一种大型压力流箱涵不停水外修复方法与流程

本发明涉及市政工程技术领域，具体涉及一种大型压力流箱涵不停水外修复方法。

背景技术：

被喻为上海“生命工程”的合流污水一期管线主要为消除苏州河、黄浦江污染而建成的一项大型城市排水设施，于1993年12月29日通水，设计旱流污水输送量170万吨/天。污水管线西起丹巴路、东至竹园长江口，总长33.39公里，其中，彭越浦泵站下游管线为两根4250×3500mm，为双孔钢筋砼箱涵。

运行20多年来，彭越浦泵站下游管线曾多次发生损坏，导致污水大面积冒溢。由于该段管线输送为压力流模式，箱涵顶部标高为+2米(绝对标高)，管线运行水位在+6米，特别是必须确保每天170万吨的污水正常输送。造成维修人员无法进入箱涵内进行管道损坏点修复，而且，外修复时，必须在高出箱涵4米的水头条件下进行修复作业，维修难度极大，维修质量也很难控制。

大型箱涵经过长年运行，由于结构老化，箱涵重负荷下不均匀沉降等因素，导致箱涵伸缩缝变形，使伸缩缝止水带断裂，从而造成箱涵漏水现象。箱涵漏水部位主要集中在箱涵伸缩缝处，以及箱涵与泵站沉井接头处。漏水处一般为箱涵的顶部和两侧，而箱涵底部由于箱涵沉降挤压一般不会出现漏水现象。

长距离输送箱涵为了防止热胀冷缩及不均匀沉降现象，均采取分节浇筑箱涵，各级箱涵之间采取橡胶止水带连接。在箱涵使用过程中，外界因素如重载压箱涵、箱涵基础密实度不均匀、箱涵内部水压等，造成箱涵不均匀沉降，出现伸缩缝变形，从而撕裂橡胶止水带，最终造成箱涵漏水现象。这种箱涵漏水现象在合流一期箱涵已出现多处，如闸殷路殷高路处箱涵、海徐总管箱涵等。

另外，进出箱涵与泵站沉井结构处也是易发生漏水现象的部位，此处箱涵在设计施工过程中，为防止箱涵和泵站沉井沉降不一，在泵站沉井壁上设置箱涵枕，托住箱涵，保持箱涵与泵站沉井沉降一致。这种设计方式，忽略了这节箱涵两段沉降不一问题，这种不均匀沉降是存在的，这样很容易发生箱涵与泵站沉井间连接处伸缩缝变形，导致橡胶止水带断裂，从而发生箱涵漏水现象。这种箱涵漏水现象在合流一期箱涵彭越浦泵站出水箱涵总管、外高桥箱涵高位井出水箱涵总管、污水二期的sb泵站出水箱涵总管均发生过。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大型压力流箱涵不停水外修复方法，以实现箱涵在不停水的情况下进行外修复。

为达到上述目的，本发明提供了一种大型压力流箱涵不停水外修复方法，其包含以下步骤：

步骤1：对箱涵修复区域进行地下水控制和基坑围护；

步骤2：对箱涵泄漏点进行临时封堵；

步骤3：对箱涵泄漏点处结构进行加固处理。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤1包含以下步骤：

步骤1.1：采用高压旋喷桩对修复区域的坑底及周边土体进行加固，以防止地下水进入修复区域的基坑内；

步骤1.2：采用搅拌桩或树根桩对修复区域的周边土体进行基坑围护。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤2包含以下步骤：

步骤2.1：沿箱涵伸缩缝安装引流管；

步骤2.2：在引流管的上方使用木锲封堵箱涵伸缩缝；

步骤2.3：在木锲的上方使用堵块对箱涵伸缩缝临时封堵处进行收口；

步骤2.4：关闭引流管，临时封堵完成。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤2.2还包含以下步骤：木锲封堵后，使用浸油麻丝对小泄漏点封堵。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤2.3还包含以下步骤：堵块收口后，使用聚氨酯对局部渗水处压力注浆，以封堵加固临时封堵处。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤3包含以下步骤：

步骤3.1：在箱涵伸缩缝两侧的原结构上连接植筋，用于连接新加固结构，并用钢筋绑扎；

步骤3.2：在新加固结构上使用泡沫板预留新伸缩缝；

步骤3.3：在新伸缩缝两侧为橡胶止水带安装提供安装面，并预埋安装止水带的预埋件；

步骤3.4：采用模板支模，并用混凝土浇筑形成新加固结构；

步骤3.5：采用压板将橡胶止水带安装在新加固结构上的预埋件上，以对新伸缩缝进行密封处理。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤3.4包含以下步骤：混凝土浇筑前在原结构和新加固结构之间安装遇水膨胀橡皮条，用于阻隔污水沿新出现的缝隙渗漏。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤3.5包含以下步骤：在安装橡胶止水带时，在橡胶止水带上方同时压一块保护挡板，以防止回填时土壤中尖锐的硬物对橡胶止水带造成伤害。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤3还包含以下步骤：

