CN104452793B - 泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，按如下步骤进行施工：第一步：测量、放线进行桩基施工，干钻至待处理废弃污水管道顶；第二步：对废弃污水管道进行破除；第三步：采用冲击钻逐层回填粘性土；将粘性土向废弃污水管道中压实，挤压不动后，继续上填压实至管顶以上；第四步：采用护壁泥浆配合钻机进行桩基钻孔施工；第五步是注浆步骤；在第五步之前，沿废弃污水管道，从现状地面直接钻若干孔至待处理废弃污水管道，形成注入孔。本发明能保证管道填充质量，消除安全隐患，减少注浆液的填充量、提高废弃污水管道的充满度，保证废弃污水管道填充的密实性，避免废弃污水管道与桩基交叉处出现明水。

Description

泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺

技术领域

本发明涉及城市地下废弃污水管道的处理方法，尤其是一种非开挖处理城市地下废弃污水管道的施工方法。

背景技术

随着城市的发展，城市老城区的人口量加大，污水管道废弃量越来越大，鉴于市政工程的特点，采用传统方式处理地下废旧管线的成本较高、难度大、对周边局面的生活影响较大。郑州市三环快速化北三环项目在施工高架桥桩基时与现状即将废弃的D1600污水管道位置冲突，冲突长度6000m，冲突点数500余个，设计处理方案为开挖废除污水管道。但施工现场存在没有开挖场地、没有开挖施工的工期、开挖沟槽回填土存在自然沉降、影响新建道路的后期质量等问题，为了保证工期，避免以上问题，必须采用其它处理方式进行处理。

传统的废旧管道处理方式有如下四种：1、不做处理；该方法的优点是简单、快捷；缺点是产权单位不负责任，存在安全隐患。2、直接采用混凝土或土封堵检查井；该方法的优点是简单、快捷；缺点是容易导致管道内的残水或不明外来水将管道周边或检查井的填充物掏空，从而发生安全事故。且混凝土或土体具有收缩性，导致管道不能填充密实，管道年旧损坏导致路面发生沉降、塌陷。3、灌注水泥浆填充管道；该方法一直以来都没有较为规范的处理工艺，填充物的填注量和填注质量无法保证，且费用较高，同时水泥砂浆也具有凝固收缩性，导致管道不能填充密实。4、开挖破除；该方法优点是处理彻底、不留隐患，适用于埋深较浅、有开挖工作面的管道；缺点是工期加长、对周边居民影响较大、地下管线较多开挖难度较大等，因此针对埋深较大、工期较紧和地下状况复杂的市政工程一般不采用。通过以上分析可以发现传统的工艺并没有形成一套比较完整的处理工艺，无法彻底解决妥善处理城市高架桥基础处废弃污水管道的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于废弃污水管道处理的工艺，该工艺可以快速、简单、低成本的处理城市废弃的污水管道，同时没有危险性、不会污染环境，可有效解决废弃管道收不明外来水的冲刷出现安全事故，管道破旧引起路面沉陷等问题。

为实现上述目的，本发明的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，按如下步骤进行施工：

第一步：测量、放线进行桩基施工，采用旋挖钻干钻至待处理废弃污水管道顶；第二步：采用冲击钻对废弃污水管道进行破除，破除深度至废弃污水管道底部50cm以下；

第三步：采用冲击钻逐层回填粘性土；填充至废弃污水管道处时，用冲击钻的冲压力将粘性土向废弃污水管道中压实，直至挤压不动后，继续上填压实至管顶以上h1米时停止，其中，0.9＜h1＜1.1；

第四步：采用护壁泥浆配合钻机进行桩基钻孔施工，完成桩基施工；

第五步是注浆步骤：桩基施工完成后，利用泡沫混凝土的膨胀性，使用泡沫混凝土拌合机，通过压注设备、注浆管和注入孔将泡沫混凝土注入到待处理废弃污水管道中，直到填充满为止；在一个注入孔处进行注入泡沫混凝土的操作时，沿废弃污水管道，该注入孔上游的注入孔作为观察孔；

在第五步之前，沿废弃污水管道，从现状地面直接钻若干孔至待处理废弃污水管道，形成注入孔，注入孔之间的间距为5m－10m，直径为10±0.5cm。

本方法还包括有置换空气的操作；在进行所述第三步骤即回填粘性土之前，将施工范围内影响桩基施工的所有污水管检查井找出，用污水泵将污水排空，用排气设备将废弃污水管道内的空气进行置换，防止出现气体中毒。

所述压注设备上设有压力表；

第五步的操作中，注入孔的直径大于等于10cm，拌和机的容量大于1立方米，压力表的有效值大于2.5MPa。

泡沫混凝土的强度等级在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫剂的发泡倍数大于等于20倍。

所述第五步中，从废弃污水管道下游的注入孔开始注入泡沫混凝土，直到上游相临的观察孔处测量泡沫混凝土的高度到距离废弃污水管道内顶10cm时，暂时封闭该观察孔，依次从下一观察孔进行观察，直到下一检查井或桩位处的观察孔测量泡沫混凝土的高度到达废弃污水管道内顶高度时封闭观察孔，完成该段废弃污水管道的注浆步骤。

