羅志浩 陳 勇 陳 華 劉 斌 潘鈞俊 劉篤興 戴小鋒
中國(guó)建筑第八工程局有限公司 上海 201204
隨著市政基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,我國(guó)綜合管廊建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般興起。然而,對(duì)于地下空間結(jié)構(gòu)綜合管廊的建設(shè),管廊底板空洞[1-4]是其面臨的普遍通病,特別是對(duì)于軟土地質(zhì)及某些臨海沖積性泥塘地質(zhì),其影響愈加顯著。此外,在管廊施工過(guò)程中,施工雨季和相關(guān)作業(yè)的間歇性都會(huì)加劇管廊底板空洞現(xiàn)象擴(kuò)大化。為高質(zhì)量、高效率修復(fù)管廊底板空洞缺陷,在借鑒傳統(tǒng)管廊缺陷修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上[5-9],克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷,現(xiàn)提供一種基于管廊底板空洞的內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置,針對(duì)管廊底板不同程度的空洞狀況,在管廊底板因地制宜、科學(xué)地布設(shè)注漿孔并進(jìn)行測(cè)量定位,對(duì)待開孔部位進(jìn)行內(nèi)鉆孔插管壓密設(shè)備的安裝進(jìn)行鉆孔、連管,漿液配制完成后,將配制好的水泥漿液通過(guò)注漿管進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。該方法避開了傳統(tǒng)注漿方式的長(zhǎng)路徑、低流量、易堵塞等缺陷,具備施工質(zhì)量高、作業(yè)短時(shí)高效、節(jié)約施工成本、作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn),解決了管廊底板空洞問(wèn)題,消除了綜合管廊結(jié)構(gòu)性質(zhì)量隱患。通過(guò)注漿加固彌補(bǔ)了底板空洞缺陷,從而防止了綜合管廊后期發(fā)生滲水和裂縫結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題。
杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程市政配套工程綜合管廊項(xiàng)目,為兩艙現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),縱、橫向各1條,縱向管廊位于14號(hào)路下,橫向管廊位于1號(hào)路下。
如圖1所示,1號(hào)路與14號(hào)路交叉口下方,地面為機(jī)場(chǎng)主要通行道路空港大道(1號(hào)路)和航景路(14號(hào)路),是進(jìn)出機(jī)場(chǎng)和T4航站樓施工車輛通行的主要通道。道路下方為機(jī)場(chǎng)新建綜合管廊,采用分離式上下結(jié)構(gòu),下方為東西向1號(hào)路綜合管廊,上方為南北向14號(hào)路綜合管廊。管廊頂部與地面道路路基之內(nèi)存在給水、雨水、污水、燃?xì)?、通信等重要管線。
圖1 1號(hào)路與14號(hào)路交叉口管廊三維模型
本次施工區(qū)域:1號(hào)路與14號(hào)路交叉口綜合管廊段,地處縱橫交通面,施工工況和空間作業(yè)因素復(fù)雜;管廊上方為十字交叉路口,車流量、交通壓力大,管廊頂板與路面中間各類管線錯(cuò)綜復(fù)雜,施工難度大。此外,管廊區(qū)域?yàn)榈湫偷呐R海沖積性泥塘地質(zhì),造成地下空間結(jié)構(gòu)施工難度較大。在水文地質(zhì)條件和杭州雨季自然環(huán)境等客觀因素影響下,施工過(guò)程中存在難以避免的某些作業(yè)缺陷,致使本次交叉路口綜合管廊段出現(xiàn)了管廊建設(shè)過(guò)程中的普遍通病,即管廊底板空洞現(xiàn)象。
