胀圈内衬修复结合压密注浆技术在加固工程实例中的应用

严军，汤江平

（湖北省地质局第八地质大队，湖北 襄阳 441000）

0 引言

某工程位于城市主干道路交汇处，2021 年春汛以来城区降雨频繁， 汛期巡查发现交汇处路面发生塌陷、沉降，严重威胁道路交通和市政管线安全。 经分析，事故主要原因是管基沉降下错导致管节拉脱，在管内外水流交替升降潜蚀作用、交汇井处汇流冲刷掏蚀作用下， 管基和管周围土层颗粒流失，造成地面沉降塌陷、管身挤压开裂。 经方案对比， 采用不锈钢双胀圈局部内衬修复结合地基压密注浆（非开挖）技术对塌陷区管道工程进行维修加固。

1 工程设计

1.1 管节缝修复设计

（1）采用不锈钢双胀圈局部内衬修复技术对9个拉脱管道节头进行修复。

（2）采用快干水泥、堵漏王对管道纵向、环形裂缝进行修补堵漏。

1.2 压浆加固工程设计

根据地下管线分布情况自上游向下游将场地根据沉降不同分为3 个压浆孔加密区：Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区（图1）。

图1 塌陷区范围及管线分布

2 施工工艺和技术

2.1 双胀圈管节缝修复

先进行漏水管节缝的修复（图2），填缝、封堵漏水破损部位，再进行管基和管周填土加固。

图2 管节缝修复大样

（1）工艺流程：内窥检测→管堵和管内降水→管道清淤→节点预处理→管节缝填充止水材料→橡胶止水带固定→不锈钢圈定位→不锈钢圈固定→内窥检测。

（2）施工前采用内窥镜、管道机器人查看管道破损情况，专人检查、测量破损和淤积程度；检查管道内有毒气体和氧气含量； 施工过程采用鼓风机对管路吹风换气，保证新鲜空气循环。

（3）在管道上游、中游和下游（三处检修井）管内修筑挡水堰3 处， 利用大功率水泵向下游交汇井抽排降水。

（4）不间断管道清淤，完成后及时进行安装工序，防止降雨及排涝造成新的泥砂淤积。

（5）修复前管节缝预处理。 采用高压水冲洗管节缝两侧脱开的管缝截面和间隙， 洗除泥砂及污垢。 将混凝土接缝两侧11 cm 范围表面锉毛5 mm，用钢刷刷干净，再用丙酮清洗干净。

（6）管节缝间隙止水及堵漏施工。 用细木条将2 道Φ12 mm 橡胶止水带推送至节头外侧，应确保顺平，防止扭曲翻转。 管节头间隙内充填20 cm 沥青麻丝，应逐条、逐层填塞密实，防止夹包、空虚。将管节头缝隙填充至与两侧管壁齐平， 以便密封口能完全紧密贴合。

（7）橡胶平板止水带粘贴面锉毛，冲洗干净后刷聚氨酯密封胶， 将平板橡胶带准确布置于管节头两侧并拍平抹顺，使密封胶与管体接触牢实，边缘涂刷密封胶。

（8）安装紧固不锈钢双胀圈、卡片。 将不锈钢胀圈放置在橡胶止水带的环槽内， 先固定两端后固定中间，利用扩胀器对胀圈进行扩张，直至压紧固定，紧固压力控制不大于10 t；将与管径相同弧度的不锈钢楔插入缝隙，解除扩张器固定胀圈。 橡胶止水带和管壁之间采用快干水泥进行勾缝、抹面处理，减小阻水影响。

2.2 钻孔压密注浆加固

工艺流程：测量定位→砼路面破除→钻孔至设计深度→预埋注浆管及孔口封闭→搅拌水泥浆→压密注浆。

（1）用GPS 测设控制桩，建立测量控制网。 孔位采用钢尺测量定位，孔位偏差±20 mm。

（2）采用水磨钻对注浆孔上部沥青面层及砼水稳层进行钻孔取芯、破除。

（3） 采用履带式短螺旋钻机成孔， 孔径110～130 mm。 竖直钻孔孔深6.5～8.0 m，平均孔深7.2 m，垂直度偏差±1% ；斜孔（倾角57 °）施工孔深8.2～8.5 m，平均孔深8.3 m，角度偏差不大于1 °。 施工孔径、孔深、垂直度及角度偏差满足注浆设计和施工规范要求。 注浆管采用直径70～90 mm 镀锌管，花管段不少于1 m。 注浆管居中，孔口环状间隙采用砂浆封闭或填塞多层编织袋封闭。