第五步中压注泡沫混凝土时首次填充至距离管内顶10－20cm停止，压注泡沫混凝土时的压力为0.5－0.8MPa；等待泡沫混凝土自然沉降后和气体排出后进行二次填充。

所述第五步中，在泡沫混凝土的注入量达到理论计算量的1.02－1.1倍后，再通过观察孔观察泡沫混凝土的高度；待处理的废弃污水管道全段注入泡沫混凝土完成后，在1.0MPa－1.5MPa的条件下，保压2－5分钟，压力下降小于10%即为合格。

所述第三步中逐层回填粘性土时，每层填土的压实度参照同类土体压实度的外观标准，待压实度达到90%时填筑下一层。

本发明具有如下的优点：

1、本申请人在面对废弃管道处理问题时，跳出了以往处理类似问题时采用开挖破除、简单处理等走极端的方法和思维模式，采用了一种新的处理工艺，进行了改进、加工，引入了桥梁预应力管道注浆的部分原理，在保证管道填充质量，消除安全隐患的前提下，完成了废弃管道的处理。

2、采用本发明的结构，减少了注浆液的填充量、提高了废弃污水管道的充满度、提出了废弃污水管道充满度检查和保证的方法。

3、观察孔的设置保证了废弃污水管道填充密实，同时采取二次注入法弥补了首次填充密实后而出现的自然沉降量。

4、泡沫混凝土自身的流动性强、透水性小、重量轻，有一定的强度和膨胀性保证了废弃污水管道填充的密实性。

5、本发明的避免了废弃污水管道与桩基交叉处出现明水，降低桩基的摩擦力，直接影响桩基的承载力。

6、本发明避免了采用人工处理时经常出现中毒等安全事故的问题。

附图说明

图1是本发明中废弃污水管道处理平面示意图；

图2是本发明中废弃污水管道处理过程中的剖面示意图；

图3是本发明中废弃污水管道处理完成后剖面示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺的前期准备如下所示：

调查待处理废弃污水管道1的管径、埋深、用途、冲突位置、处理要求等；做好施工前的泡沫混凝土配合比设计、压注压力、压注设备等技术和设备准备；测量、放线定位注入孔2和桩基位置。

本发明的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺按如下步骤进行施工：

第一步：测量、放线进行桩基施工，采用旋挖钻3干钻至待处理废弃污水管道1顶；

第二步：采用冲击钻4对废弃污水管道1进行破除，破除深度至废弃污水管道1底部50cm以下；

第三步：采用冲击钻4逐层回填粘性土10；填充至废弃污水管道1处时，用冲击钻4的冲压力将粘性土10向废弃污水管道1中压实，逐步填充至图2所示形状，直至挤压不动后，继续上填压实至管顶以上h1米时停止，其中，0.9＜h1＜1.1，优选为1（米）。图2中，h2的取值与h1相同。

第四步：采用护壁泥浆配合钻机进行桩基钻孔施工，完成桩基施工；

第五步是注浆步骤：桩基施工完成后，利用泡沫混凝土6的膨胀性，使用泡沫混凝土拌合机7，通过压注设备8、注浆管9和注入孔2将泡沫混凝土6注入到待处理废弃污水管道1中，直到填充满为止；在一个注入孔2处进行注入泡沫混凝土6的操作时，沿废弃污水管道1，该注入孔2上游的注入孔2作为观察孔。

在第五步之前钻注入孔2的操作，即沿废弃污水管道1，从现状地面采用取芯机直接钻若干孔至待处理废弃污水管道1，形成注入孔2（注入孔2也用作观察孔），注入孔2之间的间距为5m－10m，注入孔2直径为10±0.5cm，优选为10厘米。钻注入孔2的操作与第一至第四步的操作没有严格的先后顺序，只要在使用注入孔2之前钻好即可。取芯机为现有装置，图未示。

本施工工艺还包括有置换空气的操作；在进行所述第三步骤即回填粘性土10之前，将施工范围内影响桩基施工的所有污水管检查井找出，用污水泵将污水排空，用排气设备将废弃污水管道1内的空气进行置换，防止出现气体中毒。置换空气的操作与第一步骤和第二步骤之间没有严格的先后关系，优选在第一步骤之前进行。

所述压注设备8上设有压力表11。

第五步的操作中，注浆管9的直径优选大于10cm，拌和机7的容量优选大于1立方米，压力表11的有效值大于2.5MPa。

泡沫混凝土6的强度等级优选在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫剂的发泡倍数大于等于20倍。

所述第五步中，从废弃污水管道1下游的注入孔2开始注入泡沫混凝土6，直到上游相临的观察孔处测量泡沫混凝土6的高度到距离废弃污水管道1内顶10cm时，暂时封闭该观察孔，依次从下一观察孔进行观察，直到下一检查井或桩位5处的观察孔测量泡沫混凝土6的高度到达废弃污水管道1内顶高度时封闭观察孔，完成该段废弃污水管道1的注浆步骤。

