一种大型污水管道改迁中新管接驳及原管封堵的施工方法与流程

本发明涉及大型污水管道迁改后针对新旧管道的接驳以及对原管道的封堵施工，具体是一种通过在现有污水工作井外施工新管接收井，并通过新管接收井与原管工作井进行接驳，然后再原管工作井内设置临时闸板创造潜水员水下工作的安全环境后进行污水管道封堵的施工方法。

背景技术：

伴随城市地铁的迅猛发展，地铁施工过程中,往往存在大型污水管道横跨车站基坑，在其迁改过程中最关键的步序就是接驳与封堵施工，很多项目因为对原管道封堵不到位在后期基坑开挖过程中，出现渗漏水事故。封堵施工必须由潜水员进行水下作业，然而对于大型污水管道，由于水流冲击力较大，根本不具备潜水作业的条件，因此大型污水管道迁改后如何确保原管道的封堵质量成为首要解决的难题。以某市地铁站点为例，车站基坑范围内存在一直径2400mm的污水管道横跨基坑，该管道为通往某污水处理厂的主进水管道，担负着周边209平方公里污水收集和输送任务，管道内径2400mm，外径2880mm，原采用顶管法施工，该管道进行永久迁改绕至基坑外侧，通过现状的工作井进行接驳与封堵施工，该管道日均流量约40万m3/天，水流冲击力较大，现状工作井内不具备潜水作业条件，封堵前必须采取有效措施减轻水流冲击力，确保潜水员能够在水下安全作业。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足提供一种大型污水管道改迁中新管接驳及原管封堵的施工方法，该方法可以很好对新管道和原管道进行接驳，并对原管进行封堵，完成了改迁过程中的接驳和封堵施工，可以很好的解决大型污水管道的封堵难题，保证了封堵施工质量，为后期地铁施工规避了施工风险。

本发明提供的技术方案为：所述一种大型污水管道改迁中新管接驳及原管封堵的施工方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)在邻近原污水管道的既有工作井旁施工与新建管道连通的新管接收井，新建管道施工完成后，在新管接收井内预留的新管旧管接驳洞口，将既有工作井的井壁凿开，使新管接收井与既有工作井连通；

(2)在既有工作井内采用临时封堵闸板对原污水管进行临时封堵，其临时封堵闸板包括格栅钢架和钢制挡板，先将格栅钢架与钢制挡板的下部切割成与管道弧度相同的弧形状，先将格栅钢架垂直插入既有工作井流槽内，到位后用支撑件加固顶紧，再在迎水面插入钢制挡板进行封堵；

(3)在临时封堵闸板安装完毕后，潜水员下井在临时封堵闸板下游部位的原污水管道内用砖砌条石进行封堵；

(4)在堵头达到强度后，采用填充料对型钢格栅钢架与井壁间的缝隙进行封堵，封堵完成后，在临时闸阀与堵头间浇筑水下混凝土。

本发明进一步的技术方案：所述步骤(1)中新管接收井的施工步骤如下：

a.采用明挖逆作法施工新管接收井，其新管接收井为六边形逆作井或四边形方井，其开挖长度9～11m，开挖宽度5.5～7m，井壁厚度为0.5～1m，其井深与既有工作井的深度相同；施工新管接收井的外圈采用双排直径800mm、间距600mm的高压旋喷桩止水加固，底部采用高压旋喷桩满堂加固，加固深度为底板下至少2m；

b.在施工新管接收井时预留新管旧管接驳洞口，并在接驳洞口处预留洞门环梁施工位置；

c.新管接收井结构施工完成后，采用水钻取芯的方式对新管旧管接驳洞口处的既有工作井井壁进行分层凿除，每次凿除厚度不超过20cm，最后保留20cm墙体，水钻凿除完成后开始在新管接收井内沿流槽方向施做井中井、流槽以及洞口圈梁；

d.待井中井、流槽以及洞口圈梁施工完成后，关闭新建管道内闸板，开始向新建接收井内注水，确保水位与原污水井内水位相等，然后安排潜水员水下利用风镐凿除老井最后剩余的20cm墙体，以及砖砌流槽。