（4）采用立式强制搅拌机，P·O 42.5 级普硅水泥制备水泥浆，水灰比0.5～0.8。泥浆稠度和比重符合设计及施工要求。

（5）注浆时适当上提注浆管使活络头打开，自下向上注浆，压力0.5～1.8 MPa。直至附近裂隙有浆液外渗、孔口翻浆或不吃浆为止。

（6）按照先外围后中间顺序注浆（图3），纵横向注浆孔采取间隔、跳跃式注浆，对吃浆量较大的注浆孔采用分时段间隔注浆。 对附近管线、建筑物进行沉降和位移、裂缝观测，及时预警，防止注浆施工造成不利影响。

图3 注浆加固断面

2.3 技术质量控制要点

（1）施工前采用管道机器人、内窥镜进行管内摄像、拍摄，查明加固前管道破损和漏水现状；施工过程由专人下井拍取施工部位图片； 完工后对整体形象进行摄像、录像。

（2）Ⅱ区、Ⅲ区是注浆加密施工的难点和重点，不能采用常规钻孔设备成孔，施工安全风险较大，压密注浆加固质量要求高。 Ⅱ区位于高压电缆和天然气管线之间3 m 宽的狭缝之间， 线缆走向和管道近乎垂直。高压电缆采用定向钻铺管，管径200 mm，最大埋深约7.3 m； 天然气管线采用定向钻铺管，管径200 mm，埋深3.0～3.6 m。 该区注浆孔按照逢中布置、数量适度的要求，成功避开管线；Ⅲ区位于管线密集区，由供水、电力、通讯、广电等部门现场指认和实地测设， 线缆走向和管道多呈大角度斜交，埋深1.5～3.0 m。该区施工前联系相关单位进行现场确认无误后精心布置点位， 顺利完成该部位钻孔和注浆施工。

（3）裂缝和管道破损处采用快干水泥（堵漏王）进行修补封堵、预埋注浆管，采用自下向上管内注浆的方案。 修补封堵部位须经数次检查、 修补完善， 并经试压试验达到压密注浆要求的密闭效果后方可压注水泥浆液。 注浆时掌握压力适度、注浆充分的要求，间断分时注浆，取得良好的注浆加固效果。

（4）关注雨情和管内水位、水量变化，与下游排污泵站建立施工期排水作息制度， 协调小区物业规范空调水排放、 规避生活排水高峰进行日间错峰施工，抢抓夜间施工。

（5）现场进行下井作业安全、质量技术交底，辨识危险源，制定防范措施和应急预案。 对施工人员进行安全培训，签订劳动安全协议。 召开班前会告知安全隐患和指示信号，填报每日下井作业票，使员工能熟知岗位操作和避险措施， 杜绝违章危险作业。

（6）加强对施工材料的核查和检查。 加强进场水泥保管和台账管理，确保不受潮、不遗失、不使到别处； 不锈钢双胀圈及橡胶止水带等主材均自正规生产厂家采购，材料“三证”齐全，进场时由专人检查验收。

（7）落实“三级”交底制度，落实“三检”制度和“事前、事中、事后”质量控制，确保工序验收合格。

3 结论

（1）随着城市建设发展，地下管网规模日益增大，地下空间管网分布越来越复杂。 与传统的敞开式开挖修复技术相比， 对使用功能不能中断的主干市政路和大型排水管网， 采用非开挖局部修复在技术方法上具有良好的可行性、 适用性、 经济性。

（2）管道破损漏水、漏砂造成的路面塌陷工程修复施工具较强的系统性。 管道裂缝嵌补修复、局部内衬加固完成后，须进行管基和地基土加固。 通过注浆加固形成隔水帷幕， 填充固化管道外壁和回填土之间的间隙，提高地基土的承载力。