基于內鉆孔插管壓密注漿的管廊底板空洞修復技術

羅志浩 陳 勇 陳 華 劉 斌 潘鈞俊 劉篤興 戴小鋒

中國建筑第八工程局有限公司 上海 201204

隨著市政基礎建設事業的蓬勃發展，我國綜合管廊建設項目如雨后春筍般興起。然而，對于地下空間結構綜合管廊的建設，管廊底板空洞[1-4]是其面臨的普遍通病，特別是對于軟土地質及某些臨海沖積性泥塘地質，其影響愈加顯著。此外，在管廊施工過程中，施工雨季和相關作業的間歇性都會加劇管廊底板空洞現象擴大化。為高質量、高效率修復管廊底板空洞缺陷，在借鑒傳統管廊缺陷修復技術的基礎上[5-9]，克服現有技術所存在的缺陷，現提供一種基于管廊底板空洞的內鉆孔插管壓密注漿加固裝置，針對管廊底板不同程度的空洞狀況，在管廊底板因地制宜、科學地布設注漿孔并進行測量定位，對待開孔部位進行內鉆孔插管壓密設備的安裝進行鉆孔、連管，漿液配制完成后，將配制好的水泥漿液通過注漿管進行連續作業。該方法避開了傳統注漿方式的長路徑、低流量、易堵塞等缺陷，具備施工質量高、作業短時高效、節約施工成本、作業靈活等優點，解決了管廊底板空洞問題，消除了綜合管廊結構性質量隱患。通過注漿加固彌補了底板空洞缺陷，從而防止了綜合管廊后期發生滲水和裂縫結構破壞問題。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓及陸側交通中心工程市政配套工程綜合管廊項目，為兩艙現澆混凝土結構，縱、橫向各1條，縱向管廊位于14號路下，橫向管廊位于1號路下。

如圖1所示，1號路與14號路交叉口下方，地面為機場主要通行道路空港大道（1號路）和航景路（14號路），是進出機場和T4航站樓施工車輛通行的主要通道。道路下方為機場新建綜合管廊，采用分離式上下結構，下方為東西向1號路綜合管廊，上方為南北向14號路綜合管廊。管廊頂部與地面道路路基之內存在給水、雨水、污水、燃氣、通信等重要管線。

圖1 1號路與14號路交叉口管廊三維模型

2 管廊底板空洞問題

2.1 管廊底板空洞現象

本次施工區域：1號路與14號路交叉口綜合管廊段，地處縱橫交通面，施工工況和空間作業因素復雜；管廊上方為十字交叉路口，車流量、交通壓力大，管廊頂板與路面中間各類管線錯綜復雜，施工難度大。此外，管廊區域為典型的臨海沖積性泥塘地質，造成地下空間結構施工難度較大。在水文地質條件和杭州雨季自然環境等客觀因素影響下，施工過程中存在難以避免的某些作業缺陷，致使本次交叉路口綜合管廊段出現了管廊建設過程中的普遍通病，即管廊底板空洞現象。

2.2 管廊底板空洞要因分析

管廊底板空洞現象與地下空間結構水土穩定性息息相關，其底板空洞現象產生原因如下：

2.2.1 與前期工程的接頭滲水

在進行1號路與14號路管廊2/5區施工時，需將前期工程中管廊接頭挖出并進行順接。前期工程施工完成后已將所有降水井封閉，并將SMW工法樁型鋼全部拔除。由于前期工程圍護型鋼已拔除，圍護體系已失效。雖然本期工程施工時在坑外布置了降水井，但地下水較多，基坑開挖過程中有大量水從前期工程圍護體系滲入本期工程基坑，導致管廊側墻外側水土流失嚴重。前期工程底板降水井已全部封閉，基坑開挖見底后，由于前期工程管廊底板下方無法降水，大量水涌入基坑，導致管廊底板水土流失嚴重（圖2）。

圖2 前期工程接口處底板漏水

2.2.2 給水管線滲水

1號路和14號路有南北向及東西向2條給水管線，由于管線使用年限較長，承插口處可能局部脫落，管線一直處于漏水狀態。漏水導致基坑外側水土流失，造成道路下方空洞并沉降（圖3）。

圖3 現場管線滲漏空洞

3 管廊底板空洞修復技術

3.1 管廊底板空洞修復注漿裝置

管廊基坑滲水的出現直接導致管廊底板水土嚴重流失，水土之間相互作用的力學平衡體系被打破，從而導致管廊在底板施工過程中發生涌砂現象，導致管廊底板脫空，最終影響整個管廊結構的安全質量體系和功能使用性。在面臨管廊空洞問題時，目前通常采取地上地質鉆機成孔后退式壓密注漿方式，在管廊外側鉆孔并進行高壓注漿，其漿液經SMW工法樁和管廊側墻結構擴散至管廊底部，從而達到底板空洞封補效果。

