行车道范围内废弃管道泡沫混凝土封堵施工

李宁

（中交路桥建设有限公司，北京 100027）

0 引言

管道废弃是市政管道管理中的最后一个环节。在市政工程建设过程中，由于市政工程建设需要进行现有管道改迁且原有管道无其他潜在用途时，原有管道即成为废弃管道。市政工程中的废弃管道主要有污水压力管、输水管、污水管、自来水管、雨水管等，而管道废弃后上部可能存在既有建筑、道路等，管道废弃后在上部结构荷载的影响下，可能产生破损沉降，导致地面沉降或塌方、地陷事故，影响地面建筑的安全。因此需要对原废弃管道进行处理，防止对未来土地利用造成不良影响。在公路工程中，由于路面改扩建原因造成的管道废弃比较常见，本文以浙江省某公路改造工程为例，介绍行车道范围内的废弃管道处理施工工艺，分析比较挖除破碎和封堵注浆两种工艺的特点和应用范围，以期为今后工程实践提供指导。

1 处理方案

针对废弃管道处理，主要采用两种处理方式，挖除破碎或者封堵注浆。

1.1 挖除破碎

挖除老管道及检查井等附属设施后，回填级配碎石采用明挖法，设钢板桩围护或设1:0.75～1:1 的坡率进行开挖，将原老管道及检查井等附属设施挖除后，分层回填级配碎石，采用小型振动压路机和强夯机进行分层夯实。挖除破碎能够彻底消除废弃管道对未来土地利用的不良影响，但工程量大，成本高，且对既有工程施工产生较大影响，甚至在部分既有建筑地区无法实施。

1.2 封堵注浆

保留老管道，填充C15 素混凝土/泡沫混凝土采用高压泵送流动度在160～200mm C15 素混凝土或泡沫混凝土达到自密实的效果。相比较而言，封堵注浆方法施工周期短，成本适中，受上部既有结构影响小的优点，在实际工程中有广泛的应用。

下面以公路工程行车道下方废弃管道为例，简要说明这两种处理方法的施工要点。

2 重要材料及技术要求

2.1 泡沫混凝土特性

（1）轻质性。泡沫混凝土内含有大量闭合泡沫，且泡沫闭合内部不含水分，配合比设计过程中调整泡沫含量可根据需要将泡沫混凝土重度控制在3～18kN/m3，从而有效降低结构自重。

（2）强度的可调节性。配合比设计中水泥含量、气泡掺量的变化，除了改变泡沫混凝土重度外，还可对其强度进行调节，常用泡沫混凝土强度在0.3～5.0MPa 范围内。

（3）高流动性。泡沫混凝土内的大量气泡有较好的润滑作用，可明显提高其流动性能，便于泵送施工，现有技术条件下可实现垂直100m，水平500m 远距离泵送。

（4）固化后的自立性。与其他填充土体相比，泡沫混凝土中的水泥初凝后有较高的强度，可实现填充物固化自立和垂直填筑，大大减小挡土结构的荷载，在桥背和挡土墙填充物中有明显优势。

（5）减震性能好。泡沫混凝土中的孔隙还具有较好的缓冲作用，可有效吸收冲击能量，对桥梁减震有较好的效果。

（6）防水性能强。泡沫混凝土内含有大量闭合气泡，这些气泡减少水分渗透通道，可将泡沫混凝土透水系数降低至10-5cm/s 量级，使其具有一定的防水性能。

（7）耐久性能好。泡沫混凝土为水泥基材料，具有与水泥混凝土接近的耐久性能。

（8）良好的隔热、隔音效果及抗冻融性能。泡沫混凝土中的封闭气泡含量高，可有效隔绝热量传递，减少声波透射，且在冻融环境下有较好的体积伸缩性能，因此泡沫混凝土具有较好的隔热、隔音、抗冻融性能。

（9）环保性能好。泡沫混凝土中的水泥基材料和发泡剂，均为无毒无害无挥发性的物质，为环境友好型材料，生产和使用过程中均无环保隐患。

2.2 施工建议

（1）建议管材须满足公路I 级荷载的要求。管道井采用级配碎石或宕渣回填，压实度不小于96%，回填至距路基顶面80cm处，拔出钢板桩后采用水密法密实。

（2）建议路床80cm 范围采用级配碎石，采用机械压实，分两级填筑，每级设宽40cm 台阶，层间满铺一层土工格栅，格栅宜采用钢丝格栅，拉伸强度不小于100kN/m，断裂延伸率不大于3%。

（3）级配碎石进行碾压时，采用大型压路机振动碾压，一般规格为18～21t，采用横向碾压法静压，也可采用小型振动压路机（一般6t）。

（4）级配碎石的松铺系数和松铺厚度，单层压实厚度不大于20cm，小型设备碾压时不大于15cm，压实度不小于96%，每层进行卸料松铺时，靠近边缘应进行人工补料，避免摊铺不到位的现象。

