泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，按如下步驟進行施工：第一步：測量、放線進行樁基施工，干鉆至待處理廢棄污水管道頂；第二步：對廢棄污水管道進行破除；第三步：采用沖擊鉆逐層回填粘性土；將粘性土向廢棄污水管道中壓實，擠壓不動后，繼續上填壓實至管頂以上；第四步：采用護壁泥漿配合鉆機進行樁基鉆孔施工；第五步是注漿步驟；在第五步之前，沿廢棄污水管道，從現狀地面直接鉆若干孔至待處理廢棄污水管道，形成注入孔。本發明能保證管道填充質量，消除安全隱患，減少注漿液的填充量、提高廢棄污水管道的充滿度，保證廢棄污水管道填充的密實性，避免廢棄污水管道與樁基交叉處出現明水。
【專利說明】泡沬混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及城市地下廢棄污水管道的處理方法，尤其是一種非開挖處理城市地下廢棄污水管道的施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市的發展，城市老城區的人口量加大，污水管道廢棄量越來越大，鑒于市政工程的特點，采用傳統方式處理地下廢舊管線的成本較高、難度大、對周邊局面的生活影響較大。鄭州市三環快速化北三環項目在施工高架橋粧基時與現狀即將廢棄的D1600污水管道位置沖突，沖突長度6000m，沖突點數500余個，設計處理方案為開挖廢除污水管道。但施工現場存在沒有開挖場地、沒有開挖施工的工期、開挖溝槽回填土存在自然沉降、影響新建道路的后期質量等問題，為了保證工期，避免以上問題，必須采用其它處理方式進行處理。
[0003]傳統的廢舊管道處理方式有如下四種:1、不做處理；該方法的優點是簡單、快捷；缺點是產權單位不負責任，存在安全隱患。2、直接采用混凝土或土封堵檢查井；該方法的優點是簡單、快捷；缺點是容易導致管道內的殘水或不明外來水將管道周邊或檢查井的填充物掏空，從而發生安全事故。且混凝土或土體具有收縮性，導致管道不能填充密實，管道年舊損壞導致路面發生沉降、塌陷。3、灌注水泥漿填充管道；該方法一直以來都沒有較為規范的處理工藝，填充物的填注量和填注質量無法保證，且費用較高，同時水泥砂漿也具有凝固收縮性，導致管道不能填充密實。4、開挖破除；該方法優點是處理徹底、不留隱患，適用于埋深較淺、有開挖工作面的管道；缺點是工期加長、對周邊居民影響較大、地下管線較多開挖難度較大等，因此針對埋深較大、工期較緊和地下狀況復雜的市政工程一般不采用。通過以上分析可以發現傳統的工藝并沒有形成一套比較完整的處理工藝，無法徹底解決妥善處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種用于廢棄污水管道處理的工藝，該工藝可以快速、簡單、低成本的處理城市廢棄的污水管道，同時沒有危險性、不會污染環境，可有效解決廢棄管道收不明外來水的沖刷出現安全事故，管道破舊引起路面沉陷等問題。
[0005]為實現上述目的，本發明的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，按如下步驟進行施工:
第一步:測量、放線進行粧基施工，采用旋挖鉆干鉆至待處理廢棄污水管道頂；第二步:采用沖擊鉆對廢棄污水管道進行破除，破除深度至廢棄污水管道底部50cm以下；
第三步:采用沖擊鉆逐層回填粘性土 ；填充至廢棄污水管道處時，用沖擊鉆的沖壓力將粘性土向廢棄污水管道中壓實，直至擠壓不動后，繼續上填壓實至管頂以上hi米時停止，其中，0.9 < hi < 1.1 ；
第四步:采用護壁泥漿配合鉆機進行粧基鉆孔施工，完成粧基施工；
第五步是注漿步驟:粧基施工完成后，利用泡沫混凝土的膨脹性，使用泡沫混凝土拌合機，通過壓注設備、注漿管和注入孔將泡沫混凝土注入到待處理廢棄污水管道中，直到填充滿為止；在一個注入孔處進行注入泡沫混凝土的操作時，沿廢棄污水管道，該注入孔上游的注入孔作為觀察孔；
在第五步之前，沿廢棄污水管道，從現狀地面直接鉆若干孔至待處理廢棄污水管道，形成注入孔，注入孔之間的間距為5m - 10m，直徑為10±0.5cm。
