水

根据地下水位的降水深度、底板土体的渗透系数,估算出渗入渗漏处理装置中的水的流量,再选择花管直径及降水泵的扬程及流量。降水的效果直接影响到处理底板漏水的成败。

根据实际测试,为方便施工,硬质PE管更方便操作,在管壁间隔2cm打梅花形孔,用于地下水进入管体,用降水泵抽出,可增加小型降水管的直径也可增加打入地下的深度,以提高降水井的降水效果。

3.2.3 封闭底板渗漏

在插入降水管降水处的底板以下采用防渗混凝土进行填充,以封闭底板渗水,保证后续干地施工。

3.2.4 定制气囊安装

根据实际管道走向(夹角)、管径大小,定制橡胶气囊,等待底板钢筋绑扎工作完成后,即可安装定制气囊,用于底板和溜槽同时浇筑的内模,达到一体化施工,提高整体性和防渗性,一次成型的效果。

3.2.5 专用混凝土调配

因丰水地区地下水位底板处理要解决承压(强度)及防渗问题,平时用的混凝土根本达不到要求,根据实际需要调配出能够快速初凝并达到一定强度,且能有效闭水的快凝水防水混凝土(称之为“聚合水泥”)。

配合聚合水泥需要丙纶粘接胶粉、42.5普通硅酸盐水泥、粉状速凝剂、粉状抗渗剂,配比如下:胶粉∶水泥∶速凝剂∶抗渗剂=1∶10∶1∶1。

用配比好的聚合水泥替代纯水泥,再用中粗砂、石子及水(根据底板面积水的多少,可对水量做适当增减),按照常用C30的配比进行配置。

3.2.6 泄水孔的封堵

待混凝土底板及溜槽一次成型浇筑完成后,不间断降水,保证地下水位在混凝土以下,等待10h后从混凝土面剪断PE降水管,此时底板已经凝固,加上留有泄水孔,底板及溜槽的强度足以抵抗水压力,降水管会涌出压力水,然后等强度达到75%强度后进行泄水孔的封堵[1]。

溜槽浇筑完成后,泄水孔顶面距离底端的距离约1m。泄水孔封堵的方法步骤如下:

第一步,先用橡木塞(10cm)直接打进泄水孔,打入底部,完成对承压水的封堵;第二步,采用速凝堵漏王快速填充约10s,水完全堵住(填塞10cm);第三步,使用纯配置的聚合水泥砂浆填充中间(50cm),承接压力,抵抗渗漏;第四步,采用半干纯水泥浆填充顶面30cm,保证泄水孔强度。

3.3 材料与设备

3.3.1 主要材料

本方法修复施工的材料主要为堵漏王、膨胀剂、商品混凝土、PE塑料管等需满足规范设计指标要求。

3.3.2 设备

本施工方法中使用的主要设备见表1。

表1 机械设备

4 总结

本文通过对新都水环境综合整治工程项目中丰水地区检查井底板渗漏修复从方法比选、非开挖修复的优势等方面,以及对非开挖修复施工中系列技术问题进行总结,形成了可推广、可复制的施工方法。同时,随着国家对城市水环境的重视,相关水环境综合整治工程项目也将愈来愈多,该检查井底板渗漏施工方法,也为后续同类型工程的施工提供了参考。

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