基于内钻孔插管压密注浆的管廊底板空洞修复技术

罗志浩 陈 勇 陈 华 刘 斌 潘钧俊 刘笃兴 戴小锋

中国建筑第八工程局有限公司 上海 201204

随着市政基础建设事业的蓬勃发展，我国综合管廊建设项目如雨后春笋般兴起。然而，对于地下空间结构综合管廊的建设，管廊底板空洞[1-4]是其面临的普遍通病，特别是对于软土地质及某些临海冲积性泥塘地质，其影响愈加显著。此外，在管廊施工过程中，施工雨季和相关作业的间歇性都会加剧管廊底板空洞现象扩大化。为高质量、高效率修复管廊底板空洞缺陷，在借鉴传统管廊缺陷修复技术的基础上[5-9]，克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基于管廊底板空洞的内钻孔插管压密注浆加固装置，针对管廊底板不同程度的空洞状况，在管廊底板因地制宜、科学地布设注浆孔并进行测量定位，对待开孔部位进行内钻孔插管压密设备的安装进行钻孔、连管，浆液配制完成后，将配制好的水泥浆液通过注浆管进行连续作业。该方法避开了传统注浆方式的长路径、低流量、易堵塞等缺陷，具备施工质量高、作业短时高效、节约施工成本、作业灵活等优点，解决了管廊底板空洞问题，消除了综合管廊结构性质量隐患。通过注浆加固弥补了底板空洞缺陷，从而防止了综合管廊后期发生渗水和裂缝结构破坏问题。

1 工程概况

杭州萧山国际机场三期项目新建航站楼及陆侧交通中心工程市政配套工程综合管廊项目，为两舱现浇混凝土结构，纵、横向各1条，纵向管廊位于14号路下，横向管廊位于1号路下。

如图1所示，1号路与14号路交叉口下方，地面为机场主要通行道路空港大道（1号路）和航景路（14号路），是进出机场和T4航站楼施工车辆通行的主要通道。道路下方为机场新建综合管廊，采用分离式上下结构，下方为东西向1号路综合管廊，上方为南北向14号路综合管廊。管廊顶部与地面道路路基之内存在给水、雨水、污水、燃气、通信等重要管线。

图1 1号路与14号路交叉口管廊三维模型

2 管廊底板空洞问题

2.1 管廊底板空洞现象

本次施工区域：1号路与14号路交叉口综合管廊段，地处纵横交通面，施工工况和空间作业因素复杂；管廊上方为十字交叉路口，车流量、交通压力大，管廊顶板与路面中间各类管线错综复杂，施工难度大。此外，管廊区域为典型的临海冲积性泥塘地质，造成地下空间结构施工难度较大。在水文地质条件和杭州雨季自然环境等客观因素影响下，施工过程中存在难以避免的某些作业缺陷，致使本次交叉路口综合管廊段出现了管廊建设过程中的普遍通病，即管廊底板空洞现象。

2.2 管廊底板空洞要因分析

管廊底板空洞现象与地下空间结构水土稳定性息息相关，其底板空洞现象产生原因如下：

2.2.1 与前期工程的接头渗水

在进行1号路与14号路管廊2/5区施工时，需将前期工程中管廊接头挖出并进行顺接。前期工程施工完成后已将所有降水井封闭，并将SMW工法桩型钢全部拔除。由于前期工程围护型钢已拔除，围护体系已失效。虽然本期工程施工时在坑外布置了降水井，但地下水较多，基坑开挖过程中有大量水从前期工程围护体系渗入本期工程基坑，导致管廊侧墙外侧水土流失严重。前期工程底板降水井已全部封闭，基坑开挖见底后，由于前期工程管廊底板下方无法降水，大量水涌入基坑，导致管廊底板水土流失严重（图2）。

图2 前期工程接口处底板漏水

2.2.2 给水管线渗水

1号路和14号路有南北向及东西向2条给水管线，由于管线使用年限较长，承插口处可能局部脱落，管线一直处于漏水状态。漏水导致基坑外侧水土流失，造成道路下方空洞并沉降（图3）。

图3 现场管线渗漏空洞

3 管廊底板空洞修复技术

3.1 管廊底板空洞修复注浆装置

管廊基坑渗水的出现直接导致管廊底板水土严重流失，水土之间相互作用的力学平衡体系被打破，从而导致管廊在底板施工过程中发生涌砂现象，导致管廊底板脱空，最终影响整个管廊结构的安全质量体系和功能使用性。在面临管廊空洞问题时，目前通常采取地上地质钻机成孔后退式压密注浆方式，在管廊外侧钻孔并进行高压注浆，其浆液经SMW工法桩和管廊侧墙结构扩散至管廊底部，从而达到底板空洞封补效果。