管廊底板空洞現(xiàn)象與地下空間結(jié)構(gòu)水土穩(wěn)定性息息相關(guān),其底板空洞現(xiàn)象產(chǎn)生原因如下:
2.2.1 與前期工程的接頭滲水
在進(jìn)行1號(hào)路與14號(hào)路管廊2/5區(qū)施工時(shí),需將前期工程中管廊接頭挖出并進(jìn)行順接。前期工程施工完成后已將所有降水井封閉,并將SMW工法樁型鋼全部拔除。由于前期工程圍護(hù)型鋼已拔除,圍護(hù)體系已失效。雖然本期工程施工時(shí)在坑外布置了降水井,但地下水較多,基坑開挖過(guò)程中有大量水從前期工程圍護(hù)體系滲入本期工程基坑,導(dǎo)致管廊側(cè)墻外側(cè)水土流失嚴(yán)重。前期工程底板降水井已全部封閉,基坑開挖見底后,由于前期工程管廊底板下方無(wú)法降水,大量水涌入基坑,導(dǎo)致管廊底板水土流失嚴(yán)重(圖2)。
圖2 前期工程接口處底板漏水
2.2.2 給水管線滲水
1號(hào)路和14號(hào)路有南北向及東西向2條給水管線,由于管線使用年限較長(zhǎng),承插口處可能局部脫落,管線一直處于漏水狀態(tài)。漏水導(dǎo)致基坑外側(cè)水土流失,造成道路下方空洞并沉降(圖3)。
圖3 現(xiàn)場(chǎng)管線滲漏空洞
管廊基坑滲水的出現(xiàn)直接導(dǎo)致管廊底板水土嚴(yán)重流失,水土之間相互作用的力學(xué)平衡體系被打破,從而導(dǎo)致管廊在底板施工過(guò)程中發(fā)生涌砂現(xiàn)象,導(dǎo)致管廊底板脫空,最終影響整個(gè)管廊結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量體系和功能使用性。在面臨管廊空洞問(wèn)題時(shí),目前通常采取地上地質(zhì)鉆機(jī)成孔后退式壓密注漿方式,在管廊外側(cè)鉆孔并進(jìn)行高壓注漿,其漿液經(jīng)SMW工法樁和管廊側(cè)墻結(jié)構(gòu)擴(kuò)散至管廊底部,從而達(dá)到底板空洞封補(bǔ)效果。
傳統(tǒng)注漿裝置在修復(fù)管廊底板空洞時(shí)有如下缺點(diǎn):該裝置對(duì)管廊底板空洞修復(fù)的適用性較差,管廊底板空洞的區(qū)域性與該裝置注漿作業(yè)范圍的外圍性定位貼合度不高;該裝置對(duì)管廊底板空洞修復(fù)的工作效率低下,其表現(xiàn)的漿液流動(dòng)方式為擴(kuò)散式,注漿流量小,注漿時(shí)間長(zhǎng),特別是對(duì)于具有較大空洞缺陷的底板而言,其修復(fù)效果較差;該裝置在作業(yè)準(zhǔn)備前,需要預(yù)留的開鉆孔較深,增加了施工成本、影響了工作進(jìn)度;該裝置在工作中,由于其漿液的流動(dòng)路徑長(zhǎng),易形成堵管現(xiàn)象,因此,在裝置作業(yè)過(guò)程中需進(jìn)行清管處理,從而影響了注漿作業(yè)的連續(xù)性,加大了作業(yè)人員的工作負(fù)荷。
為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷,提供一種用于管廊底板空洞修復(fù)的內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置(圖4),以用于修復(fù)管廊底板空洞問(wèn)題。該裝置通過(guò)底板及墊層結(jié)構(gòu)所鑿開的注漿孔,在現(xiàn)場(chǎng)工作及相關(guān)裝置安裝布設(shè)等準(zhǔn)備就緒后,依靠高壓注漿方式進(jìn)行管廊底板空洞修復(fù)工作,以期解決管廊結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題,避免管廊安全性及相關(guān)滲水性問(wèn)題的出現(xiàn),不影響后期綜合管廊功能性使用。
圖4 內(nèi)鉆孔插管壓密注漿加固裝置安裝效果圖
本次管廊底板空洞修復(fù)采用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿技術(shù)進(jìn)行加固作業(yè),其作業(yè)流程為:布設(shè)注漿孔→鉆孔、注漿→封孔。
