砂層地區脫節污水管道的處理方法

李文華,吳德茂

(1.江蘇地質基樁工程公司,江蘇鎮江212001;2.鎮江市地產公司,江蘇鎮江212001)

砂層地區脫節污水管道的處理方法

李文華1,吳德茂2

(1.江蘇地質基樁工程公司,江蘇鎮江212001;2.鎮江市地產公司,江蘇鎮江212001)

分析了某污水管道脫節、開裂的原因。提出采用高壓旋噴樁對管道基礎及管道脫節口外圍土體進行快速加固,人工在管內對污水井與污水管接口開裂處、污水管與污水管接頭脫節處用樹脂進行修補處理,效果良好。

砂層地區;污水管道;脫節;加固;修復;江蘇張家港

0 引 言

張家港保稅區某污水凈化有限公司東側200m左右的第二污水井與污水管道接口存在裂隙(污水井埋深5.8m、尺寸為4.0m×6.5m,污水管埋深5.4m,管徑1.8m,裂隙縫沿管周長約1.25m、寬約15cm～24cm),污水沿其縫隙沖刷污水井周圍的土體,導致污水井周圍土體流失并形成空洞、污水井不均勻下沉、裂縫進一步加大并使與其相連的污水管道脫節、開裂。污水井及管道周圍的土體在水力的沖刷作用下大量向靠近管道的河塘中流失,使東西35m、南北48m范圍內土體有0.1m～1.2m的下沉呈大鍋底狀,河塘旁邊的水泥道路中斷、污水處理廠沉淀池泥砂沉積嚴重,污水外排及污水處理廠無法正常運行且事態不斷惡化。

根據現場地質情況和周圍環境,對管道產生脫節的原因進行分析,結合類似工程的實踐,采用了高壓旋噴對污水管道基礎、污水井地基及管道脫節處外圍土體進行加固處理,對污水井與污水管接口、污水管與污水管接頭脫節處管口采用人工用內襯法進行處理,效果良好。

1 工程情況

1.1 工程特點及要求

1.1.1 工程地質 根據工程地質勘察報告(文獻1),本區域內土層情況如下。

Ⅰ層人工吹填砂:厚度2.5m～3.1m不等,呈松散狀態。Ⅱ粉砂:灰色,含云母,層厚度1.5m～4.1m不等,一般呈軟塑—流塑狀態。

1.1.2 處理要求

①污水管道中污水不能中斷排放,污水對管道周鄰土體不斷產生沖刷、破壞,施工處理必須在有污水流動的情況下實施,加固后土體必須防止水流沖擊和攜帶、施工方法要便于污水管道脫節口快速封堵。②地面及污水管道不斷往下沉降,污水管道脫節事態日趨嚴重,處理方法要果斷、迅速,避免事態的進一步惡化。

1.2 原因分析

1.2.1 污水井及污水管本身構造原因 本工程污水井尺寸較大、埋深高,為磚砌結構,在使用過程中不均勻下沉致使污水管與污水井連接處開裂,且污水管為2m、5m的水泥管,為嵌入式聯接,污水沿其縫隙沖刷污水井和污水管周圍的砂土,導致污水井、污水管周圍土體流失形成空洞,造成污水井、污水管進一步下沉,裂縫進一步加大,管道變形、沉陷、斷裂、脫節。

1.2.2 工程地質條件、場地條件原因 管道區域在城區內為人工吹填砂、粉砂,管道周圍存在河塘,在污水的沖刷和存在流失通道下易造成土體流失,加之管道旁道路的動力荷載的作用,會加速管線周圍土體產生液化、土體流失、管道變形、開裂、脫節、斷裂。

2 工程處理

2.1 實施方案

2.1.1 控制管線的進一步變形 管線的進一步變形、沉陷則會破壞管道埋設坡度和管道自身的完整,為避免管道繼續開裂及影響污水的流向,必須對每節管道基礎進行加固。考慮到本地段為吹填砂、粉砂,采用施工設備小、施工速度快、固結體強度高且施工過程中通過注入水玻璃能夠使固結體迅速凝固的旋噴固結施工法對變形管線的地基進行加固,使管道支坐在以旋噴固結體形成的復合地基上,防止管道的進一步變形和水土流失。

2.1.2 管道脫節、斷裂處外圍土體固結處理 為提高污水管道脫節錯位、斷裂處管道周鄰土體的抗沖刷能力,避免砂土的進一步流失和管道的安全,采用三重管高壓旋噴對脫節處管道外圍土體進行水泥土固結,同時插入注漿管對旋噴固結段注水玻璃,以確保水泥固結體的快速凝固。

2.1.3 管道脫節、斷裂處管道密封處理 在管道基礎、脫節處加固完畢后,在處理段的前后2個污水井中用黃泥將污水截流(為保證污水流通,在兩污水井中架設污水泵導流),將脫節污水管道中的污水排干,人工進入污水井及污水管道,清除管道中的泥砂、雜物,對管道脫節處、開裂處分段用樹脂、干固劑、玻璃布、玻璃氈、連續玻璃纖維等材料對裂口進行逐層填實修復。

