地下管道滲漏涌沙封堵高聚物復(fù)合注漿方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下管道修復(fù)技術(shù)，尤其涉及軟弱土層、流沙、暗河等復(fù)雜地質(zhì)條件下地下管道管段接縫處錯位引起的滲漏、涌沙治理高聚物注漿方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和不可缺少的生命線。近年來，隨著人們安全意識和環(huán)保意識的加強(qiáng)，地下管道的安全性受到越來越多的關(guān)注。
[0003]地下管道屬隱蔽性工程，由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地下管道在建設(shè)過程中經(jīng)常遇到淤泥、軟土、地下暗河、流沙等特殊地質(zhì)環(huán)境、如果處理不當(dāng)，地下管道建成后易出現(xiàn)管段接縫處錯位，造成滲漏、涌沙，輕則淤堵管道，影響其使用功能，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致地表塌陷、交通堵塞、人員傷亡，威脅附近建(構(gòu))筑物的安全。每年因管道滲漏、涌沙造成直接和間接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)數(shù)十億元。
[0004]現(xiàn)有地下管道維修方法主要有兩類:一類是開挖修復(fù)、更換管道，另一類是非開挖修復(fù)方法。開挖修復(fù)方法指開挖破損管道位置上方土層，對破損管道進(jìn)行局部修復(fù)或者整體更換新管道的方法。雖然該方法可以有效解決管段沉降問題，但是這類方法施工成本高，工期長，施工區(qū)居民生活及交通受到嚴(yán)重干擾，并且很多情況下城市密集的地下基礎(chǔ)設(shè)施、地面的綠化面積和建筑樓群以及繁忙的交通，留給開挖施工的余地很小，使得地下管道的修復(fù)更換根本不能實(shí)現(xiàn)。非開挖修復(fù)方法目前主要有原位固化法、穿插法、爆管法、折疊內(nèi)襯法和噴涂法等。原位固化法是將浸有樹脂的軟管一端翻轉(zhuǎn)并用夾具固定在待修復(fù)管道的入口處，然后利用水壓或氣壓使軟襯管浸有樹脂的內(nèi)層翻轉(zhuǎn)到外面并與舊管的內(nèi)壁緊貼，然后使樹脂固化，形成一層緊貼舊管內(nèi)壁的具有防腐防滲功能的堅硬襯里。其缺點(diǎn)是需要特殊的施工設(shè)備，對工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)有較高要求。穿插法指在舊管道中直接拖入新管，并在新舊管的環(huán)向空隙中注漿穩(wěn)固的方法。其缺點(diǎn)在于對原有管道過流而積的減少較大，施工完成后需要灌漿。爆管法主要依靠前端的鋼制錐形頭在氣動錘或牽引機(jī)的作用下?lián)羲榕f管道，內(nèi)襯塑料管跟著錐形頭前進(jìn)，最后完成替換舊管的施工。其局限主要是需要開挖地面進(jìn)行直觀連接，對于嚴(yán)重錯位的原有管道，新管道也將產(chǎn)生嚴(yán)重錯位現(xiàn)象，需要開挖起始工作坑和接收工作坑等。折疊內(nèi)襯法原理是使用PE或PVC作為管道材料，施工前先在工廠或工地改變管道幾何形狀減少其斷面，然后將斷面縮小的管道拉入原有管道，當(dāng)管道就位后利用加熱或加壓的方法使折疊后的管道膨脹恢復(fù)原來的大小和形狀，形成與原有管道緊密貼合的內(nèi)襯管。其缺點(diǎn)是施工時可能引起結(jié)構(gòu)性的破壞(破裂或走向偏離)。噴涂法是利用水泥砂漿或有機(jī)化學(xué)漿材在管道內(nèi)部噴涂一層膜對舊管道進(jìn)行修復(fù)的方法。其缺點(diǎn)是對管道清洗和堵漏的要求很高，修復(fù)的時間較長，對管道缺陷修復(fù)能力有限，費(fèi)時費(fèi)力，質(zhì)量不穩(wěn)定。這類方法雖然可以解決地下管道結(jié)構(gòu)病害以及滲漏水問題，但大都需要先排空管道內(nèi)積水進(jìn)行施工作業(yè)。如果管道滲漏處外部存在流沙層等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，抽水過程中會導(dǎo)致流沙不斷進(jìn)入管道，造成流沙脫空區(qū)，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致地面沉陷。因此，迫切需要研發(fā)一種復(fù)雜地質(zhì)條件下地下管道滲漏涌沙封堵新技術(shù)。
