地下管道沉降修復(fù)高聚物膜袋注漿方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下管道修復(fù)技術(shù)，尤其涉及軟弱土層等不良地質(zhì)引起的管道沉降抬升非開挖修復(fù)的高聚物注漿方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地下管道屬隱蔽性工程，由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地下管道在修建過程中經(jīng)常遇到軟弱土層等不良地質(zhì)環(huán)境，如果處理不當(dāng)，地下管道建成后易出現(xiàn)沉降，造成管段連接處產(chǎn)生錯(cuò)位、滲漏等病害。在地下水壓力作用下，周圍土體由錯(cuò)縫進(jìn)入管道，造成地下管道淤堵，影響其使用功能，導(dǎo)致居民生活不便。更為嚴(yán)重的是，滲漏點(diǎn)周圍土體不斷進(jìn)入污水管道，將造成管外脫空，隨著時(shí)間的累積將導(dǎo)致地面開裂塌陷，造成交通堵塞、人員傷亡，并嚴(yán)重威脅附近建(構(gòu))筑物的安全。因此，修復(fù)地下管道沉降病害對于保證沿線人民群眾正常生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。
[0003]現(xiàn)有地下管道維修方法主要有兩類:一類是開挖修復(fù)、更換管道，另一類是非開挖修復(fù)方法。開挖修復(fù)方法指開挖破損管道位置上方土層，對破損管道進(jìn)行局部修復(fù)或者整體更換新管道的方法。雖然該方法可以有效解決管段沉降問題，但是這類方法施工成本高，工期長，施工區(qū)居民生活及交通受到嚴(yán)重干擾，并且很多情況下城市密集的地下基礎(chǔ)設(shè)施、地面的綠化面積和建筑樓群以及繁忙的交通，留給開挖施工的余地很小，使得地下管道的修復(fù)更換根本不能實(shí)現(xiàn)。非開挖修復(fù)方法目前主要有原位固化法、穿插法、爆管法、折疊內(nèi)襯法和噴涂法等。原位固化法是將浸有樹脂的軟管一端翻轉(zhuǎn)并用夾具固定在待修復(fù)管道的入口處，然后利用水壓或氣壓使軟襯管浸有樹脂的內(nèi)層翻轉(zhuǎn)到外面并與舊管的內(nèi)壁緊貼，然后使樹脂固化，形成一層緊貼舊管內(nèi)壁的具有防腐防滲功能的堅(jiān)硬襯里。其缺點(diǎn)是需要特殊的施工設(shè)備，對工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)有較高要求。穿插法指在舊管道中直接拖入新管，并在新舊管的環(huán)向空隙中注漿穩(wěn)固的方法。其缺點(diǎn)在于對原有管道過流而積的減少較大，施工完成后需要灌漿。爆管法主要依靠前端的鋼制錐形頭在氣動錘或牽引機(jī)的作用下?lián)羲榕f管道，內(nèi)襯塑料管跟著錐形頭前進(jìn)，最后完成替換舊管的施工。其局限主要是需要開挖地面進(jìn)行直觀連接，對于嚴(yán)重錯(cuò)位的原有管道，新管道也將產(chǎn)生嚴(yán)重錯(cuò)位現(xiàn)象，需要開挖起始工作坑和接收工作坑等。折疊內(nèi)襯法原理是使用PE或PVC作為管道材料，施工前先在工廠或工地改變管道幾何形狀減少其斷面，然后將斷面縮小的管道拉入原有管道，當(dāng)管道就位后利用加熱或加壓的方法使折疊后的管道膨脹恢復(fù)原來的大小和形狀，形成與原有管道緊密貼合的內(nèi)襯管。其缺點(diǎn)是施工時(shí)可能引起結(jié)構(gòu)性的破壞(破裂或走向偏離)。噴涂法是利用水泥砂漿或有機(jī)化學(xué)漿材在管道內(nèi)部噴涂一層膜對舊管道進(jìn)行修復(fù)的方法。其缺點(diǎn)是對管道清洗和堵漏的要求很高，修復(fù)的時(shí)間較長，對管道缺陷修復(fù)能力有限，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，質(zhì)量不穩(wěn)定。
