CN116876502A - 一种流态填筑料对废弃人防工程处置办法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，涉及地下空间施工领域，对废弃人防工程的主体及内部、外部进行探测，探测主体工程的形状、规模、深度、积水、积淤及周围建筑物等工况，设计流态固结土材料性能及施工方案，然后通过注浆管进行浇筑施工，浇筑流态固结土和抽排水施工可同时进行，也可以先浇筑固结土，抬高水位后再排水，减小了对基础的扰动，且采用渣土类建筑垃圾、固化剂、水、外加剂拌合而成的流态固结土浆液流动填充密实性佳，水中浇筑不分散且自硬性好，与周围基础环境相容性好，特别适合对有积水、积淤的废弃人防工程进行处置，克服传统材料积水充填弊端，降低施工难度，真正做到了废物利用。

Description

一种流态填筑料对废弃人防工程处置办法

技术领域

本发明涉及于地下空间工程技术领域，尤其是涉及一种采用流态固结土处置废弃人防工程的方法。

背景技术

目前的人防工程及地下空洞的处理大多借鉴采矿工程、公路工程的填充技术，一是填充低强度的水泥混凝土达到控制地表沉陷，但是施工周期较长、成本高，且水泥混凝土无法自流平自密实，不经人工振捣压实无法达到很好的密实效果，无法保证充填的密实性。也有用自密实混凝土进行施工的，虽然可以进行自流平，但是水泥混凝土密度较大，人防工程经混凝土填充后与周围土体的材料差异性大，侧压力大，往往会造成差异性沉降，从而影响人防工程上覆建筑物的使用功能；且硬化后的水泥混凝土填充体后挖除困难，后期拆清成本较高。二是采用泡沫混凝土进行填充的，泡沫混凝土凝结硬化后为多孔结构，吸水性大，其吸水后也大大增加自身荷载。随着荷载的大幅度增加，增大了对周围土体的扰动，增加了上方建筑物沉降开裂的风险。

这两种施工方式在人防工程空洞有水的情况下，都需要先排完水才能施工，否则容易改变水胶比，水中浇筑材料分散且无法固结。对于有些已与附近地下水、河流、地下污水管网等相连人防工程，排水困难、淤积严重且通风不畅，人员进入困难。而人防工程大多建设在主城区交通要道或居民楼的旁侧地基中，需要特别重视填充施工对周边环境的扰动影响，两种混凝土在水中易分散、难固结、强度低，且水位变化会导致密度小于水的泡沫混凝土块体上浮或下落对空洞形成循环挤压，填充后继续扰动周围基础，导致基础二次坍塌或损坏，再加上自身损坏，导致回填质量差。

其次，地下人防工程洞内空间狭小，施工通道搭设困难，特别是和地下水系相通的人防工程，长年积水、淤泥堆积，填充施工作业条件、施工难度更大。

综合来说，有积水或淤泥的废弃人防工程处理，目前施工经验很少，也没有较好的填充材料和工艺。

发明内容

本申请提供一种采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，该方法采用特殊配比的流态固结土材料可以对有积水、积淤的废弃人防工程进行处理，克服传统材料积水中充填不到位，充填后材料水胶比改变，水中分散，固结不成型形不成强度等问题，且降低了施工难度和施工成本。

基于上述目的，本申请提供了一种采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，包括如下步骤：

S1:探测

对废弃人防工程的主体及外围建（构）筑物基础等进行探测，查阅地下管线分布情况；

对废弃人防工程的主体及内部进行探测，探测主体工程的形状、规模、深度、积水、积淤工况、顶底板埋深、高度、跨度、端面规格、走向、洞室构筑材料性质与厚度等；包括主体及附洞、通风口、现存有效出入口位置等；

探测一般采用物理探测方法，物理探测方法包括探地雷达勘测、二维电学勘测、浅反射勘测法和微重力勘测等方法；当废弃人防工程空洞距地10m以上或地面硬度较大时，以钻孔测量为主，钻孔直径80-100mm；