2.3 材料要求

2.3.1 碎石

（1）级配碎石应采用抗压强度高、性状稳定的岩石，如石灰岩、凝灰岩等，不应采用易风化岩、膨胀性岩、崩解性岩、盐化岩等，针片状、片状碎石颗粒含量不应超过20%，石料压碎值不大于30%。

（2）级配碎石不均匀系数宜大于10，曲率系数范围宜为1～3，经首件工程确定最佳级配范围，无试验资料时颗粒组成可参考如表1 所示。碎石应分档存放，一般情况下宜采用厂拌形式。

表1 级配碎石颗粒组成范围

2.3.2 泡沫混凝土

（1）提高泡沫稳定性，延长稳泡时间。稳泡时间长的泡沫具有较高的液膜强度和较好的保水性能，可在较长时间内保持泡沫完整，防止浇筑过程中泡沫破裂影响性能。

（2）提高泡沫均匀性。泡沫制备时应保证泡径差值在规范允许的范围内，防止局部大直径泡沫位置产生应力集中而破坏整体结构。

（3）泡径越小越好，应以0.1～1mm 为主。在原料、配方、设备、工艺等条件均相同的情况下，泡径越小，泡沫混凝土强度越高，1mm 泡径的泡沫混凝土与3mm 泡径相比，强度可提高20%以上。

（4）泡沫泌水率越低越好，避免使用乳状泡沫。主要是保证泡沫中的气泡数量和泡沫混凝土的气孔率，也就是保证泡沫混凝土的密度。

（5）泡沫对胶凝材料没有负作用。泡沫混凝土中水泥基胶凝材料不会与泡沫发生反应，不影响胶凝性能，即不会产生胶凝负作用。

2.4 关键施工工艺

2.4.1 管道开挖施工工艺

管道开挖采用明挖法，设1:0.75～1:1 的坡率进行开挖，将原老管道及检查井等附属设施挖除后，分层回填级配碎石，采用小型振动压路机和强夯机进行分层夯实。

在道路路床顶面铺设一层钢塑格栅，铺设范围为开挖边界外100cm，钢塑格栅纵向抗拉强度为大于100kN/m，横向抗拉强度为大于80kN/m，极限延伸率小于等于3%。

2.4.2 管道回填施工工艺

①采用泡沫混凝土将检查井封堵→②利用预留井抽排污水→③砂袋封堵→④从注浆孔填充泡沫混凝土600kg/m3，强度0.8～1MPa，流动度200±10mm，待混凝土凝固自密实→⑤预留井泡沫混凝土封闭。

2.4.3 注浆封闭施工工艺

①起终点新建临时基坑支护（需设置在分隔带或绿化带）→②砂袋及C15 混凝土两端封堵→③中间各隔60m 处将老路临时开挖至旧管顶，在旧管顶部切割（100-150）×（100-150）cm 的开口作为临时注浆口，在两个注浆口中间钻孔（需保证管道完整性），插入①10cm 钢管作为排气孔→④从清淤注浆口处采用机械清淤及冲洗→⑤从注浆口填充泡沫混凝土600kg/m3，强度0.8～1MPa，注浆压力为0.6～0.9MPa，流动度200±10mm，待混凝土凝固自密实，排气口出浆后停止注浆→⑥临时开挖及基坑采用泡沫混凝土、C15 混凝土或级配碎石回填→⑦路基顶面铺钢塑格栅。

在注浆孔注泡沫混凝土前，需对填充物（泡沫混凝土或低标号素混凝土）和管道淤泥进行试验，假如淤泥的腐蚀性对泡沫混凝土的耐久性无较大影响则采用泡沫混凝土，否则采用C15 混凝土。

2.4.4 处理污水、输水管（封堵）施工工艺

①起终点新建临时基坑支护（需设置在分隔带或绿化带）→②砂袋C15 混凝土两端封堵→③临时开挖及基坑采用级配碎石回填→④路基顶面铺钢塑格栅。

2.5 质量检验

（1）压实度采用灌砂法进行检测。

（2）施工过程中，每层填筑均应保存照片、影像资料。

（3）应对每层压实厚度进行检测，每层压实厚度应符合2.2（4）的要求。

（4）每1000m3填料应进行一次级配检测，不均匀系数、曲率系数应满足2.3.1（2）的要求。

（5）路基成形后实测检测路基顶面弯沉。

2.6 施工注意事项

（1）在注浆孔注泡沫混凝土前，需对填充物（泡沫混凝土或低标号素混凝土）和管道淤泥进行试验，假如淤泥的腐蚀性对泡沫混凝土的耐久性无较大影响则采用泡沫混凝土，否则采用C15混凝土。

（2）施工单位对污水管道须采用机械清淤，如需采用人工清淤，需做好防护措施，保证施工安全。

3 结论

本文详细介绍市政废弃管道处理的挖除破碎和封堵注浆两种施工工艺，包括管道开挖、管道回填、注浆封闭施工、污水处理、质量检测等施工工序和方法，以此为废弃管道处理提供参考经验。