[0006]本方法還包括有置換空氣的操作；在進行所述第三步驟即回填粘性土之前，將施工范圍內影響粧基施工的所有污水管檢查井找出，用污水泵將污水排空，用排氣設備將廢棄污水管道內的空氣進行置換，防止出現氣體中毒。
[0007]所述壓注設備上設有壓力表；
第五步的操作中，注入孔的直徑大于等于10cm，拌和機的容量大于I立方米，壓力表的有效值大于2.5MPa。
[0008]泡沫混凝土的強度等級在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫劑的發泡倍數大于等于20倍。
[0009]所述第五步中，從廢棄污水管道下游的注入孔開始注入泡沫混凝土，直到上游相臨的觀察孔處測量泡沫混凝土的高度到距離廢棄污水管道內頂1cm時，暫時封閉該觀察孔，依次從下一觀察孔進行觀察，直到下一檢查井或粧位處的觀察孔測量泡沫混凝土的高度到達廢棄污水管道內頂高度時封閉觀察孔，完成該段廢棄污水管道的注漿步驟。
[0010]第五步中壓注泡沫混凝土時首次填充至距離管內頂10 - 20cm停止，壓注泡沫混凝土時的壓力為0.5 — 0.SMPa ;等待泡沫混凝土自然沉降后和氣體排出后進行二次填充。
[0011]所述第五步中，在泡沫混凝土的注入量達到理論計算量的1.02 - 1.1倍后，再通過觀察孔觀察泡沫混凝土的高度；待處理的廢棄污水管道全段注入泡沫混凝土完成后，在
1.0MPa - 1.5MPa的條件下，保壓2 — 5分鐘，壓力下降小于10%即為合格。
[0012]所述第三步中逐層回填粘性土時，每層填土的壓實度參照同類土體壓實度的外觀標準，待壓實度達到90%時填筑下一層。
[0013]本發明具有如下的優點:
1、本 申請人:在面對廢棄管道處理問題時，跳出了以往處理類似問題時采用開挖破除、簡單處理等走極端的方法和思維模式，采用了一種新的處理工藝，進行了改進、加工，引入了橋梁預應力管道注漿的部分原理，在保證管道填充質量，消除安全隱患的前提下，完成了廢棄管道的處理。
[0014]2、采用本發明的結構，減少了注漿液的填充量、提高了廢棄污水管道的充滿度、提出了廢棄污水管道充滿度檢查和保證的方法。
[0015]3、觀察孔的設置保證了廢棄污水管道填充密實，同時采取二次注入法彌補了首次填充密實后而出現的自然沉降量。
[0016]4、泡沫混凝土自身的流動性強、透水性小、重量輕，有一定的強度和膨脹性保證了廢棄污水管道填充的密實性。
[0017]5、本發明的避免了廢棄污水管道與粧基交叉處出現明水，降低粧基的摩擦力，直接影響粧基的承載力。
[0018]6、本發明避免了采用人工處理時經常出現中毒等安全事故的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明中廢棄污水管道處理平面示意圖；
圖2是本發明中廢棄污水管道處理過程中的剖面示意圖；
圖3是本發明中廢棄污水管道處理完成后剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1至圖3所示，本發明的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝的前期準備如下所示:
調查待處理廢棄污水管道I的管徑、埋深、用途、沖突位置、處理要求等；做好施工前的泡沫混凝土配合比設計、壓注壓力、壓注設備等技術和設備準備；測量、放線定位注入孔2和粧基位置。
[0021]本發明的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝按如下步驟進行施工:
第一步:測量、放線進行粧基施工，采用旋挖鉆3干鉆至待處理廢棄污水管道I頂；第二步:采用沖擊鉆4對廢棄污水管道I進行破除，破除深度至廢棄污水管道I底部50cm以下；
第三步:采用沖擊鉆4逐層回填粘性土 10 ;填充至廢棄污水管道I處時，用沖擊鉆4的沖壓力將粘性土 10向廢棄污水管道I中壓實，逐步填充至圖2所示形狀，直至擠壓不動后，繼續上填壓實至管頂以上hi米時停止，其中，0.9 < hi < 1.1，優選為I (米)。圖2中，h2的取值與hi相同。