本发明进一步的技术方案：所述步骤(2)中的格栅钢架是由槽钢焊接而成的形状与钢制挡板形状相同的型钢格栅支架，在格栅钢架的后侧设有多根支撑件，格栅钢架与钢制挡板上部的形状与既有工作井内腔相匹配，并在安装之后，其边缘与既有工作井的内壁接触；所述格栅钢架的弧形部位朝下安装在靠近既有工作井出水口的一侧，并通过其后侧的多根支撑件固定在既有工作井的井壁上，在格栅钢架的迎水面两侧分别焊接有滑槽，所述钢制挡板的两侧从滑槽上方插入，并通过滑槽与格栅钢架固定卡紧。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中的格栅钢架是采用40#a槽钢焊接而成，支撑件采用h20型钢，钢制挡板采用厚度为20mm的厚钢板；所述步骤(3)中的填充料为棉絮或沙袋。

本发明较优的技术方案：所述新管旧管接驳洞口为圆形，在进行新管旧管接驳洞口最后的20cm的管壁凿除时，首先沿预留洞口轮廓外圈，密排取芯，径向宽度500mm，深度500mm，预留200mm，完成后施工现浇管，现浇管与老井井壁间施做止水胶条并预埋注浆管，注浆防止污水渗漏；在现浇管施工完成后，在新管接收井井内注水，确保水位与既有工作井内水位相同，然后潜水员潜水进行剩余井壁凿除。

本发明较优的技术方案：所述步骤c中施工的井中井壁厚0.5m，净宽4m，采用顺筑法施工。

本发明的有益效果：

(1)本发明在原污水管道工作井附近挖设一个新管接收井，并将其与新管接通，然后将该新管接收井与工作井连通，可以快速、安全的将原管和新管进行接驳，并能保证其接驳施工的效果；

(2)本发明先将原管和新管通过一个新管接收井接通，将原管内部分水引入新管，减小原管内的流水量，方便进行后期的施工；

(3)本发明在进行原管封堵时，采用一个临时闸板进行临时封堵，可减小水流冲击力，降低水流对潜水员以及封堵墙的冲击力，降低作业风险，提高封堵施工质量，进一步减小地铁深基坑开挖过程中的施工风险；

(4)本发明中临时闸板是采用格栅钢架和钢制挡板组合的方式，其下方设置成与工作井流槽弧度相同的弧形，能够准确的插入流槽内，进行临时封堵，且两部分分开安装，先安装格栅钢架，减小了流水的冲击力，解决了闸板在安装过程中在水流冲击作用下倾斜的问题，确保钢架能够安装到合适位置，然后再安装钢制挡板进一步的进行截流封堵；

(5)本发明在进行封堵过程中，在临时闸门与流槽或是管壁接触的位置填充有棉絮，能够减少渗水量，为封堵作业提供一个水流相对平静的作业环境。

附图说明

图1至图4是本发明中改迁新管与原污水接驳施工流程图；

图5和图6是本发明中原始污水管封堵施工流程图；

图7是图5的剖面图；

图8是图6的俯视图；

图9是临时封堵闸板的正面示意图；

图10是临时封堵闸板的侧面示意图；

图11是临时封堵闸板中格栅钢架的结构示意图。

图中：1—格栅钢架，2—钢制挡板，3—支撑件，4—原污水管，5—既有工作井，6—棉絮填充料，7—滑槽，8—新管接收井，9—改迁新管，10—砖砌堵头，11—钻孔，12—吊耳，13—老管连接洞口线，14—井中井。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本发明实施例中的临时封堵闸板具体结构如图9和图10所示，包括格栅钢架1和钢制挡板2，所述钢制挡板2采用厚度为20mm的厚钢板，钢制挡板2的下部切割成弧度与原污水管4下部弧度相同的弧形状；所述格栅钢架1是由槽钢焊接而成的形状与钢制挡板2形状相同的型钢格栅支架，在格栅钢架1的后侧设有多根支撑件3，所述格栅钢架1是采用40#a槽钢，所述支撑件3采用h20型钢。所述格栅钢架1中相邻两根横纵槽钢之间的间距为500mm。所述格栅钢架1和钢制挡板2上部的形状与既有工作井5内腔相匹配，并在安装之后，其边缘与既有工作井5的内壁接触。如图11所示，在格栅钢架1的迎水面两侧分别焊接有用于固定钢制挡板2的滑槽7。