2.2 工程實施

2.2.1 管道地基及脫節、斷裂處管道外圍土體加固處理 根據工程情況,處理方法采用三重管高壓旋噴固結為主。具體為:在污水管道中間緊挨污水管道布設2根三重管高壓旋噴樁,深須穿過管道底板以下4m。在污水管道接口處各布設2根三重管高壓旋噴樁,深須穿過管道底板以下4m,底板以上2m。

在污水管道與污水井接口處各布設2根、污水井外圍布設4根三重管高壓旋噴樁,樁體部位為穿過管道底板以下4m、底板以上2.3m(圖1)。

以上旋噴樁樁徑大于1.2m,水泥用量大于800kg/m,高壓壓力大于35MPa,注漿壓力大于2.5MPa、氣體壓力大于0.7MPa,采用PC 42.5級硅酸鹽水泥進行漿液配置,接口處水灰比為1∶0.8,加固處水灰比為1∶1。

圖1 工程施工圖

旋噴過程中沿鉆桿插入注漿管并注入40波美度的水玻璃使噴射后的水泥漿速凝。

旋噴施工過程應視返漿情況(孔底漏失情況)進行反復補漿。施工順序:①先施工管道基礎及污水井基礎加固。②再施工管道接口及污水井與管道接口的外圍加固封砂旋噴樁施工。③施工時應跳孔施工,防止造成施工附加沉漿。④旋噴施工結束后7d方可進行管道脫節、斷裂處密封處理工作。⑤旋噴施工過程中應加強管道、污水井的沉降、位移觀測。

2.2.2 管道脫節、斷裂處密封處理 修復前需將管身裂口殘體進行切除、平整,并將裂口四周打磨光滑,用風吹的方法將修復段吹干,根據修復管道的直徑和壁厚、開裂長度、裂縫寬度,用樹脂、干固劑、玻璃布、玻璃氈、連續玻璃纖維等材料對裂口進行逐層填實固化修復。修復厚度依據修復管徑而定,管徑較大或管身裂口較長較大時,修復厚度相應增大。

樹脂是修復部位層的骨料,其性能直接影響內襯層質量,依據介質及工藝要求,合理選擇樹脂,在作業中嚴格按比例調配并充分攪拌,同時注意作業環境變化的影響、段長度計算樹脂的投入量,實際樹脂投入量要稍多于計算量,即要有一定的余量,樹脂填充時應注意熱固化的溫度與時間,應滿足工藝要求,同時對樹脂進行輥壓,并注意壓力要適當,以便樹脂與原管道密實、無裂縫。

待前一層填實層干涸到一定強度后,才能進行后層填實,直至恢復原壁厚承壓范圍。

2.2.3 實施效果 ①施工過程中的測量觀測報告顯示:管道周圍地面和管道沉降施工前為每天下沉10cm～20cm,施工期間1cm/d,施工結束后不再沉降,說明管道及污水井基礎已支坐在以旋噴固結體形成的復合地基上,管道、污水井的變形得到控制。②旋噴施工結束后對旋噴固結體進行取心檢測及現場檢查驗收表明:旋噴樁固結體強度達到6.8MPa,管道脫節、斷裂處無污水滲漏,土體不再流失,經對脫節、斷裂處人工修復處理后,污水管道正常運營。

3 結 語

分析了污水管道變形、沉陷、斷裂,脫節的原因,采用了旋噴加固的方法,解決流砂涌水、管道繼續下沉和脫節處外圍地基加固問題。

人工進入管道內對管道脫節、開裂處進行修補,即用樹脂、干固劑、玻璃布、玻璃氈、連續玻璃纖維等材料對裂口進行逐層填實修復,保證了污水管道在不開挖的前提下得以修補,恢復使用功能。

[1] 王仁錦,李華棟.污水井及管道附近地面沉降觀測報告[R].南京:江蘇巖土工程勘察設計研究院,2003.

[2] 李文華,張瑞瓊.單管高壓旋噴注漿技術在砂層加固、止水工程中的應用[J].地質學刊(原江蘇地質), 2004,28(2):103-106.

[3] 趙建平,李華棟.污水井及管道附近地質勘察報告[R].南京:江蘇巖土工程勘察設計研究院,2003.

[4] 張建,李文華.單管高壓旋噴施工工法[R].南京:江蘇省建設工程管理局,2001.

[5] 錢勇一,趙寶昌.污水處理廠脫節污水管道的處理驗收報告[R].鎮江:江蘇地質基樁工程公司,2003.

On treatmentmethod of disjointed waste pipe in sandy layers

L IW en-hua1,W U De-Mao2
(1.Jiangsu Geological Piling Company,Zhenjiang 212111,Jiangsu;2.Land Company of Zhenjiang City,Zhenjiang 212001,Jiangsu)

The authors analyzed in details the causes for the disjoint and crazingof the certainwaste pipe,proposed speedy reinforcing measure with high pressure jet grouting pile to reinforce the periphery soilmass around the disjointed pipe,and repaired the disjoints with resin.The construction got a fine effect.

Sandy area;Waste pipe;Disjoint;Reinforce;Restoration;Zhangjiagang,Jiangsu

book=3,ebook=160

P642.13+9;TB42

A

1674-3636(2010)03-0304-03

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.03.304

2009-09-08;

2010-05-11;編輯:侯鵬飛

李文華(1965—),男,高級工程師,一級注冊建造師,從事巖土工程施工管理及新技術開發研究工作.