步骤3.6：采用麻丝和微膨胀水泥对箱涵两侧的新伸缩缝底端进行封堵，以将污水密封在密闭的新伸缩缝内。

上述的大型压力流箱涵不停水外修复方法，其中，所述步骤3还包含以下步骤：

步骤3.7：对箱涵两侧坑底进行压重浇筑，以对新伸缩缝底端封堵进行加固。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提供的大型压力流箱涵不停水外修复方法施工流程简单，便于施工，解决了实箱涵在不停水的情况下进行外修复的难题。同时，便于安装定制伸缩量大的橡胶止水带，且不容易损坏，橡胶止水带损坏后容易更换。

附图说明

图1为箱涵修复区域进行地下水控制和基坑围护的结构示意图；

图2为引流管的结构示意图；

图3为木锲的结构示意图；

图4为箱涵泄漏点进行临时封堵的结构示意图；

图5为本发明实施例1中箱涵泄漏点处结构进行加固处理的结构示意图；

图6为本发明实施例2中箱涵泄漏点处结构进行加固处理的结构示意图；

图7为图5和图6中a部分的放大示意图；

图8为本发明大型压力流箱涵不停水外修复后的整体结构示意图；

图9为橡胶止水带的安装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。

本发明提供了一种大型压力流箱涵不停水外修复方法，其包含以下步骤：

步骤1：如图1所示，对箱涵1修复区域进行地下水控制和基坑围护，其包括以下步骤：

步骤1.1：采用高压旋喷桩2对修复区域的坑底及周边土体进行加固，以防止地下水进入修复区域的基坑内；

步骤1.2：采用搅拌桩3或树根桩对修复区域的周边土体进行基坑围护。

大型箱涵1埋深一般比较深，箱涵1底部地下水比较丰富，这对箱涵1修复带来较大麻烦，维修箱涵1必须先解决箱涵1修复区域地下水控制和基坑围护。

地下水控制不宜采用井点降水方法，这种方法容易造成箱涵1或周边构筑物二次沉降，对箱涵1造成更大的损伤。应该采用高压旋喷桩2对修复区域的坑底及周边土体进行加固，做成隔水帷幕，防止地下水进入修复区域的基坑内。

修复基坑比较深，尤其大型箱涵1两侧基坑达到7m以上，必须对修复基坑做好基坑围护，基坑围护最好做成永久围护结构，这样可以对箱涵1修复段做永久保护，防止外部因素对箱涵1损伤。采用搅拌桩3，较浅的基坑采用树根桩进行基坑围护，所述搅拌桩3或树根桩位于箱涵1侧壁和箱涵1两侧的高压旋喷桩2之间，并与箱涵1两侧的高压旋喷桩2贴合。然后，搅拌桩3通过钢围檩4和钢支撑5对箱涵1的两侧进行围护。最好不使用钢板桩做基坑围护，因为钢板在拔除时，振动较大，对修复好的箱涵1造成二次伤害。

大型箱涵1维修基坑围护另外一个作用是保护修复好的箱涵1作用，起到加固修复段箱涵1底部作用，防止外力对箱涵1的冲击。

步骤2：如图2、图3和图4所示，对箱涵1泄漏点进行临时封堵，其包括以下步骤：

步骤2.1：清理伸缩缝10内杂物后沿箱涵1伸缩缝10安装引流管6(根据缝隙大修选用引流直径)；

步骤2.2：在引流管6的上方使用木锲8封堵箱涵1伸缩缝10(根据伸缩缝10大小制作锲形杉木条，每段杉木条长度适宜50cm)；

优选地，所述步骤2.2还包含以下步骤：木锲8封堵后，使用浸油麻丝对小泄漏点封堵；

步骤2.3：在木锲8的上方使用堵块9(使用堵漏王收口后形成的块状固体)对箱涵1伸缩缝10临时封堵处进行收口；

优选地，所述步骤2.3还包含以下步骤：堵块9收口后，使用聚氨酯对局部渗水处压力注浆，以封堵加固临时封堵处；

步骤2.4：封堵结构养护后，关闭引流管6，临时封堵完成。

大型箱涵1修复最大难点在于如何临时封堵好箱涵1泄漏点，这是箱涵1修复成败的关健工序。漏点封堵是箱涵1结构后期修复必须条件，否则后续修复工作无法进行。

压力流模式输送箱涵1输送任务重，根本无法彻底停水修复，必须带水带压进行封堵，一般封堵材料在无压力条件下封堵，有水流时会把封堵材料冲走。本发明根据泄漏点由大到小封堵原则，采用上述步骤对箱涵1漏点进行封堵。