下面结合实施对本发明作进一步说明，实施例以某地铁站污水管道改迁为例，在地铁站所在位置有dn2400的污水管横穿基坑，原管道采用顶管法施工；该地铁站的顶板高程为82.928m，埋深约4m，现状d2400污水管在与地铁站交叉部位的管底高程为78.36m，埋深约8.6m；现状d2400污水管与该项目地铁站在高程上冲突，需要改迁，并按照设计规划好改迁路线，布设改迁新管，在改迁新管与老管的接驳处，以及老管的封堵采用了本发明所述的方法进行施工，其具体步骤如下：

(1)在邻近原污水管道的既有工作井旁施工新管接收井，其具体施工步骤如下：

a.如图1所示，采用明挖逆作法施工新管接收井，其新管接收井为六边形逆作井或四边形方井，具体根据既有工作井的形状进行选择，其新管接收井的开挖长度9～11m，开挖宽度5.5～7m，井壁厚度为0.5～1m，其井深与既有工作井的深度相同；施工新管接收井的外圈采用双排直径800mm、间距600mm的高压旋喷桩止水加固，底部采用高压旋喷桩满堂加固，加固深度为底板下至少2m；新管接收井与改迁新管连通；

b.在施工新管接收井时预留新管旧管接驳洞口，并在接驳洞口处预留洞门环梁施工位置；

c.如图2所示，采用水钻取芯的方式对新管旧管接驳洞口处的既有工作井井壁进行分层凿除，每次凿除厚度不超过20cm，井壁凿除过程中注意观察有无渗漏水现象，最后墙体保留20cm(含有单排钢筋)；然后如图3所示，在新管接收井内沿流槽方向施做井中井，壁厚0.5m，净宽4m，井中井采用顺筑法施工，并在井中井施工完毕后，开始施做流槽和洞门圈梁，圈梁施工完成后首先沿预留洞口轮廓外圈，密排取芯，径向宽度500mm，深度500mm，预留200mm，完成后施工现浇管，现浇管与老井井壁间施做止水胶条并预埋注浆管，注浆防止污水渗漏；

d.待井中井、流槽以及洞口圈梁施工完成后，关闭新建管道内闸板，开始向新建接收井内注水，确保水位与原污水井内水位相等，然后安排潜水员水下利用风镐凿除老井最后剩余的20cm墙体，以及砖砌流槽；

(2)在既有工作井内采用临时封堵闸板对原污水管进行临时封堵，其临时封堵闸板包括格栅钢架和钢制挡板，将格栅钢架与钢制挡板的下部切割成与管道弧度相同的弧形状，如图5和图7所示，先将格栅钢架垂直插入既有工作井流槽内，并通过后侧的支撑件3加固顶紧在工作井井壁上，再将钢制挡板2插入格栅钢架1的迎水面的滑槽内，并将其固定，钢制挡板2安装好之后，为了减少渗水量，为封堵作业提供一个水流相对平静的作业环境；为了避免渗水，还可以在格栅钢架1和钢制挡板2与待封堵管道交接处的棉絮或沙袋填充料；

(3)在临时封堵闸板安装完毕后，潜水员下井在临时封堵闸板下游部位的原污水管道内用砖砌条石进行封堵；

(4)在堵头达到强度后，采用填充料对型钢格栅钢架与井壁间的缝隙进行封堵，封堵完成后，在临时闸阀与堵头间浇筑水下混凝土，封堵后的示意图如图6和图8所示。

实施例尽可能的减少了水下作业，工期相比原设计缩短了很多，其接驳质量有保障，而且在进行原管封堵时，采用一个临时闸板进行临时封堵，减小了水流冲击力，降低了水流对潜水员以及封堵墙的冲击力，降低作业风险，提高封堵施工质量。