白占偉

（上海市城市排水有限公司，上海市 200233）

0 引言

隨著一系列大型污水輸送干管工程的陸續(xù)建設(shè)，上海市中心城區(qū)的污水輸送干管的框架網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本形成。

建成的污水輸送干管隨著運(yùn)行年限的增加，不可避免出現(xiàn)了一定程度的損壞。傳統(tǒng)的管道修復(fù)方式均需采取水泵調(diào)水或敷設(shè)臨管等臨時(shí)排水措施，將待修復(fù)的管道完全斷水，停止使用后實(shí)施修復(fù)。為保障城市污水輸送，保證城市生活正常運(yùn)行，日輸送污水量在幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)立方米不等的干管，不可能通過(guò)采取臨排措施在完全停止使用的情況下來(lái)對(duì)損壞的部位進(jìn)行修復(fù)。因此，大型污水干管如何在不影響正常運(yùn)行的情況下來(lái)實(shí)施修復(fù)，是排水從業(yè)者面臨的亟待解決的問(wèn)題。

圖1 中隔墻伸縮縫涌流狀滲漏

1 工程簡(jiǎn)介

上海市某段污水輸送老箱涵為2-3 300 mm×3 300 mm的雙孔箱涵，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每25 m設(shè)一伸縮縫，接口為上下企口式結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)約4.7 km。自1999年建成投入使用后，始終是北孔箱涵運(yùn)行，南孔箱涵未啟用，處于空置的狀態(tài)。

2012年，對(duì)該段雙孔老箱涵未投入運(yùn)行的南孔箱涵的狀況分兩段進(jìn)行了調(diào)查。第一段為“提升泵站—陳春港”，長(zhǎng)約150 m，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在正常運(yùn)行時(shí)，雖然一直是北孔單箱涵運(yùn)行，但南孔箱涵卻也一直處于滿水狀態(tài)，且有兩條伸縮縫所處位置的地面經(jīng)常出現(xiàn)污水冒溢現(xiàn)象。通過(guò)降低南孔箱涵水位，安排潛水員進(jìn)入南孔箱涵內(nèi)部進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)箱涵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度情況尚好，但個(gè)別伸縮縫出現(xiàn)涌流、瀑布狀飛濺等嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象（見(jiàn)圖1、圖2）。經(jīng)潛水員對(duì)150 m的8條伸縮縫處水深的測(cè)量結(jié)果，水深最深處和最淺處的水深相差885 mm（見(jiàn)圖3）。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況初步分析，該150 m段箱涵由于地面起伏較大的超限綠化覆土，導(dǎo)致箱涵的不均勻沉降，引起伸縮縫的拉開(kāi)破壞，以致發(fā)生滲漏，并對(duì)基底產(chǎn)生不良影響，從而加劇沉降的發(fā)生，使伸縮縫的張口進(jìn)一步擴(kuò)展，使其發(fā)生較大滲漏。第二段為“陳春港—連通管”，長(zhǎng)約4.5 km，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除個(gè)別伸縮縫出現(xiàn)輕微滲水外，箱涵的內(nèi)壁、伸縮縫情況均較好。

圖2 中隔墻伸縮縫瀑布狀滲漏

圖3 老箱涵（提升泵站—陳春港）約150 m箱涵沉降情況示意圖

鑒于上述調(diào)查，發(fā)現(xiàn)箱涵存在不均勻沉降，部分伸縮縫滲漏嚴(yán)重，必須對(duì)箱涵進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)。第一段的150 m箱涵是此次修復(fù)的重點(diǎn)，第二段的4.5 km箱涵整體情況較好，主要進(jìn)行清淤以及滲水伸縮縫和內(nèi)壁腐蝕處的修復(fù)。

2 技術(shù)難點(diǎn)

要對(duì)上述調(diào)查所發(fā)現(xiàn)的損壞實(shí)施修復(fù)，需解決以下技術(shù)難點(diǎn)。

（1）如何在不停止運(yùn)行的情況下開(kāi)展修復(fù)工作。該污水輸送老箱涵設(shè)計(jì)規(guī)模為旱季160.58 m3/d，雨季33.44 m3/s，污水提升泵站高位井設(shè)計(jì)最高水位14.4 m。目前，北孔單箱涵的實(shí)際每天污水輸送量為7～12 m3/s，提升泵站出水高位井運(yùn)行水位在7～10 m。如此大的污水輸送量，不可能在完全停止運(yùn)行的情況下對(duì)箱涵的損壞部位實(shí)施修復(fù)。