[0022]第四步:采用護壁泥漿配合鉆機進行粧基鉆孔施工，完成粧基施工；
第五步是注漿步驟:粧基施工完成后，利用泡沫混凝土 6的膨脹性，使用泡沫混凝土拌合機7，通過壓注設備8、注漿管9和注入孔2將泡沫混凝土 6注入到待處理廢棄污水管道I中，直到填充滿為止；在一個注入孔2處進行注入泡沫混凝土 6的操作時，沿廢棄污水管道1，該注入孔2上游的注入孔2作為觀察孔。
[0023]在第五步之前鉆注入孔2的操作，即沿廢棄污水管道1，從現狀地面采用取芯機直接鉆若干孔至待處理廢棄污水管道1，形成注入孔2 (注入孔2也用作觀察孔)，注入孔2之間的間距為5m - 10m，注入孔2直徑為10±0.5cm，優選為10厘米。鉆注入孔2的操作與第一至第四步的操作沒有嚴格的先后順序，只要在使用注入孔2之前鉆好即可。取芯機為現有裝置，圖未示。
[0024]本施工工藝還包括有置換空氣的操作；在進行所述第三步驟即回填粘性土 10之前，將施工范圍內影響粧基施工的所有污水管檢查井找出，用污水泵將污水排空，用排氣設備將廢棄污水管道I內的空氣進行置換，防止出現氣體中毒。置換空氣的操作與第一步驟和第二步驟之間沒有嚴格的先后關系，優選在第一步驟之前進行。
[0025]所述壓注設備8上設有壓力表11。
[0026]第五步的操作中，注漿管9的直徑優選大于10cm，拌和機7的容量優選大于I立方米，壓力表11的有效值大于2.5MPa。
[0027]泡沫混凝土 6的強度等級優選在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫劑的發泡倍數大于等于20倍。
[0028]所述第五步中，從廢棄污水管道I下游的注入孔2開始注入泡沫混凝土 6，直到上游相臨的觀察孔處測量泡沫混凝土 6的高度到距離廢棄污水管道I內頂1cm時，暫時封閉該觀察孔，依次從下一觀察孔進行觀察，直到下一檢查井或粧位5處的觀察孔測量泡沫混凝土 6的高度到達廢棄污水管道I內頂高度時封閉觀察孔，完成該段廢棄污水管道I的注楽步驟。
[0029]第五步中壓注泡沫混凝土 6時首次填充至距離管內頂10 - 20cm(包含10和20這兩個點值)停止，壓注泡沫混凝土時的壓力為0.5 — 0.8MPa，通過所述壓力表監控壓力值。等待泡沫混凝土 6自然沉降后和氣體排出后進行二次填充。
[0030]所述第五步中，在泡沫混凝土 6的注入量達到理論計算量的1.02 - 1.1倍后，再通過觀察孔觀察泡沫混凝土 6的高度；待處理的廢棄污水管道I全段注入泡沫混凝土 6完成后，在1.0MPa - 1.5MPa的條件下，保壓2 — 5分鐘，壓力下降小于10%即為合格。注漿速度不宜過快，避免出現氣囊。
[0031]所述第三步中逐層回填粘性土 10時，每層填土的壓實度參照同類土體壓實度的外觀標準，待壓實度達到90%時填筑下一層。
[0032]其中，所述旋挖鉆3、沖擊鉆4、注漿管9、泡沫混凝土拌合機7、壓注設備8和注漿管9等均為現有技術，其具體結構和使用方式不再詳述。
[0033]本發明的泡沫混凝土 6處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝的原理是: 利用沖擊鉆4破碎廢舊污水管道，回填粘土充填至管道上部并封堵管道；二次鉆進進行粧基施工完后，分段處理全線污水管。一般每兩個承臺或檢查井間為一段，每段端頭各設一個孔，一孔作為施工下料填充孔，一孔作為透氣孔，先抽盡孔內污水，再進行泡沫混凝土 6施工。
[0034]施工注意事項:
第三步中:因污水管道內有毒氣體甲烷、硫化物等毒氣，因此回填土前應用排氣設備將污水管內有毒氣體排出，且回填土過程中嚴禁下人至管道處，避免出現安全事故；每層土填筑時采用沖擊鉆4的壓力將土體擠向待處理廢棄污水管道I中，直至擠壓不動為止；每層填土的壓實度可參照同類土體壓實度的外觀標準，待壓實度達到90%時填筑下一層。
【權利要求】