1)布設(shè)注漿孔:現(xiàn)場(chǎng)用尺量,在底板上按縱向10 m設(shè)置1處定位注漿孔臨時(shí)點(diǎn)位(圖5),并用紅油漆標(biāo)識(shí)。如施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)位無(wú)法進(jìn)行注漿,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整其他點(diǎn)位繼續(xù)補(bǔ)孔。在實(shí)際施工時(shí),應(yīng)根據(jù)注漿效果調(diào)整注漿孔的點(diǎn)位、數(shù)量,當(dāng)土體較松散、注漿通暢時(shí),可加密注漿孔。
圖5 管廊底板注漿孔位
2)內(nèi)鉆孔插管壓密注漿的裝置搭接:測(cè)量定位→底板切縫鑿除→放置橡膠墊及鋼板并用膨脹螺栓固定→焊接注漿管→鉆設(shè)注漿孔→安裝閥門。
3)鉆孔:根據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)位進(jìn)行防水設(shè)置,設(shè)置完成后采用電鉆鉆穿底板結(jié)構(gòu)進(jìn)行成孔,鉆孔直徑30 mm,鉆孔深度以進(jìn)入底板墊層底為宜。
4)連管:注漿管采用無(wú)縫鋼管加工,按設(shè)計(jì)要求從結(jié)構(gòu)開孔處打入需注漿的土體區(qū)域。
5)漿液制作:注漿材料水泥漿,水泥漿液用P·O 42.5水泥配制。漿體應(yīng)經(jīng)過(guò)攪拌機(jī)攪拌均勻后才能開始?jí)鹤ⅲ?yīng)在注漿過(guò)程中不停緩慢攪拌,攪拌時(shí)間應(yīng)小于漿液初凝時(shí)間。
6)注漿:在一切工作都做好后方可開啟注漿機(jī)進(jìn)行注漿,當(dāng)注漿壓力持續(xù)穩(wěn)定,不進(jìn)漿、進(jìn)漿量很少,或從排氣孔冒漿時(shí),即可停止注漿,關(guān)閉孔口閥門,拆除和清洗管路,進(jìn)入下一個(gè)孔位進(jìn)行施工。
7)封孔:待注漿孔內(nèi)漿液凝固,且注漿孔位置無(wú)滲漏水情況時(shí),沿大鋼板上口切割掉注漿管,并采用小鋼板焊接封閉注漿孔,然后澆筑細(xì)石混凝土恢復(fù)底板及上部找平層。清掃、清理周邊混凝土,完成注漿工作。
采用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿技術(shù)進(jìn)行管廊底板空洞修復(fù),在整個(gè)操作過(guò)程中作業(yè)簡(jiǎn)單、無(wú)技術(shù)難點(diǎn),適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員靈活使用。注漿裝置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況(底板空洞程度)進(jìn)行裝置調(diào)試,因地制宜、靈活作業(yè)。無(wú)論是在修復(fù)質(zhì)量上,還是作業(yè)效率和施工成本優(yōu)化上,本技術(shù)都取得了較好的實(shí)施效果。
在本次杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目中,關(guān)于1號(hào)路與14號(hào)路交叉處綜合管廊段底板空洞問(wèn)題的修復(fù)應(yīng)對(duì)過(guò)程中,在傳統(tǒng)注漿修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)改進(jìn)創(chuàng)新,利用內(nèi)鉆孔插管壓密注漿方法對(duì)管廊底板空洞進(jìn)行修復(fù),取得了顯著成效:注漿裝置靈活性強(qiáng)、使用方法簡(jiǎn)單、效率高;內(nèi)鉆孔插管壓密注漿提高了綜合管廊底板注漿施工質(zhì)量,消除了管廊結(jié)構(gòu)性質(zhì)量安全隱患;提高了工人作業(yè)效率,節(jié)約了工期與成本;實(shí)用性強(qiáng),能夠解決現(xiàn)存的管廊底板空洞通病,具備應(yīng)用推廣性。