（2）如何獲得相對(duì)較好的修復(fù)工作環(huán)境，以保證修復(fù)的質(zhì)量。目前雖是北孔單箱涵運(yùn)行，但由于中隔墻幾處伸縮縫嚴(yán)重滲漏，使得南孔箱涵也基本一直處于滿水狀態(tài)。在此種情況下，如何才能在首先進(jìn)行修復(fù)工作的南孔箱涵得到相對(duì)干燥的工作環(huán)境，以保證修復(fù)工作的順利開(kāi)展，并獲得較好的修復(fù)質(zhì)量。

（3）針對(duì)發(fā)生滲漏的伸縮縫，如何既能達(dá)到堵漏的目的，又要具有抗污水腐蝕性能，同時(shí)使該伸縮縫仍保持一定的柔性。

（4）對(duì)已發(fā)生較大不均勻沉降的第一段約150 m箱涵，如何防止進(jìn)一步沉降。

3 施工工藝流程

針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)，制定了如圖4所示的箱涵修復(fù)施工工序流程。

圖4 箱涵修復(fù)施工工序流程

（1）通過(guò)運(yùn)行切換，逐次對(duì)各孔箱涵實(shí)施修復(fù)。

將本次老箱涵修復(fù)分三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段：北孔箱涵運(yùn)行，實(shí)施南孔箱涵修復(fù)；第二階段：提升泵站出水切換至南孔箱涵，南孔箱涵運(yùn)行，實(shí)施北孔箱涵修復(fù)；第三階段：箱涵底部土體加固。如此，充分利用了雙孔箱涵的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)運(yùn)行切換，逐次對(duì)各孔箱涵實(shí)施修復(fù)，能夠不影響污水的正常輸送。

（2）南北箱涵同時(shí)開(kāi)孔，兩側(cè)潛水員同時(shí)對(duì)中隔墻進(jìn)行水下臨時(shí)封堵。

第一階段南孔箱涵修復(fù)是本次修復(fù)的重中之重。為防止北孔箱涵運(yùn)行的污水不斷通過(guò)中隔墻滲漏的伸縮縫進(jìn)入南孔箱涵，采取以下措施：首先，在臨近滲漏嚴(yán)重的伸縮縫的南北孔箱涵頂部砌筑臨時(shí)壓力井，安裝壓力井蓋板（水壓試驗(yàn)要滿足運(yùn)行壓力要求），并通過(guò)運(yùn)行配合將箱涵內(nèi)水位降低到頂板下0.5 m后在箱涵頂部開(kāi)孔，如圖5所示。其次，在污水量較小的夜間，通過(guò)運(yùn)行配合，上游減量化運(yùn)行，下游加大輸送量以降低箱涵內(nèi)水位，由兩名潛水員通過(guò)南北兩側(cè)的臨時(shí)壓力井進(jìn)入箱涵內(nèi)部，利用水下堵漏材料（膨脹水泥、石棉、工程膠水等按一定比例混合調(diào)整而成）同時(shí)對(duì)臨近的中隔墻伸縮縫進(jìn)行臨時(shí)封堵，如圖6所示，封堵完成后，運(yùn)行的北孔箱涵的污水將不會(huì)再進(jìn)入南孔箱涵。最后，由潛水員對(duì)南孔箱涵進(jìn)行清淤、通風(fēng)，并徹底清理，如此就能達(dá)到相對(duì)較好的修復(fù)工作環(huán)境。

