城市地下排水管网渗漏非开挖注浆修复施工技术分析

陈钰林，郑登登

1.福州市城市排水有限公司，福建 福州 350000

2.福建江夏学院，福建 福州 350108

1 城市地下排水管网修复工程特点

（1）管井内外注浆修复技术的使用，能快速、准确地封堵渗漏点，该技术先进可靠，修复成功率高。

（2）注入材料采用一种用于堵漏和土体稳固的聚氨酯材料，遇水迅速反应，随着时间逐渐稳固，耐化学腐蚀，无毒，对富水环境下的管道修复非常有效。

（3）运用注浆材料遇水反应发泡膨胀的特性，注入注浆材料填塞破损部位，同时固结周围土体，可以极大地提高修复效果。

（4）通过注浆修复技术的使用，避免了管道开挖造成的大量浪费，有效地节约了资源，保护了周边环境。

2 城市地下排水管网修复工艺原理

2.1 管、井外注浆修复技术

管、井外注入注浆材料填塞破损处及固结周围土体。该施工技术中采用特制袖阀管注浆，通过调整每环隘浆孔数量、孔口方向，确保管道弧形土体部位的注入均匀，提高了管、井外注浆修复效果。经验证，注浆材料注入量为3kg/m3时，其经济效果最佳。

2.2 管、井内注浆修复技术

管、井内注浆孔与出浆孔均穿透修复部位结构物，注入注浆材料填塞破损部位及固结周围土体，提高管、井内注浆修复效果。

3 城市地下排水管网修复施工操作要点

3.1 修复管、井探测

（1）较大管、井采用人工进入探查，较小管、井则利用可视智能机器人进行管内探测。

（2）重点探测破损部位和破损程度，为修复方案的选定提供重要依据。

3.2 修复方案的选择

（1）根据修复管井的大小、破损程度、修复部位、地下水环境、周边地理环境影响、社会环境影响等因素，选择管、井外注浆修复或管、井内注浆修复，也可结合使用两种修复方案。

（2）管、井外注浆修复适用于施工人员不能或不直接进入内部施工的较小管道及窟井修复加固。

（3）管、井内注浆修复适用于施工人员能够进入内部施工的较大管道及窟井修复加固。

3.3 管、井外注浆修复

（1）定位、钻孔。①注浆孔的地面定位准确，关系到管、井修复质量。同时，地面定位误差较大，钻孔可能造成管、井的再次损坏。②管道修复部位的地面定位。首先，利用2台激光铅锤仪置于井口之上，将管道两端位置引上地面。其次，精确测出修复部位距管口两端的相对位置。小管道利用可视智能机器人的测距功能测量，大管道采用人工测量。再次，管道修复部位偏位测量。运用1台激光发射器从一端管口中心照射另一端管口中心，测量偏位方向与偏位量。施工人员不能进入小管道时可通过判断激光束的相对位置估算偏位量，误差应＜5cm。最后，管内修复部位高标确定。测量两端管口标高，推算管内修复部位标高。③注浆孔位的布置。首先，管道修复时，注浆孔沿管道两布置，距管道外侧30～50cm，纵向相邻注浆孔净距为50～80cm；其次，窟井修复时，注浆孔距井壁最外侧30～50cm，相邻注浆孔净距直为50～80cm；再次，当管、井修复需要特别加固周边土体时，可采用多排注浆孔注浆，扩大加固面；最后，钻孔采用工程地质钻机，利用2台经纬仪呈90°布置测量，控制垂直度偏差＜O.1%。钻孔孔径根据袖阀管管径确定，为8～10cm。

（2）注套壳料、放管。①特制袖阀管：特制袖阀管外管为单向间管采用内径50cm的塑料管，每隔一定距离设置一环溢浆孔（根据实际注浆作用范围定，一般为20～50cm）外包橡皮套。与常用袖阀管外管相比，特制袖阀管外管通过调整每环溢浆孔数量来控制每环出浆量，使管道弧形土体部位注入均匀。溢浆孔孔口方向为一侧出浆，确保注入浆液更好的作用于修复部位，提高管、井外注浆修复效果。②注套壳料：套壳料又称封闭泥浆，钻孔到设计深度后从钻内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向间管和钻孔之间的空隙，迫使从灌浆孔内开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层。套壳料采用水泥∶黏土∶水=1∶1.5∶1.88（重量比）配制的浆液，可适当加入少量细砂，提高脆性及挤破能力。③放管：套壳料注入后插入特制袖间管，封闭管内充满清水以防套壳料凝固前袖间管上浮。特制袖间管顶部应标记溢浆口的方向，放管完成溢浆口应对准修复部位方向。同时，每环溢浆口应对准管道弧型土体层的相应部位，放管前应根据管道深度确定袖间管的放管深度。

