楊健君

（福光環(huán)境工程（上海）有限公司，上海 200333）

1 引言

近年來(lái)，各大城市針對(duì)城區(qū)老舊給水、排水管網(wǎng)進(jìn)行了更新改造，為避免施工帶來(lái)的影響，大部分采用非開(kāi)挖管道修復(fù)更新技術(shù)。其中排水管道復(fù)合噴涂修復(fù)法作為管道非開(kāi)挖修復(fù)中的一個(gè)重要工法，在工程中得到了大量的應(yīng)用。

2 工程案例

2.1 工程概況

江蘇某市第Ⅲ防洪區(qū)水環(huán)境（含黑臭水體治理）項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)施范圍位于該市主城區(qū)，河網(wǎng)密布，素有“東方濕地之都”“百河之城”的美譽(yù)。區(qū)塊內(nèi)污水管道總長(zhǎng)約365 km，檢查井約7 770 座。修復(fù)存在問(wèn)題的老舊管網(wǎng)總長(zhǎng)約220 km。已修復(fù)管道部分的附屬檢查井?dāng)?shù)量約為4 550 座，其中磚砌井約占80%。超過(guò)30%的檢查井井室存在缺陷，主要缺陷為：井壁無(wú)抹面，檢查井砂漿面層腐蝕，少量檢查井井室沉降、管口與檢查井連接處滲漏、檢查井井底脫空、附屬設(shè)施損壞等情況。具體表現(xiàn)為檢查井表層無(wú)抹面、砂漿面層脫落、滲水、涌漏、破裂、井底井身結(jié)構(gòu)脫落等情況。

2.2 地層結(jié)構(gòu)

該區(qū)塊內(nèi)的檢查井平均埋深約3.5～5 m。根據(jù)地質(zhì)勘察成果，地下3～6 m 多為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層及砂質(zhì)粉土層。淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層干強(qiáng)度及韌性低，土質(zhì)不均勻，系高壓縮性軟土。淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土含水率高，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度及承載力均低，且具有一定的流變與觸變性，基坑開(kāi)挖時(shí)極易產(chǎn)生坍塌或塑性擠出。

2.3 施工工況

1）管道多位于主、干道路兩側(cè)，緊挨綠化帶及非機(jī)動(dòng)車道，部分距離商鋪或居民樓附近，有些管道因道路擴(kuò)寬原道已位于道路中心，因所處位置對(duì)常規(guī)開(kāi)挖施工造成很大阻礙，不便于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖修復(fù)實(shí)施作業(yè)。

2）市區(qū)地下管線眾多，明挖施工，務(wù)必要涉及管線交底及遷改，耗時(shí)費(fèi)力，且工程進(jìn)度不受控，存在較多的安全隱患。

3）傳統(tǒng)施工工藝對(duì)居民正常生活、交通、環(huán)境及周邊建筑基礎(chǔ)的影響大，且施工暴露面廣，工期較長(zhǎng)，易形成社會(huì)矛盾造成不良影響。

2.4 檢查井修復(fù)目的

本次水環(huán)境治理項(xiàng)目通過(guò)前期整體排水管網(wǎng)的檢測(cè)和溯源排查發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)污水檢查井大多存在各種缺陷，其中檢查井的破裂和滲漏既會(huì)造成地下水污染，也會(huì)引發(fā)污水通過(guò)滲漏進(jìn)入周邊雨水系統(tǒng)進(jìn)而通過(guò)直排口進(jìn)入河道造成地表水污染的現(xiàn)象。

3 復(fù)合式非開(kāi)挖噴涂修復(fù)概念

砂漿樹(shù)脂復(fù)合式非開(kāi)挖噴涂工法：是先將聚合物砂漿噴到結(jié)構(gòu)基層物表面，待砂漿終凝后再噴涂高分子樹(shù)脂聚合物材料的一種二階段施工工藝。