S2:施工准备

根据探测结果设计需填充的流态固结土的性能参数，设计具体的施工方案，包括注浆孔间距、排水孔、排气孔和冒口的位置、布局及数量等；

按照所述流态固结土的配合比进行实验室拌合并测试其技术指标，然后按照施工技术要求调整流态固结土的性能参数直至达到要求；

S3:浇筑

钻注浆孔、排水孔、排气孔并分别对应安装注浆管、排水管、排气管；在废弃人防工程空洞的上方钻孔，所述注浆管伸入待填充废弃人防工程且所述注浆管距洞底部的距离不大于首次填充流态固结土的厚度，所述排水管伸入待填充废弃人防工程的水面以下，所述排气管设置在废弃人防工程洞内的最高点；

浇筑施工：浇筑流态固结土和所述排水管抽排水施工可同时进行，也可以先浇筑流态固结土，抬高水位后再排水；浇筑时应密切观察浇筑流态固结土后废弃人防工程基础对外界的扰动安全；

根据废弃人防工程空洞的深度及容积可进行一次浇筑完成或分段、分层浇筑，当上一层浇筑的流态固结土已完全固结，满足设计的承载力且上一层浇筑流态固结土后废弃人防工程基础对外界扰动或释放压力稳定时方可进行第二层的施工，依次类推直到完成施工；

浇筑作业段主洞有附洞时，若条件允许先在主动与附洞连接处浇筑隔开两者，再分别处置，同段浇筑作业面高程不统一时，先从低处或低处附近浇筑逐渐向高处推进，若有渗水点，可从渗水或渗水附近位置开始浇筑；

S4:检查：

检查所述废弃人防工程的填充的密实性。

进一步地，所述流态固结土的性能参数包括：流动扩展度，密度，泌水率和28d无侧限抗压强度及水中浇筑不分散等性能。

进一步地，所述流态固结土性能参数指标要求为：流动扩展度不小于160mm，湿密度400-2200kg/m³，泌水率不大于3%，28d无侧限抗压强度0.1-5MPa，渗透系数为：1×10^-5cm/s—1×10^-9cm/s。

进一步地，所述流态固结土由渣土类建筑垃圾、固化剂、水、外加剂拌合而成。

进一步地，所述外加剂为絮凝剂或纤维素醚，所述絮凝剂或纤维素醚的粘度≥7万。

进一步地，所述流态固结土按照质量份组成，其中渣土类建筑垃圾100份，固化剂3-30份，水25-55份，外加剂0.01-1.5份。

进一步地，所述废弃人防工程空洞深度大于1000mm时，应分层浇筑，首次浇筑厚度不大于500mm。

进一步地，所述注浆管和所述排水管沿所述废弃人防工程空洞走向居中布置，布置间距不大于所述流态固结土浆液的流动半径的2倍。

有益效果

采用的流态固结土主要材料取自就近的渣土类建筑垃圾，真正有效的做到了废物利用。

流态固结土的材料的主要成分是土，和周围基础环境的相容性好，填充后与原有基础结合性能好，而且流动性好，可以自流平，填充后密实性好。

经过特殊配比的流态固结土可以在水体中浇筑施工，可以做到浇筑填充作业和排水施工作业同时进行，对周围基础的扰动小，因为流态固结土的特殊配比使材料在水里不漂浮、不散开，特别适合有水和淤泥，人员无法进入的废弃人防工程施工。

流态固结土的强度0.1-5MPa强度可调，低于常规自密实混凝土强度，日后开挖难度较小。

附图说明

图1是发明的施工示意图

图2是发明的施工示意图

图中：1、注浆管；11、注浆泵；2、排水管；3、水泵；4、排气管。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示：

某城市的人防工程，从2000年之后工程内部开始出现不同程度的积水，2017年后工程内积水更加严重，人员已无法进入，且有部分工程被城镇化建设破坏，情况复杂，为消除废弃人防工程内部结构坍塌等对上部建筑物引起安全隐患，决定对其进行处置，首先进行了实地勘测。