（3）开环、注浆。①在套壳料泥浆达到一定强度后，在单向阀管内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆。②注浆修复前应采用橡胶气囊封堵排水、砌管拦水坝等方式，将管、井内积水排除或将积水位降低至修复位置以下O.5cm。③开环：首先加大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，扩散范围受洋浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响。④注浆方法：浆液通过注浆芯管从底部向上注浆，达到一定的压力后，提起一段再注浆，重复进行。注入两型浆液时，两型浆液注入完毕后再提起注浆芯管注下一段。首先，当地下水流动性较小时，可直接采用PURH1OO注入，当修复破损部位向外冒浆2～3s时，停止注浆；其次，当遇地下水丰富，流动性较大时，先按前述方法注入PURH1OO封堵破损部位，再注入PURH40加固周围土体，注入量按3kg/m3计算。⑤注浆参考压力为O.1～O.3MPa。

（4）恢复。注浆完成后袖间管外管留于土体之中，截除地面以上部分，并在管内填塞水泥砂浆封闭洞口。

3.4 管、井内注浆修复

（1）布孔、钻孔。①每组注浆管与出浆管在修复裂缝或修复点水平两侧骑缝布置，注浆管与出浆管水平间距应根据裂缝大小、渗漏程度确定，一般为30～50cm。沿修复部位每组之间纵向间距为20～40cm。相邻各组注浆管出浆管交叉设置。各注浆管出浆管均安装阀门，以便排水和注浆。②采用风钻打孔，孔径以注浆管与出浆管外径为准。注浆孔与出浆孔均穿透修复部位结构物，钻入土体10cm。

（2）安置注浆管、出浆管。注浆管与出浆管一般采用4分塑料管制作，均安装有阀门，长度为20～30cm。注浆管、出浆管的安装应严实牢靠，防止注浆过程中出现漏浆、漏汽的现象，以免影响注浆质量或导致注浆失败。因此，要求管与孔壁间的间隙采用封堵胶泥进行封堵，确保安装严实、牢靠。注浆施工前应进行注水试验，检查其密封性。

（3）注浆。①注浆顺序。各组由下而上依次注浆。②注浆方法。首先，当地下水流动性较小时，直接采用PURH100注入。将注浆头插入注浆管内连接，打开该组注浆管与出浆管阀门加压注浆，参考压力为O.1～0.3MPa。当出浆管开始出浆2～3s后停止注浆，关闭该组注浆管与出浆管阀门。由下而上打开下一组注浆管与出浆管阀门，按前述步骤反复操作。其次，当遇地下水丰富流动性较大时，先按前述方法注入PURH100。关闭出浆孔，继续注入PURH40，注入量按kg/m3计算。

（4）恢复。注浆完成待浆液完全固化后，锯掉注浆管与出浆管，用防水砂浆封平洞口。

3.5 修复效果评估

注浆完成后5～10d内，利用可视智能机器人、测量工具等，观察破损部位、周边土体是否固化稳定，是否有渗漏等情况，做出评估结果。

3.6 管、井内修饰

根据修复管、井的损坏程度及修复程度，可选择防水砂浆局部抹面、防水砂浆整体喷涂等方法。

4 城市地下排水管网修复工程质量保证措施

（1）做好各种施工机械设备的保养、检修工作，保证施工过程中机械设备的正常运行。袖阀管注浆中的套壳料配方由现场试验确定，套壳料施工质量决定注浆施工的质量。

（2）钻孔机对准孔位，调整垂直度，保证垂直钻孔机对准孔位，调整垂直度，保证垂直成孔。

（3）加强施工测量的控制工作。尤其重点管控管、井外注浆孔的定位，安排经验丰富的测量技术人员放样，且安排专人复核检查注浆孔位。

（4）管、井内注浆前应对注浆机系统进行全面检查，注浆阀、管及压力表等器件的接头部位一定要靠牢固，阀门一定要拧紧，不能引起漏浆事故。

（5）管、井内注浆时在注浆管与孔洞结合处可能会出现漏浆、冒浆现象，这种现象属于封闭不严所致，注浆前必须进行注水试验。

5 结束语

城市排水管网注浆非开挖修复技术能够快速高效的修复城市排水管网，取得良好的社会效应。相比开挖修复技术，该技术更节能和环保，使用更少的施工资源，让老旧排水管网恢复最大使用功能，延长了排水管网的使用寿命，节约了社会资源。