1.泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于按如下步驟進行施工: 第一步:測量、放線進行粧基施工，采用旋挖鉆干鉆至待處理廢棄污水管道頂； 第二步:采用沖擊鉆對廢棄污水管道進行破除，破除深度至廢棄污水管道底部50cm以下； 第三步:采用沖擊鉆逐層回填粘性土 ；填充至廢棄污水管道處時，用沖擊鉆的沖壓力將粘性土向廢棄污水管道中壓實，直至擠壓不動后，繼續上填壓實至管頂以上hi米時停止，其中，0.9 < hi < 1.1 ； 第四步:采用護壁泥漿配合鉆機進行粧基鉆孔施工，完成粧基施工； 第五步是注漿步驟:粧基施工完成后，利用泡沫混凝土的膨脹性，使用泡沫混凝土拌合機，通過壓注設備、注漿管和注入孔將泡沫混凝土注入到待處理廢棄污水管道中，直到填充滿為止；在一個注入孔處進行注入泡沫混凝土的操作時，沿廢棄污水管道，該注入孔上游的注入孔作為觀察孔； 在第五步之前，沿廢棄污水管道，從現狀地面直接鉆若干孔至待處理廢棄污水管道，形成注入孔，注入孔之間的間距為5m - 10m，直徑為10±0.5cm。
2.根據權利要求1所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于: 還包括有置換空氣的操作；在進行所述第三步驟即回填粘性土之前，將施工范圍內影響粧基施工的所有污水管檢查井找出，用污水泵將污水排空，用排氣設備將廢棄污水管道內的空氣進行置換，防止出現氣體中毒。
3.根據權利要求1或2所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于:所述壓注設備上設有壓力表； 第五步的操作中，注入孔的直徑大于等于10cm，拌和機的容量大于1立方米，壓力表的有效值大于2.5MPa。
4.根據權利要求3所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于: 泡沫混凝土的強度等級在C4以上，干密度大于等于400kg/m3，泡沫劑的發泡倍數大于等于20倍。
5.根據權利要求4所述泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于: 所述第五步中，從廢棄污水管道下游的注入孔開始注入泡沫混凝土，直到上游相臨的觀察孔處測量泡沫混凝土的高度到距離廢棄污水管道內頂10cm時，暫時封閉該觀察孔，依次從下一觀察孔進行觀察，直到下一檢查井或粧位處的觀察孔測量泡沫混凝土的高度到達廢棄污水管道內頂高度時封閉觀察孔，完成該段廢棄污水管道的注漿步驟。
6.根據權利要求5所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于:第五步中壓注泡沫混凝土時首次填充至距離管內頂10 - 20cm停止，壓注泡沫混凝土時的壓力為0.5 — 0.8MPa ;等待泡沫混凝土自然沉降后和氣體排出后進行二次填充。
7.根據權利要求6所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于:所述第五步中，在泡沫混凝土的注入量達到理論計算量的1.02 - 1.1倍后，再通過觀察孔觀察泡沫混凝土的高度；待處理的廢棄污水管道全段注入泡沫混凝土完成后，在1.0MPa - 1.5MPa的條件下，保壓2 — 5分鐘，壓力下降小于10%即為合格。
8.根據權利要求1所述的泡沫混凝土處理城市高架橋基礎處廢棄污水管道施工工藝，其特征在于:所述第三步中逐層回填粘性土時，每層填土的壓實度參照同類土體壓實度的外觀標準，待壓實度達到90%時填筑下一層。
【文檔編號】E02D15/00GK104452793SQ201510010579
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月9日 優先權日:2015年1月9日
【發明者】吳紀東, 王明遠, 馬軍, 賀書偉, 多化勇, 張雙梅, 陳波, 光軍偉, 楊成海, 楊杰, 蔡衛東 申請人:鄭州市市政工程總公司