工况探测：通过参考人防办归档的记录资料查阅和采用地下雷达探测、钻孔布设地层激光轮廓仪及电测检测方法确定：工程全长3500m，基础埋深地下22-30m，西高东低，高差6.8m左右，工程主体附洞约30个，现存出入口4个，竖井2个，部分区段内部积水或淤积泥浆已超过工程主体，人员无法进入。需要回填段洞内径尺寸（m）4.2×4.6m长度3350m，主体为砖砌结构，洞内径尺寸（m）14×8.4m，长度150m，主体为混凝土结构。而且检测沿洞体走向内部积水情况、内部压力及上部建筑物情况。

通过论证，共设计了三套施工方案。

第一套方案是：采取24h间断性抽水，将洞内水抽出部分，人员能够安全进入，对渗水点进行处置后再采用泡沫混凝土，自密实混凝土或普通混凝土等沿空洞走向分割成不同大小腔体填充密实。实际情况为，对空洞内积水抽取了一定体积水后，暂停一段时间释放内部压力，结果是在内部释放压力时段，被抽的水体又被地下水慢慢补充到原始的平衡状态。

第二套方案是：采用从空洞上面打孔边抽水边注射泡沫混凝土或自密实混凝土或普通混凝土进行填充的方式进行分别实验，结果是以上材料打入水中后，在水体内分散后不能形成固结体，抗渗性很差且需要注浆孔数量多，施工繁琐成本高。

第三套方案：对就近取用的渣土类建筑垃圾进行理化指标和矿物指标进行检测及地材调研、配置固化剂及制定流态固结土的参数，流态固结土性能参数指标要求为：流动扩展度：300mm，湿密度：1750kg/m³，泌水率小于2%，28d无侧限抗压强度：0.5MPa，渗透系数为：1×10^-6cm/s，固结土的各组分按质量份，渣土类建筑垃圾：固化剂：水：外加剂=1450：145：450：2.8，外加剂为絮凝剂，粘度值为10万，固化剂包括水泥、粉煤灰和S95级矿粉，其中按照质量份，水泥：粉煤灰：S95级矿粉=58：29：58，将上述各组分按照配合比进行称量，然后进行机械拌合，最终进行振动拌合的流态固结土参数优于普通拌合，进行了实验室性能参数确认后待施工。

根据检测地下积水压力及施工对周围基础扰动预测情况：采用分层浇筑的方法施工，其中洞内径尺寸（m）4.2×4.6m，首层浇筑厚度为500mm，第二层浇筑厚度为800mm，第三层浇筑厚度为1300mm，第四层浇筑厚度为1500mm，洞内径尺寸（m）14×8.4m处首层浇筑厚度500mm，第二层浇筑厚度800mm，第三层浇筑厚度1500mm，第四层浇筑厚度2800mm，第五次浇筑厚度2800mm；

以回填洞内径尺寸（m）4.2×4.6m为例，如图所示，首先在工程上部进行钻孔、安装各注浆管1、排水管2、排气管4；在废弃人防工程空洞的上方钻孔，为方便施工，注浆管1排水管2和排气管4都采用Φ125管，垂直伸入待充填的工程底部，距洞底部的距离小于500mm后固定，排水管2伸入待充填废弃人防工程的水面以下后固定，位置少远离施工的注浆管1的位置；排气管4设置在工程空洞最高点处，根据流态固结土的流动扩展度300mm计算出经过泵送的固结土在水体内流动半径为37m，设置各注浆管的间距65m。

浇筑施工：首先将预备的压力传感器通过部分注浆管投入空洞底部，然后将制备好的流态固结土通注浆泵11沿注浆管1注入积水内，同时水泵3通过排水管2向外排出积水且排出速度与注浆速度基本保持一致，待流态固结土在积水中淹没注浆管1时，注浆泵11的注浆压力仪表压力增大到设计数值时，停止注浆，然后换其它注浆管继续上步操作，注浆时进行间隔注浆管1进行施工，待同一施工段内所有注浆管都注浆完毕后，将注浆管上拔到距离第一层浇筑固结土顶部800mm处固定，当浇筑时间间隔大于12h且投入到洞内压力传感器的实时检测数据稳定后，再开始浇筑第二层，浇筑方法与第一层一样，浇筑施工完毕后，第三层施工与第二层一样，第三层施工完毕后伸入空洞的注浆管末端距离第三层固结土顶部距离略大于第四次注浆厚度1500mm，没入在空洞上部结构体中，注浆时不再间隔注浆，而是从远离排气管两侧的注浆管向排气管对称靠拢注浆，直至排气管内喷射的泥浆密度与其相邻注浆管注入的固结土湿密度相近为止。