开挖后损坏箱涵1会出现大流量泄漏点，对这种大流量泄漏点临时封堵是外修箱涵1至关重要的一环，主要采用“安装引流管6”和“木锲8封堵伸缩缝10”两个步骤。

“引流管6”安装在破损箱涵1的伸缩缝10内，起到引流、减压的作用。“引流管6”的直径主要根据伸缩缝10大小选择，引流管6采用焊接钢管制作，安装箱涵1伸缩缝10内的“引流管6”需切割掉部分下部管壁，以便箱涵1内污水进入“引流管6”，保留“引流管6”上部管壁，这样可以将泄漏的污水通过“引流管6”引出箱涵1伸缩缝10，减小下步封堵的泄漏压力，并在引流管6一端安装一个阀门7，保证箱涵1完全封堵后，关闭阀门7，从而做到最终封堵箱涵1的目的。

引流管6安装完成后，再采用“木锲8封堵伸缩缝10”方法对箱涵1伸缩缝10进行封堵，“木锲8封堵伸缩缝10”根据箱涵1缝隙的大小制作加工杉木条，一般加工成“v”形，长度30～50cm为宜，这种形状便于镶嵌到伸缩缝10内，杉木材质较软，用铁锤打击下，塞进箱涵1伸缩缝10内，这种方法可以抗住一定的压力，可以堵住大流量泄漏点。如果缝隙不规整，也可在“v”形杉木条上缠绕一些浸油麻丝，这样封堵木条与伸缩缝10之间的有更好的接触，封堵效果会更好。木条与木条之间用浸油麻丝，使用平口凿子将浸油麻丝填入木条接头缝隙，这样基本就可以将箱涵1大的泄漏点封堵掉。

通过以上两个步骤基本能将大泄漏点封堵上，其他一些小泄漏点可用平口凿子将浸油麻丝填入细微缝隙内，进行封堵。封堵完成后再用堵漏王对封堵缝隙进行收口形成堵块9，堵漏王收口厚度不低于2cm，等到堵漏王收口面达到标准强度后，可以采用水溶性聚氨酯对封堵面进行注浆加固，可以对封堵细微缝隙起到封堵加固作用。

步骤3：如图5和图6所示，分别为泵站沉井11和箱涵1之间(实施例1)以及箱涵1与箱涵1之间(实施例2)的箱涵1泄漏点处结构进行加固处理的结构示意图。对箱涵1泄漏点处结构进行加固处理，其包括以下步骤：

步骤3.1：如图7和图8所示，在箱涵1伸缩缝10两侧的原结构上连接植筋17，并用钢筋绑扎，用于连接新加固结构19；

步骤3.2：在新加固结构19上使用泡沫板20预留新伸缩缝；

步骤3.3：如图9所示，在新伸缩缝(泡沫板20)两侧为橡胶止水带14安装提供安装面，并预埋安装止水带14的预埋件12；

步骤3.4：采用模板支模，并用混凝土浇筑形成新加固结构19；

优选地，所述步骤3.4包含以下步骤：混凝土浇筑前在原结构和新加固结构19之间安装遇水膨胀橡皮条18，用于阻隔污水沿新出现的缝隙渗漏；

步骤3.5：采用压板15将橡胶止水带14安装在新加固结构19上的预埋件12上，以对新伸缩缝(泡沫板20)进行密封处理；

优选地，所述步骤3.5包含以下步骤：在安装橡胶止水带14时，在橡胶止水带14上方同时压一块保护挡板16，以防止回填时土壤中尖锐的硬物对橡胶止水带14造成伤害；

步骤3.6：采用麻丝和微膨胀水泥对箱涵1两侧的新伸缩缝(泡沫板20)底端进行封堵，以将污水密封在密闭的新伸缩缝(泡沫板20)内；

步骤3.7：对箱涵1两侧坑底进行压重浇筑，以对新伸缩缝(泡沫板20)底端封堵进行加固。

在箱涵1泄漏点临时封堵后，需对漏点处结构进行加固处理，箱涵1漏点临时封堵结构不够牢固，如果不进行结构加固，容易发生二次泄漏，因此必须涵漏点结构进行结构加固。加固原则：原结构是刚性结构，新加固结构19必须是刚性的，原结构是柔性结构，新加固结构19同样也是柔性的。箱涵1常见泄漏点大部分为箱涵1伸缩缝10泄漏，箱涵1结构伸缩缝10接头采用橡胶止水带14连接，为柔性接头，因此箱涵1常见泄漏点均为柔性接头，新加固结构19也必须为柔性结构。