4 主要材料

4.1 聚合物砂漿噴涂材料

要達(dá)到對(duì)檢查井的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和功能修復(fù)，需要一種改性砂漿，具備良好的力學(xué)性能和抗?jié)B、抗腐蝕的良好耐久性，同時(shí)具備易于施工和操作的特性[1]。地質(zhì)聚合物砂漿最初是由法國(guó)研究人員約瑟夫·達(dá)維多維茨(Joseph Davidovits)發(fā)明創(chuàng)造，用來(lái)描述由鋁硅酸鹽活化反應(yīng)形成的一類“膠結(jié)黏結(jié)劑”?！暗刭|(zhì)物”是指地質(zhì)聚合物合成所需的原材料，包括能被激發(fā)劑激發(fā)的以氧化硅和氧化鋁為主的礦物；“聚合” 是指地質(zhì)聚合物的合成過(guò)程發(fā)生了聚合反應(yīng)[2]。地質(zhì)聚合物砂漿，用于非開(kāi)挖技術(shù)修復(fù)，與普通硅酸鹽水泥基膠凝材料相比，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）增強(qiáng)了抵抗化學(xué)侵蝕的能力；（2）增強(qiáng)了耐高溫能力；（3）使用了大量的工業(yè)廢物回收料，減少了二氧化碳（溫室氣體）的排放量；（4）方便添加增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的纖維等附屬材料。

4.2 高分子聚合物樹(shù)脂

高分子聚合物樹(shù)脂：該高分子聚合物樹(shù)脂具有親水性能可在潮濕基面使用。材料分為A 組分和B 組分，A 組分是異氰酸酯預(yù)聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物），通常稱為固化劑；B 組分是聚醚及聚酯多元醇樹(shù)脂、催化劑組成的含羥基樹(shù)脂通常稱為主劑組分。

本次采用的聚合物砂漿高分子聚合物樹(shù)脂基本技術(shù)性能要求滿足T/CECS 602—2019《給水排水管道內(nèi)噴涂修復(fù)工程技術(shù)規(guī)程》。

5 設(shè)計(jì)原則

本次檢查井采用復(fù)合式噴涂修復(fù)工藝采用半結(jié)構(gòu)性修復(fù)設(shè)計(jì)原則，內(nèi)襯材料依賴原有結(jié)構(gòu)為主，在設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)承受外部靜水壓力，而土壓力和動(dòng)荷載仍以原有結(jié)構(gòu)物為主要承載力的修復(fù)方法，并考慮原有結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和污水的防腐防滲性能要求。

6 技術(shù)路線及施工工序

6.1 技術(shù)路線

施工準(zhǔn)備→管道封堵及排水→檢查井清理→檢查井缺陷評(píng)估→井室數(shù)據(jù)測(cè)量→砂漿噴涂→樹(shù)脂噴涂→檢查驗(yàn)收→場(chǎng)地清理。

6.2 施工工序

6.2.1 施工準(zhǔn)備

材料送檢、施工手續(xù)報(bào)批、人員準(zhǔn)備、設(shè)備檢查及調(diào)試等。

6.2.2 管道封堵及排水

根據(jù)實(shí)際管道情況和管道內(nèi)水流強(qiáng)度，封堵的距離根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行，依據(jù)先上游、交匯井各個(gè)入水口進(jìn)行封堵，封堵之前應(yīng)對(duì)所要施工的路段范圍內(nèi)的井蓋打開(kāi)并放置圍護(hù)欄或醒目的標(biāo)記，封堵完成后進(jìn)行調(diào)水作業(yè)。

6.2.3 清洗和預(yù)處理

修復(fù)前用高壓水槍對(duì)檢查井內(nèi)表面進(jìn)行徹底清洗，確保浮漿、松動(dòng)材料及碎磚塊被清洗下來(lái)，高壓清洗出的新鮮表面有助于提高內(nèi)襯的黏結(jié)力；吸污車隨時(shí)配合吸除井室內(nèi)清洗后的積水及沖刷后的垃圾；注漿堵漏井壁滲漏嚴(yán)重的裂隙和填補(bǔ)井壁周邊空洞。

6.2.4 評(píng)估現(xiàn)狀井室缺陷及確定修復(fù)工藝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，確認(rèn)具體的施工工藝（見(jiàn)表1）。

表1 缺陷類型及選用工藝表

6.2.5 井室數(shù)據(jù)測(cè)量

井室數(shù)據(jù)測(cè)量包含檢查井的尺寸、井壁井蓋材質(zhì)、地面和井底高程、各接入管的大小材質(zhì)埋深、水流方向、存在缺陷情況、位置及按照施工設(shè)計(jì)圖紙擬采用的修復(fù)方式。