[0004]綜上所述，這些方法雖然可以在一定程度上解決地下管道結(jié)構(gòu)病害以及滲漏水問題，但都或多或少存在造價(jià)高、工期長、施工難度大、施工質(zhì)量不易控制、施工時(shí)需開挖工作坑等問題，且這些方法都不能實(shí)現(xiàn)對沉降管段的抬升修復(fù)以及軟弱地基的加固，修復(fù)后的管段仍然可能出現(xiàn)二次沉降，導(dǎo)致管段接縫處再次發(fā)生錯(cuò)位，造成滲漏、涌沙。由于現(xiàn)行方法都無法根治地下管道因沉降造成的管段間錯(cuò)縫、滲漏等病害，因此，迫切需要研發(fā)一種施工快捷、環(huán)境影響小、成本低、實(shí)用可靠的地下管道沉降抬升修復(fù)新技術(shù)。
[0005]高聚物注漿技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的地基快速加固技術(shù)。該技術(shù)通過向地基中注射雙組份高聚物材料，利用兩種材料混合后迅速反應(yīng)膨脹并固化的特性，達(dá)到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。高聚物材料具有質(zhì)量輕，反應(yīng)快，耐久性好，防滲性能優(yōu)良等特點(diǎn)。目前，高聚物注漿技術(shù)主要應(yīng)用于道路、隧道、堤壩、等大型基礎(chǔ)設(shè)施防滲、加固和修復(fù)工程中。本發(fā)明人針對我國地下管道養(yǎng)護(hù)工程的發(fā)展需求與目前地下管道維修技術(shù)的不足，將高聚物膜袋注漿技術(shù)與高聚物導(dǎo)管注漿技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明一種地下管道沉降修復(fù)高聚物膜袋注漿方法。這一創(chuàng)新目前國內(nèi)還未見相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于針對地下管道由于軟弱土層等不良地質(zhì)引起沉降問題，開發(fā)一種新的地下管道沉降修復(fù)高聚物膜袋注漿方法，為沉降地下管道的抬升修復(fù)提供先進(jìn)、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的技術(shù)措施。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
首先，利用成孔裝置，沿沉降管段管徑方向以一定間距鉆孔，在孔內(nèi)布置膜袋，并向膜袋內(nèi)注射高聚物材料，高聚物材料在膜袋內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹，產(chǎn)生的膨脹力將沉降管段抬升修復(fù)；然后向管道下方土體中注射非高聚物材料，材料發(fā)生反應(yīng)后體積迅速膨脹，填充沉降管段抬升后產(chǎn)生的脫空區(qū)域以及加固軟弱土層。
[0008]具體實(shí)施步驟為:
(I)確定地下管道沉降部位以及沉降量
利用探地雷達(dá)或管道閉路電視內(nèi)窺檢測技術(shù)(CCTV)對地下管道進(jìn)行全面探測，確定沉降管段位置以及沉降量。
[0009](2)鉆膜袋放置孔
對于需要抬升的管段，沿管道下沉端管徑方向，以0.3-0.4m的間距鉆膜袋布置孔，孔徑約為5-12cm，孔深約為20-40cm。
[0010](3)放置膜袋
將注漿管放入膜袋開口端，并用環(huán)箍將膜袋開口端固定在注漿管上，膜袋長度應(yīng)大于孔深，一般選取直徑10-40cm，長度30-60cm，將捆扎好的膜袋放入孔內(nèi)。
[0011](4)向膜袋內(nèi)注射高聚物材料
依次通過注漿管向每一個(gè)膜袋內(nèi)注射雙組份膨脹性高聚物材料。
[0012](5)抬升沉降管段
高聚物材料在膜袋內(nèi)迅速膨脹并固化，產(chǎn)生的巨大膨脹力將沉降管段向上抬起。
[0013](6)鉆注漿孔
在膜袋布置孔之間中心處鉆注漿小孔，注漿小孔的直徑為1.6cm，深度為能夠鉆穿管壁；將注漿管插入注漿小孔。
[0014](7)填充脫空區(qū)域、加固軟弱土層
通過注漿管向管道外土層的脫空區(qū)域注射高聚物材料，高聚物材料反應(yīng)后迅速膨脹并固化，填充沉降管段抬升后形成的脫空區(qū)域，并實(shí)現(xiàn)對周圍軟弱土層的有效加固。
[0015]以上步驟所述高聚物材料均為非水反應(yīng)類雙組份高聚物材料。
[0016]本發(fā)明開發(fā)的地下管道沉降修復(fù)高聚物膜袋注漿方法，適用于由軟弱土層等不良地