[0005]高聚物注漿技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的地基快速加固技術(shù)。該技術(shù)通過向地基中注射非水反應(yīng)類雙組份高聚物材料，利用兩種材料混合后迅速反應(yīng)膨脹并固化的特性，達(dá)到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。高聚物材料具有質(zhì)量輕，反應(yīng)快，耐久性好，防滲性能優(yōu)良等特點(diǎn)。目前，高聚物注漿技術(shù)主要應(yīng)用于道路、隧道、堤壩、等大型基礎(chǔ)設(shè)施防滲、加固和修復(fù)工程中。本發(fā)明人針對我國復(fù)雜地質(zhì)條件下地下管道維修技術(shù)的不足，結(jié)合高聚物膜袋注漿技術(shù)、高聚物導(dǎo)管注漿技術(shù)和高聚物布袋注漿技術(shù)，發(fā)明一種地下管道滲漏涌沙封堵高聚物復(fù)合注漿方法。這一創(chuàng)新目前國內(nèi)還未見相關(guān)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于針對復(fù)雜地質(zhì)條件下地下管道滲漏、涌沙問題，開發(fā)一種新的地下管道滲漏涌沙封堵高聚物復(fù)合注漿方法，為復(fù)雜地質(zhì)條件下管道滲漏、涌沙病害處治提供先進(jìn)、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的技術(shù)措施。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
針對軟弱土層、流沙、暗河等不良地質(zhì)條件導(dǎo)致的地下管道滲漏、涌沙，首先結(jié)合高聚物膜袋注漿技術(shù)與高聚物導(dǎo)管注漿技術(shù)在滲漏、涌沙處管道兩側(cè)構(gòu)筑高聚物固沙體，防止抽水時流沙進(jìn)入管道內(nèi)部，然后抽空管道內(nèi)積水，施工人員進(jìn)入管道，利用高聚物布袋注漿方法實(shí)現(xiàn)對滲漏、涌沙部位的有效封堵。
[0008]具體實(shí)施步驟為:
(I)確定地下管道滲漏、涌沙部位
利用探地雷達(dá)(GPR)對地下管道進(jìn)行全面探測，確定需要處置的滲漏涌沙位置。
[0009]( 2 )在地表鉆注漿孔
在管道滲漏涌沙位置兩側(cè)地表等間距布置鉆孔，鉆孔間距30cm-50cm，孔徑9cm，采用鉆孔設(shè)備從地面向下鉆孔，孔深鉆至管道底部以下30cm。
[0010](3)放置注漿管
在每個鉆孔中安放兩根注漿管，一根注漿管底部綁扎膜袋，并用環(huán)箍將膜袋開口端與注漿管固定，膜袋直徑40cm，長度為管徑的1.2-1.5倍，另外一根注漿管不綁扎膜袋。
[0011](4)高聚物注漿
首先，通過注漿管向膜袋內(nèi)注射高聚物材料，高聚物材料在膜袋內(nèi)迅速膨脹并固化，形成高聚物膜袋樁；然后通過另外一根注漿管向膜袋樁間隙處注射高聚物材料，高聚物材料反應(yīng)膨脹固化后，在高聚物膜袋樁之間形成高聚物帷幕。高聚物膜袋樁與高聚物帷幕組合形成高聚物固沙體，防止排除管道積水時出現(xiàn)涌沙。
[0012](5)排除管道積水
利用抽水設(shè)備將管道內(nèi)積水排空。
[0013](6)安裝布袋
施工人員進(jìn)入管道內(nèi)部，在管道滲漏涌沙的錯縫處安裝布袋，布袋數(shù)量由錯縫長度確定。
[0014](7)向布袋內(nèi)注射高聚物材料
按照從兩邊向中間的注漿順序，依次通過注漿管向每一個布袋內(nèi)注射高聚物材料。
[0015](8)封堵滲漏
高聚物材料在布袋內(nèi)迅速膨脹固化，填充錯縫處空隙，封堵滲漏。
[0016](9)填充管道外部脫空
在管道錯縫處兩側(cè)均勻布置小孔，小孔數(shù)量由現(xiàn)場施工情況確定。然后在小孔中插入注漿管，通過注漿管向管道外脫空區(qū)注射高聚物材料，高聚物材料反應(yīng)后迅速膨脹固化，填充管道外部脫空。
[0017]以上步驟所述高聚物材料均為非水反應(yīng)類雙組份高聚物材料。
[0018]本發(fā)明開發(fā)的地下管道滲漏涌沙封堵高聚物復(fù)合注漿方法，適用于軟弱地基、流沙、暗河等不良地質(zhì)條件下地下管道滲漏、涌沙修復(fù)，與傳統(tǒng)的維修技術(shù)相比具有下列特占-
^ \\\.(I)有效防止?jié)B漏涌沙。采用高聚物膜袋注漿與導(dǎo)管注漿相結(jié)合的復(fù)合注漿技術(shù)可有效解決管道滲漏涌沙問題。(2)造價低，相比于傳統(tǒng)維修方案，該方法可節(jié)省60%以上的造價。(3)對周圍環(huán)境小。施工過程中僅需在地面鉆若干個注漿孔，對周圍環(huán)境影響小。
(4)工藝簡單、施工快捷、不需養(yǎng)生。鉆孔、注漿連續(xù)作業(yè)，施工快，材料反應(yīng)后15分鐘即形成90%左右的強(qiáng)