圖5 南、北箱涵頂部砌筑的臨時(shí)壓力井

圖6 潛水員即將下井進(jìn)行水下封堵

圖7 “Ω”型橡膠止水帶詳圖（單位：mm）

（3）在箱涵內(nèi)壁滲漏的伸縮縫處外貼橡膠止水帶。

外貼止水帶為兩側(cè)帶鋸齒的“Ω”型橡膠止水帶（材質(zhì)為氯丁橡膠）、不銹鋼壓條以及不銹鋼化學(xué)螺栓的組合（如圖7所示），其中橡膠止水帶的“Ω”隆起部位的長(zhǎng)度可根據(jù)伸縮縫變形張開(kāi)后的實(shí)際寬度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。橡膠止水帶的鋸齒部位在不銹鋼化學(xué)螺栓和不銹鋼壓條的擠壓下具有更好的水密性；氯丁橡膠和不銹鋼均具備較強(qiáng)的抗污水腐蝕性能，“Ω”隆起部位既保證了伸縮縫具有一定的柔性，又為伸縮縫可能發(fā)生的進(jìn)一步變形發(fā)展預(yù)留了一定余地。滲漏的伸縮縫完成外貼橡膠止水帶后如圖8所示。

圖8 伸縮縫完成外貼止水帶封堵后

（4）對(duì)發(fā)生較大不均勻沉降的第一段約150 m箱涵底部土體進(jìn)行加固，防止進(jìn)一步沉降。采取對(duì)該段箱涵8條伸縮縫處兩側(cè)各3 m范圍內(nèi)的底部土體進(jìn)行加固，在箱涵兩側(cè)為兩排φ800的高壓旋噴樁（搭接200），箱涵底板下為三排斜打的壓密注漿樁（如圖9所示）。在土體加固過(guò)程中，要求作業(yè)人員要嚴(yán)格控制壓力，并密切關(guān)注箱涵頂部標(biāo)高的第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，防止箱涵的隆起或位移。

在南孔箱涵修復(fù)完成后，北孔箱涵單孔運(yùn)行的3個(gè)月里，所堵漏修復(fù)的部位一直承受北孔箱涵運(yùn)行時(shí)的7～10 m的水位壓力，未再出現(xiàn)任何滲水現(xiàn)象。說(shuō)明修復(fù)取得了成功。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上海市某段污水輸送老箱涵的修復(fù)，對(duì)運(yùn)行中的大型雙孔污水箱涵的修復(fù)進(jìn)行了嘗試，并取得了較好的修復(fù)效果。

（1）充分利用雙孔箱涵的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)運(yùn)行切換，逐次對(duì)各孔箱涵實(shí)施修復(fù)，能夠做到不影響污水的正常輸送。另外，通過(guò)本次修復(fù)工程的實(shí)施也能看出，在大型污水輸送干管的建設(shè)中采用雙管模式，既能提高運(yùn)行的安全性，也將為后續(xù)維修工作帶來(lái)極大方便。

（2）通過(guò)依次進(jìn)行砌筑臨時(shí)壓力井、箱涵頂部開(kāi)孔、潛水員水下封堵等，對(duì)雙孔箱涵發(fā)生較大滲漏的中隔墻伸縮縫進(jìn)行水下封堵，將待修復(fù)的一孔箱涵與運(yùn)行中的另一孔箱涵完全隔離，獲得相對(duì)較好的作業(yè)環(huán)境，使修復(fù)工作能順利開(kāi)展并保證修復(fù)的質(zhì)量。但水下封堵工作具有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施前必須制定詳細(xì)的方案、相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案以及與運(yùn)行部門(mén)的信息溝通機(jī)制，在各項(xiàng)安全防護(hù)措施均到位后方能進(jìn)行，實(shí)施過(guò)程中要保持與運(yùn)行部門(mén)的信息通暢。

（3）在本體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度尚好的情況下，采用兩側(cè)帶鋸齒的“Ω”型橡膠止水帶、不銹鋼壓條、不銹鋼化學(xué)螺栓組合的外貼止水帶，對(duì)大口徑排水管道或箱涵中滲漏的伸縮縫進(jìn)行封閉修復(fù)，堵漏效果較好，且滿足抗污水腐蝕的性能要求，并使伸縮縫具有一定的柔性。

（4）在外部對(duì)箱涵底部土體進(jìn)行加固，可以有效防止箱涵的進(jìn)一步沉降。相對(duì)在箱涵內(nèi)鉆孔向外注漿的方式，可以不用破壞箱涵的結(jié)構(gòu)，但在土體加固過(guò)程中，要結(jié)合第三方監(jiān)測(cè)做好壓力的控制，防止箱涵的隆起或位移。

圖9 箱涵底部土體加固布置圖（單位：mm）