传统注浆装置在修复管廊底板空洞时有如下缺点：该装置对管廊底板空洞修复的适用性较差，管廊底板空洞的区域性与该装置注浆作业范围的外围性定位贴合度不高；该装置对管廊底板空洞修复的工作效率低下，其表现的浆液流动方式为扩散式，注浆流量小，注浆时间长，特别是对于具有较大空洞缺陷的底板而言，其修复效果较差；该装置在作业准备前，需要预留的开钻孔较深，增加了施工成本、影响了工作进度；该装置在工作中，由于其浆液的流动路径长，易形成堵管现象，因此，在装置作业过程中需进行清管处理，从而影响了注浆作业的连续性，加大了作业人员的工作负荷。

为克服现有技术所存在的缺陷，提供一种用于管廊底板空洞修复的内钻孔插管压密注浆加固装置（图4），以用于修复管廊底板空洞问题。该装置通过底板及垫层结构所凿开的注浆孔，在现场工作及相关装置安装布设等准备就绪后，依靠高压注浆方式进行管廊底板空洞修复工作，以期解决管廊结构质量问题，避免管廊安全性及相关渗水性问题的出现，不影响后期综合管廊功能性使用。

图4 内钻孔插管压密注浆加固装置安装效果图

3.2 内钻孔插管压密注浆技术

本次管廊底板空洞修复采用内钻孔插管压密注浆技术进行加固作业，其作业流程为：布设注浆孔→钻孔、注浆→封孔。

1）布设注浆孔：现场用尺量，在底板上按纵向10 m设置1处定位注浆孔临时点位（图5），并用红油漆标识。如施工过程中发现此点位无法进行注浆，可根据实际情况调整其他点位继续补孔。在实际施工时，应根据注浆效果调整注浆孔的点位、数量，当土体较松散、注浆通畅时，可加密注浆孔。

图5 管廊底板注浆孔位

2）内钻孔插管压密注浆的装置搭接：测量定位→底板切缝凿除→放置橡胶垫及钢板并用膨胀螺栓固定→焊接注浆管→钻设注浆孔→安装阀门。

3）钻孔：根据标出的点位进行防水设置，设置完成后采用电钻钻穿底板结构进行成孔，钻孔直径30 mm，钻孔深度以进入底板垫层底为宜。

4）连管：注浆管采用无缝钢管加工，按设计要求从结构开孔处打入需注浆的土体区域。

5）浆液制作：注浆材料水泥浆，水泥浆液用P·O 42.5水泥配制。浆体应经过搅拌机搅拌均匀后才能开始压注，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。

6）注浆：在一切工作都做好后方可开启注浆机进行注浆，当注浆压力持续稳定，不进浆、进浆量很少，或从排气孔冒浆时，即可停止注浆，关闭孔口阀门，拆除和清洗管路，进入下一个孔位进行施工。

7）封孔：待注浆孔内浆液凝固，且注浆孔位置无渗漏水情况时，沿大钢板上口切割掉注浆管，并采用小钢板焊接封闭注浆孔，然后浇筑细石混凝土恢复底板及上部找平层。清扫、清理周边混凝土，完成注浆工作。

3.3 技术应用成效

采用内钻孔插管压密注浆技术进行管廊底板空洞修复，在整个操作过程中作业简单、无技术难点，适应于现场作业人员灵活使用。注浆装置根据现场实际情况（底板空洞程度）进行装置调试，因地制宜、灵活作业。无论是在修复质量上，还是作业效率和施工成本优化上，本技术都取得了较好的实施效果。

4 结语

在本次杭州萧山国际机场三期项目中，关于1号路与14号路交叉处综合管廊段底板空洞问题的修复应对过程中，在传统注浆修复技术的基础上，通过改进创新，利用内钻孔插管压密注浆方法对管廊底板空洞进行修复，取得了显著成效：注浆装置灵活性强、使用方法简单、效率高；内钻孔插管压密注浆提高了综合管廊底板注浆施工质量，消除了管廊结构性质量安全隐患；提高了工人作业效率，节约了工期与成本；实用性强，能够解决现存的管廊底板空洞通病，具备应用推广性。