施工结束3d后采用地下雷达探测设备对回填部位进行探测检查是否有未填筑到位空腔，若是空腔未达到安全危害等级不再处置，若是空腔达到安全隐患，定点打孔二次注浆回填，经检测，填充密实。

通过上述三个施工方案，可以看出，对有积水、积淤的人防工程或者地下空洞工程的处置，采用特殊配比拌合后流态固结土进行填充是目前比较好的一种处置方法。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

S1:探测

对废弃人防工程的主体及外围建（构）筑物基础等进行探测，查阅地下管线分布情况；

对废弃人防工程的主体及内部进行探测，探测主体工程的形状、规模、深度、积水、积淤工况、顶底板埋深、高度、跨度、端面规格、走向、洞室构筑材料性质与厚度等；包括主体及附洞、通风口、现存有效出入口位置等；

S2:施工准备

根据探测结果设计需填充的流态固结土的性能参数，设计具体的施工方案，包括注浆孔间距、排水孔、排气孔和冒口的位置、布局及数量等；

按照所述流态固结土的配合比进行实验室拌合并测试其技术指标，然后按照施工技术要求调整流态固结土的性能参数直至达到要求；

S3:浇筑

钻注浆孔、排水孔、排气孔并分别对应安装注浆管、排水管、排气管；在废弃人防工程空洞的上方钻孔，所述注浆管伸入待填充废弃人防工程且所述注浆管距洞底部的距离不大于首次填充流态固结土的厚度，所述排水管伸入待填充废弃人防工程的水面以下，所述排气管设置在废弃人防工程洞内的最高点；

浇筑施工：浇筑流态固结土和所述排水管抽排水施工可同时进行，也可以先浇筑流态固结土，抬高水位后再排水；浇筑时应密切观察浇筑流态固结土后废弃人防工程基础对外界的扰动安全；

根据废弃人防工程空洞的深度及容积可进行一次浇筑完成或分段、分层浇筑，当上一层浇筑的流态固结土已完全固结，满足设计的承载力且上一层浇筑流态固结土后废弃人防工程基础对外界扰动或释放压力稳定时方可进行第二层的施工，依次类推直到完成施工;

S4:检查：

检查所述废弃人防工程的填充的密实性。

2.根据权利要求1所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述流态固结土的性能参数包括：流动扩展度，密度，泌水率和28d无侧限抗压强度及水中浇筑不分散等性能。

3.根据权利要求2所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述流态固结土性能参数指标要求为：流动扩展度不小于160mm，湿密度400-2200kg/m³，泌水率不大于3%，28d无侧限抗压强度0.1-5MPa，渗透系数为：1×10^-5cm/s—1×10^-9cm/s。

4.根据权利要求3所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述流态固结土由渣土类建筑垃圾、固化剂、水、外加剂拌合而成。

5.根据权利要求4所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述外加剂为絮凝剂或纤维素醚，所述絮凝剂或纤维素醚的粘度≥7万。

6.根据权利要求4所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述流态固结土按照质量份组成，其中渣土类建筑垃圾100份，固化剂3-30份，水25-55份，外加剂0.01-1.5份。

7.根据权利要求1所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述废弃人防工程空洞深度大于1000mm时，应分层浇筑，首次浇筑厚度不大于500mm。

8.根据权利要求1所述的采用流态固结土处置废弃人防工程的方法，其特征在于：所述注浆管和所述排水管沿所述废弃人防工程空洞走向居中布置，布置间距不大于所述流态固结土浆液的流动半径的2倍。