6.2.6 井室砂漿及樹(shù)脂噴涂

1）聚合物砂漿離心噴涂作業(yè)

將離心噴涂器放到檢查井中心軸線底部位置（不可觸底），并在絞車鋼絲繩上對(duì)應(yīng)位置做標(biāo)記用來(lái)控制噴涂施工限位。將噴涂器提至井口，開(kāi)通電源，待噴涂器旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后可以泵送內(nèi)襯砂漿，同時(shí)按預(yù)設(shè)速度下放或提升噴涂器，使砂漿均勻噴涂至原結(jié)構(gòu)表面。砂漿噴涂過(guò)程中發(fā)生供應(yīng)中斷，則暫停提升噴涂器，直至砂漿恢復(fù)供應(yīng)。若在某一深度上需要更大的厚度，將噴涂器下放到指定部位，對(duì)該部位進(jìn)行重復(fù)噴涂即可。在井壁形成的內(nèi)襯層，其表面因離心力作用呈現(xiàn)輕微的網(wǎng)紋狀，內(nèi)襯澆筑完成后，可保持自然表面，也可采取人工方式對(duì)表面進(jìn)行瑕疵處理，直到達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

噴涂完成后，移除井底的遮蓋物及其他雜物。對(duì)導(dǎo)流渠邊緣、尖角部位、管道與檢查井結(jié)合部位等，進(jìn)行人工表面微處理，確保表面砂漿噴涂的平整和美觀。

2）高分子樹(shù)脂噴涂作業(yè)

A 組分和B 組分的高分子樹(shù)脂材料現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)噴涂加熱機(jī)達(dá)到一定的溫度并按設(shè)置好的配比通過(guò)氣動(dòng)噴槍進(jìn)行混合形成噴霧，噴射在終凝完成后的內(nèi)襯砂漿層表面，形成高分子聚合物材料防腐保護(hù)層。操作人員應(yīng)佩戴防護(hù)用品，避免與材料直接接觸。樹(shù)脂噴涂需連貫進(jìn)行，砂漿內(nèi)襯層不能有流掛狀水珠、水流，必要時(shí)需對(duì)砂漿層進(jìn)行吹干或烘干處理。

6.2.7 拆除封堵，通水

樹(shù)脂噴涂完成30 min 待樹(shù)脂達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除封堵即可通水；重新蓋上井蓋、清理現(xiàn)場(chǎng)后即可恢復(fù)交通；撤場(chǎng)后24 h 內(nèi)，應(yīng)避免重型車輛碾壓噴涂修復(fù)過(guò)的檢查井井蓋，以防車輛碾壓產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)破壞內(nèi)襯層。圖1 為樹(shù)脂噴涂后效果。

圖1 樹(shù)脂噴涂后效果

7 重難點(diǎn)分析

7.1 作業(yè)面因素

檢查井井位大多位于主干道路兩側(cè)，施工作業(yè)面被其他車輛停放占用導(dǎo)致施工效率底；部分檢查井位于縱深較深的綠化帶內(nèi)，離道路較遠(yuǎn)，車輛無(wú)法到達(dá)，需人工搬運(yùn)，也是施工效率低的原因之一。

7.2 施工因素

1）檢查井需預(yù)先勘察，需要二次封堵抽水、清洗井室。

2）檢查井有大量的三通、四通甚至五通的情況，由于檢查井修復(fù)的特殊性，氣囊封堵工作量較大。

3）工序多，需嚴(yán)格把控各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。

4）聚合物砂漿噴涂漿料制備：攪拌好的內(nèi)襯漿料應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用完；在剪切攪拌作用下制得稠度均勻的灰漿，攪漿用水量在推薦范圍內(nèi)，施工中還需要根據(jù)天氣溫度、濕度情況做微量調(diào)整。

5）噴漿施工前，應(yīng)保證原結(jié)構(gòu)基底處于濕潤(rùn)狀態(tài)，但不得有明顯水滴或流水；當(dāng)環(huán)境溫度低于0 ℃時(shí)，不宜進(jìn)行噴筑施工；當(dāng)施工環(huán)境溫度高于30 ℃時(shí)，應(yīng)采取降溫措施。

7.3 高分子聚合物樹(shù)脂噴涂作業(yè)中需要注意的事項(xiàng)

