过河段顶管施工渗水冒顶水下混凝土全包封处置方法

春柏课程 2024-11-05 19:13:23

长江大保护浏阳项目位于湖南省浏阳市,主城区雨污分流改造工程主要包括现状截流总管改迁、雨污混接改造及污水管网建设等。其中济川河片区雨污分流改造工程包含4处过河段顶管,在进行 W15—W6.10 过河段顶管施工时,出现了河底渗水冒顶的事故,过河段顶管平面布置如图所示。若单纯地采用在管涌击穿部位浇筑水下混凝土的方法,并不能彻底解决管道渗漏水问题。

W15—W6.10 过河段平面图

水下混凝土全包封处置方法

工程技术人员经科学研究,并结合冒顶段地质、水文情况,对冒顶区域采用围堰挡水和气囊封堵控制渗水后,修复河道内受损管道,并采用水下混凝土对管道全断面进行全包封处理。

工艺流程

首先利用分幅围堰维护河床渗水范围并进行抽排,使基坑内处于相对干燥状态,并对上下游已施工的顶管管道采用气囊封堵,防止水流继续流入施工范围。再通过挖机将冒顶处管道附近松软土体全部挖出后,采用水下混凝土对管道进行全包封处理,最后拆除河道围堰及封堵气囊。

水下混凝土全包封法的施工工艺流程图

操作要点

施工准备

水下混凝土全包封施工前,需要做好施工用电、编织袋、中粗砂、气囊和照明等准备工作,确保施工现场安全措施到位,并对潜水泵、气囊、照明设备进行定期检查。为加快施工进度,保证施工安全,需提前对河床进行清理,并在岸上先在编织袋中装入中粗砂,便于围堰施工。

测量放样

根据现场冒顶位置,围堰高度、坡度等,对围堰底边线进行定位放线,作为围堰施工的定位依据,在挡墙处标记围堰顶部高程,用于控制围堰顶部高程。

围堰施工

围堰采用半幅分段围堰,围堰高度、类型等均需在施工前,根据水文情况、当地围堰材料及造价综合进行设计分析,在确保安全的前提下保证施工的质量,降低造价。

围堰布置及剖面示意图

将装有中粗砂的编织袋按设计要求填放,编织袋搭接宽度为长度的1/3。编织袋装中粗砂容量为袋装容量的1/2~2/3,袋口缝合密实。在水下及水上0.5m内修筑围堰,堆码沙袋时用人工配合长臂挖机,人工装袋并搬运至长臂挖机斗内,然后由长臂挖机抛掷至设计区域,尽量做到上下左右互相错缝、堆码整齐,剩余部分围堰由人工按设计分层堆放。为防止堰坡受到水流冲刷,围堰外包350g/m²复合土工膜,并用编制沙袋压顶和压脚。围堰施工采用分层分段施工,每层高度控制在0.3~0.5m,平面施工顺序为上游至下游。

过河段围堰导流布置

气囊封堵

围堰施工完成后,蛙人对原污水管上下游检查井进行气囊封堵,先封堵上游污水井下游端,气囊尺寸根据需封堵尺寸确定,上下游均采用2个气囊进行封堵,气囊使用压力一般为0.02 MPa。气囊封堵完成后采用7.5kW污水泵将围堰内的水抽排至下游污水井,然后再开始封堵下游污水井上游端。待完成上下游封堵后,持续进行抽排作业。

气囊封堵

气囊封堵施工

在气囊使用前后,需检查气囊是否有损伤,如有损伤不得再重复使用。使用结束后,气囊可以用洗涤剂和水清洗净,避光保存。

管道修复

用人工配合挖机挖除冒顶处附近土体,预留回填时所需渣土,多余淤泥及砂卵石用汽车吊通过吊框转运至岸边,开挖至原污水管及新建管道全暴露。安排人员从原污水管破损处、脱节处进行修复并涂抹防水砂浆及堵漏王,在围堰内对新旧管道交叉部位渗漏点进行修复。

混凝土全包封

待管内及围堰内修复完成后,对围堰内新旧管道进行水下混凝土全包封施工,根据现场场地情况,可采用溜槽或泵送方式进行混凝土浇筑施工。混凝土浇筑前需对管道外侧进行冲洗,需对混凝土配合比进行控制,浇筑过程需控制混凝土离析,浇筑后对混凝土进行保护。

水下混凝土全包封施工

管道包封剖面图

围堰及气囊拆除

采用中型挖掘机进行围堰拆除,拆除宜由下游向上游推进的施工顺序,一次性开挖到围堰底高程,汽车吊将开挖的编制沙袋运送至自卸车内,由自卸车运至指定地点,开挖过程中安排专人用仪器测量开挖深度。

派蛙人对封堵气囊进行拆除,拆除遵循“先下游,后上游“的拆除顺序进行施工,气囊放气后及时将其移至检查井,防止被水冲走。

施工设备

本水下混凝土全包封处置方法所采用的施工设备配置见表。

施工设备配置表

适用范围与特点

本水下混凝土全包封处置方法适用于穿河底顶管施工,河底出现冒顶(管涌击穿),或河道内原有管道老旧,存在脱节和破损等情况。水下混凝土全包封法具有以下特点:

① 能够克服复杂的地理环境,基本不受河道内土质差异的影响;

② 不破坏管道的完整性;

③ 施工操作简单、施工迅速且质量可靠,可彻底解决渗水冒顶情况的发

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