本发明在箱涵1伸缩缝10两侧的原结构上采用钢砼进行结构加固，在新加固结构19上方安装预埋件12钢板，将橡胶止水带14利用不锈钢压板15压在预埋件12上，起到止水效果，同时也具有伸缩弹性。按照以下步骤实施：

涵损坏部位检测：主要检查漏点周边钢砼结构强度(回弹仪)、表面破坏程度(目测)，为原箱涵1漏点周边结构加固提供相应参数依据。

加固部位新老处理与连接：为了新加固结构19与原箱涵1结构连接牢靠，需对两者接触处的老箱涵1结构表面进行密集凿毛，同时在老箱涵1结构上沿泄漏伸缩缝10在箱涵1顶部及两侧进行化学植筋17，用于连接新加固结构19，使新老结构连接成一个整体。

新加固结构19施工：结构加固不改变原结构形式，保持箱涵1新伸缩缝(泡沫板20)为柔性接头，新加固结构19位于新伸缩缝(泡沫板20)两侧，对箱涵1三面进行加固(箱涵1顶部、箱涵1两侧)，在新加固结构19上预留新伸缩缝(泡沫板20)，同时为橡胶止水带14安装提供安装面，并预埋安装止水带14的预埋件12，预埋件12一般采用不锈钢钢板或碳钢钢板，钢板厚度不低16mm，预埋件12上必须在安装前焊接好压板15的固定螺栓13，新做箱涵1预留3～5cm新伸缩缝(将泡沫板20填充在新加固结构19上形成新伸缩缝，泡沫板20具有较强弹性，有利刚性结构的热胀冷缩)，钢筋绑扎采用与原箱涵1结构相同配筋图(或请设计单位根据实际情况进行设计配筋)，新加固结构19混凝土采用抗渗c30～c35砼，新加固结构19厚度一般不低于原箱涵1壁厚。模板根据新加固结构19的外形，采用木模板支设。为了防止新老结构收缩不均匀，新老结构间出现缝隙，造成二次漏水现象，在浇筑混凝土前，在新老结构间安装两道遇水膨胀橡皮条18，用于阻隔污水沿新出现的缝隙渗漏。

新伸缩缝(泡沫板20)的止水带14施工：在新加固结构19的新伸缩缝(泡沫板20)上安装“v型”或“半波型”橡胶止水带14，对新伸缩缝(泡沫板20)进行密封处理(箱涵1顶部、箱涵1两侧)，这样既能保证对箱涵1内沿新伸缩缝(泡沫板20)泄漏出来污水的密封，也能保持原有柔性结构。橡胶止水带14安装新加固结构19预埋钢板上，采用钢制压板15将橡胶止水带14压在预埋件12上，起到密封效果。“v型”或“半波型”橡胶止水带14伸缩及屈折性能强，采用氯丁橡胶材质，具有耐腐蚀，耐油及延展性强特点。为了防止回填时土壤中尖锐的硬物对橡胶止水带14伤害，在橡胶止水带14上方压一块不锈钢保护挡板16进行保护。

新伸缩缝(泡沫板20)底部缝及坑底密封处理：当原结构的伸缩缝10两侧新加固结构19及新伸缩缝(泡沫板20)的止水带14施工完成后，通过新加固结构19、橡胶止水带14与新伸缩缝(泡沫板20)构成一道新伸缩，为了将污水密封在新伸缩缝(泡沫板20)内，达到箱涵1修复的目的，必须对箱涵1两侧新伸缩缝(泡沫板20)底端(图8的b位置)进行封堵，这样就可以将污水密封在密闭的新伸缩缝(泡沫板20)内。新伸缩缝(泡沫板20)底端封堵时采用麻丝和微膨胀水泥进行封堵。

坑底压重封堵采用水下混凝土对坑底进行加固处理，主要作用防止地下水进入加固基坑及伸缩封堵末端封堵的加固处理。坑底压重封堵采用c40水下混凝土，一般厚度为60～80cm。

坑底压重浇筑分两步进行，在基坑开挖至箱涵1底部后进行第一浇筑(坑底的旋喷桩2)，浇筑厚度40cm左右，主要防止地下水进入施工基坑内，影响结构加固施工；在箱涵1结构修复完成后，橡胶止水带14安装结束后，对坑底进行第二压重浇筑，主要作用对新伸缩缝(泡沫板20)末端封堵加固，防止伸缩缝10末端堵头在长期较高水头下，出现再次泄漏现象。

综上所述，本发明所提供的大型压力流箱涵不停水外修复方法施工流程简单，便于施工，解决了实箱涵在不停水的情况下进行外修复的难题。同时，便于安装定制伸缩量大的橡胶止水带，且不容易损坏，橡胶止水带损坏后容易更换。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。