1）樹(shù)脂噴涂工程正式施工前需通過(guò)試噴確定工藝參數(shù)。

2）樹(shù)脂面層涂層在聚合物砂漿噴涂后的表基上施工。

3）檢查井基層溫度、檢查井井內(nèi)的環(huán)境溫度和外環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)滿足噴涂材料施工條件。

4）樹(shù)脂涂料噴涂后的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定，且至少養(yǎng)護(hù)30 min。

8 施工質(zhì)量保證措施

1）對(duì)于檢查井滲漏，在噴涂作業(yè)前，采用QV 等可視化設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，接口處及裂縫處應(yīng)無(wú)明顯的滲漏。

2）水泥基內(nèi)層噴涂厚度檢查方法：在監(jiān)理見(jiàn)證下，于檢查井?dāng)嗝嬖O(shè)置標(biāo)記釘，標(biāo)記釘露出基層長(zhǎng)度應(yīng)按噴涂厚度要求一致。每座檢查井井壁頂部、中部、底部各設(shè)一處檢測(cè)斷面，每個(gè)斷面測(cè)3～4 個(gè)點(diǎn)。當(dāng)噴涂?jī)?nèi)襯均完全覆蓋全部標(biāo)記釘時(shí)認(rèn)為噴涂厚度滿足要求。

3）高分子聚合物樹(shù)脂面層噴涂厚度檢查方法：將試樣表面清理干凈，用卡尺或測(cè)厚儀測(cè)量涂層的厚度。檢查數(shù)量：每500 m2抽樣3 塊20 mm×20 mm 樣品，用于檢測(cè)，監(jiān)理全過(guò)程參與并記錄。涂層平均厚度不低于設(shè)計(jì)值，最小厚度不小于設(shè)計(jì)值90%（涂層厚度不宜小于2 mm）。檢查方法：對(duì)照設(shè)計(jì)文件用游標(biāo)卡尺測(cè)斷面厚度或測(cè)厚儀測(cè)量。

4）大面積施工作業(yè)前，進(jìn)行試噴作業(yè)并取樣送檢，對(duì)試噴后的檢查井，應(yīng)在1 周、1 個(gè)月、3 個(gè)月時(shí)到噴涂后的現(xiàn)場(chǎng)目視察看并留影，確保施工質(zhì)量合格。

9 總結(jié)及建議

檢查井井室修復(fù)工程中，工程施工人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的工藝及相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用砂漿噴涂后高分子聚合物樹(shù)脂表基噴涂的復(fù)合式噴涂設(shè)計(jì)方案，完整恢復(fù)了井室的功能，起到防腐、防水以及對(duì)井室結(jié)構(gòu)的加固。施工結(jié)束后公司也對(duì)噴涂完成后的井室進(jìn)行了管網(wǎng)恢復(fù)運(yùn)行7 d 后、28 d后、90 d、300 d 后的自檢，效果良好。

通過(guò)此次施工，可明顯體現(xiàn)出檢查井井室修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，具體包括以下幾方面。

1）修復(fù)施工周期短，質(zhì)量可靠性高。

2）社會(huì)效益好，施工中對(duì)周圍環(huán)境基本無(wú)污染且無(wú)須開(kāi)挖，對(duì)周邊交通環(huán)境影響小，不擾民，噪聲低。

3）經(jīng)濟(jì)性，最大限度地避免了拆遷、改造、開(kāi)挖等麻煩，減少了工程的額外投資和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4）針對(duì)老、舊檢查井的連續(xù)砂漿噴涂，表面高分子樹(shù)脂噴涂，既保證了檢查井整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又保證了檢查井的防腐性能。在保證質(zhì)量的前提下有效地延長(zhǎng)了檢查井的使用壽命。

5）檢查井修復(fù)后防止了污水和外水的連通，既防止了地下水流入污水管網(wǎng)降低污水濃度，也防止了污水外滲污染地下和地表自然水體。

6）檢查井結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和防腐的修復(fù)，有效降低檢查井井室腐蝕而導(dǎo)致的檢查井整體強(qiáng)度階梯式下降，從而導(dǎo)致潛在的檢查井周邊塌陷風(fēng)險(xiǎn)，避免危及人生和財(cái)產(chǎn)安全。