第五步中压注泡沫混凝土6时首次填充至距离管内顶10－20cm（包含10和20这两个点值）停止，压注泡沫混凝土时的压力为0.5－0.8MPa，通过所述压力表监控压力值。等待泡沫混凝土6自然沉降后和气体排出后进行二次填充。

所述第五步中，在泡沫混凝土6的注入量达到理论计算量的1.02－1.1倍后，再通过观察孔观察泡沫混凝土6的高度；待处理的废弃污水管道1全段注入泡沫混凝土6完成后，在1.0MPa－1.5MPa的条件下，保压2－5分钟，压力下降小于10%即为合格。注浆速度不宜过快，避免出现气囊。

所述第三步中逐层回填粘性土10时，每层填土的压实度参照同类土体压实度的外观标准，待压实度达到90%时填筑下一层。

其中，所述旋挖钻3、冲击钻4、注浆管9、泡沫混凝土拌合机7、压注设备8和注浆管9等均为现有技术，其具体结构和使用方式不再详述。

本发明的泡沫混凝土6处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺的原理是：

利用冲击钻4破碎废旧污水管道，回填粘土充填至管道上部并封堵管道；二次钻进进行桩基施工完后，分段处理全线污水管。一般每两个承台或检查井间为一段，每段端头各设一个孔，一孔作为施工下料填充孔，一孔作为透气孔，先抽尽孔内污水，再进行泡沫混凝土6施工。

施工注意事项：

第三步中：因污水管道内有毒气体甲烷、硫化物等毒气，因此回填土前应用排气设备将污水管内有毒气体排出，且回填土过程中严禁下人至管道处，避免出现安全事故；每层土填筑时采用冲击钻4的压力将土体挤向待处理废弃污水管道1中，直至挤压不动为止；每层填土的压实度可参照同类土体压实度的外观标准，待压实度达到90%时填筑下一层。

Claims (8)

1.泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于按如下步骤进行施工：

第一步：测量、放线进行桩基施工，采用旋挖钻干钻至待处理废弃污水管道顶；

第二步：采用冲击钻对废弃污水管道进行破除，破除深度至废弃污水管道底部50cm以下；

第三步：采用冲击钻逐层回填粘性土；填充至废弃污水管道处时，用冲击钻的冲压力将粘性土向废弃污水管道中压实，直至挤压不动后，继续上填压实至管顶以上h1米时停止，其中，0.9＜h1＜1.1；

第四步：采用护壁泥浆配合钻机进行桩基钻孔施工，完成桩基施工；

第五步是注浆步骤：桩基施工完成后，利用泡沫混凝土的膨胀性，使用泡沫混凝土拌合机，通过压注设备、注浆管和注入孔将泡沫混凝土注入到待处理废弃污水管道中，直到填充满为止；在一个注入孔处进行注入泡沫混凝土的操作时，沿废弃污水管道，该注入孔上游的注入孔作为观察孔；

在第五步之前，沿废弃污水管道，从现状地面直接钻若干孔至待处理废弃污水管道，形成注入孔，注入孔之间的间距为5m－10m，直径为10±0.5cm。

2.根据权利要求1所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：

还包括有置换空气的操作；在进行所述第三步骤即回填粘性土之前，将施工范围内影响桩基施工的所有污水管检查井找出，用污水泵将污水排空，用排气设备将废弃污水管道内的空气进行置换，防止出现气体中毒。

3.根据权利要求1或2所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：所述压注设备上设有压力表；

第五步的操作中，注入孔的直径大于等于10cm，拌和机的容量大于1立方米，压力表的有效值大于2.5MPa。

4.根据权利要求3所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：

泡沫混凝土的强度等级在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫剂的发泡倍数大于等于20倍。

5.根据权利要求4所述泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：

所述第五步中，从废弃污水管道下游的注入孔开始注入泡沫混凝土，直到上游相临的观察孔处测量泡沫混凝土的高度到距离废弃污水管道内顶10cm时，暂时封闭该观察孔，依次从下一观察孔进行观察，直到下一检查井或桩位处的观察孔测量泡沫混凝土的高度到达废弃污水管道内顶高度时封闭观察孔，完成该段废弃污水管道的注浆步骤。

6.根据权利要求5所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：第五步中压注泡沫混凝土时首次填充至距离管内顶10－20cm停止，压注泡沫混凝土时的压力为0.5－0.8MPa；等待泡沫混凝土自然沉降后和气体排出后进行二次填充。

7.根据权利要求6所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：所述第五步中，在泡沫混凝土的注入量达到理论计算量的1.02－1.1倍后，再通过观察孔观察泡沫混凝土的高度；待处理的废弃污水管道全段注入泡沫混凝土完成后，在1.0MPa－1.5MPa的条件下，保压2－5分钟，压力下降小于10%即为合格。

8.根据权利要求1所述的泡沫混凝土处理城市高架桥基础处废弃污水管道施工工艺，其特征在于：所述第三步中逐层回填粘性土时，每层填土的压实度参照同类土体压实度的外观标准，待压实度达到90%时填筑下一层。