傳統注漿裝置在修復管廊底板空洞時有如下缺點：該裝置對管廊底板空洞修復的適用性較差，管廊底板空洞的區域性與該裝置注漿作業范圍的外圍性定位貼合度不高；該裝置對管廊底板空洞修復的工作效率低下，其表現的漿液流動方式為擴散式，注漿流量小，注漿時間長，特別是對于具有較大空洞缺陷的底板而言，其修復效果較差；該裝置在作業準備前，需要預留的開鉆孔較深，增加了施工成本、影響了工作進度；該裝置在工作中，由于其漿液的流動路徑長，易形成堵管現象，因此，在裝置作業過程中需進行清管處理，從而影響了注漿作業的連續性，加大了作業人員的工作負荷。

為克服現有技術所存在的缺陷，提供一種用于管廊底板空洞修復的內鉆孔插管壓密注漿加固裝置（圖4），以用于修復管廊底板空洞問題。該裝置通過底板及墊層結構所鑿開的注漿孔，在現場工作及相關裝置安裝布設等準備就緒后，依靠高壓注漿方式進行管廊底板空洞修復工作，以期解決管廊結構質量問題，避免管廊安全性及相關滲水性問題的出現，不影響后期綜合管廊功能性使用。

圖4 內鉆孔插管壓密注漿加固裝置安裝效果圖

3.2 內鉆孔插管壓密注漿技術

本次管廊底板空洞修復采用內鉆孔插管壓密注漿技術進行加固作業，其作業流程為：布設注漿孔→鉆孔、注漿→封孔。

1）布設注漿孔：現場用尺量，在底板上按縱向10 m設置1處定位注漿孔臨時點位（圖5），并用紅油漆標識。如施工過程中發現此點位無法進行注漿，可根據實際情況調整其他點位繼續補孔。在實際施工時，應根據注漿效果調整注漿孔的點位、數量，當土體較松散、注漿通暢時，可加密注漿孔。

圖5 管廊底板注漿孔位

2）內鉆孔插管壓密注漿的裝置搭接：測量定位→底板切縫鑿除→放置橡膠墊及鋼板并用膨脹螺栓固定→焊接注漿管→鉆設注漿孔→安裝閥門。

3）鉆孔：根據標出的點位進行防水設置，設置完成后采用電鉆鉆穿底板結構進行成孔，鉆孔直徑30 mm，鉆孔深度以進入底板墊層底為宜。

4）連管：注漿管采用無縫鋼管加工，按設計要求從結構開孔處打入需注漿的土體區域。

5）漿液制作：注漿材料水泥漿，水泥漿液用P·O 42.5水泥配制。漿體應經過攪拌機攪拌均勻后才能開始壓注，并應在注漿過程中不停緩慢攪拌，攪拌時間應小于漿液初凝時間。

6）注漿：在一切工作都做好后方可開啟注漿機進行注漿，當注漿壓力持續穩定，不進漿、進漿量很少，或從排氣孔冒漿時，即可停止注漿，關閉孔口閥門，拆除和清洗管路，進入下一個孔位進行施工。

7）封孔：待注漿孔內漿液凝固，且注漿孔位置無滲漏水情況時，沿大鋼板上口切割掉注漿管，并采用小鋼板焊接封閉注漿孔，然后澆筑細石混凝土恢復底板及上部找平層。清掃、清理周邊混凝土，完成注漿工作。

3.3 技術應用成效

采用內鉆孔插管壓密注漿技術進行管廊底板空洞修復，在整個操作過程中作業簡單、無技術難點，適應于現場作業人員靈活使用。注漿裝置根據現場實際情況（底板空洞程度）進行裝置調試，因地制宜、靈活作業。無論是在修復質量上，還是作業效率和施工成本優化上，本技術都取得了較好的實施效果。

4 結語

在本次杭州蕭山國際機場三期項目中，關于1號路與14號路交叉處綜合管廊段底板空洞問題的修復應對過程中，在傳統注漿修復技術的基礎上，通過改進創新，利用內鉆孔插管壓密注漿方法對管廊底板空洞進行修復，取得了顯著成效：注漿裝置靈活性強、使用方法簡單、效率高；內鉆孔插管壓密注漿提高了綜合管廊底板注漿施工質量，消除了管廊結構性質量安全隱患；提高了工人作業效率，節約了工期與成本；實用性強，能夠解決現存的管廊底板空洞通病，具備應用推廣性。