申请日2016.01.11
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号E03F3/06
摘要
本发明公开了一种低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，按以下步骤进行：第一步骤是管道清污;第二步骤是查找并标记渗漏点;第三步骤是打降水井并对施工井点进行降水处理;第四步骤是管道内堵漏;第五步骤是钻注浆孔和水泥浆回填注浆。使用本方法，无须使用内衬管，相较内衬管的方式对污水管网进行防水补漏，节约50%的施工成本，具有很强的推广应用价值。使用本发明的施工方法，不会缩小污水管道的实际可用管径，不会因防水补漏造成污水管道排水能力下降。通过在管道外注浆，在污水管道周边形成注浆层，从而加固污水管道周边的地层，对污水管道形成有效防护，防止地层应力破坏污水管道。
权利要求书
1.低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一步骤是管道清污;
第二步骤是查找并标记渗漏点;
第三步骤是沿污水管道打降水井并对施工井点进行降水处理;
第四步骤是管道内堵漏;
第五步骤是钻注浆孔和水泥浆回填注浆，即先钻注浆孔，再对钻好的注浆孔进行水泥浆回填注浆。
2.根据权利要求1所述的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：
所述第一步骤即管道清污步骤按以下方法进行：
本步骤以两个检查井之间的污水管道为一个施工段，分段进行管道清污;
对每一个施工段进行管道清污时，进行送风及气体检测操作;送风及气体检测操作是使用风机通过检查井向污水管道内持续送风，并使用泵吸式复合气体检测仪每间隔若干分钟检测一次施工段的污水管道内有害气体是否超标;
气体检测结果表明施工段的污水管道内部有害气体不超标时，一部分工作人员通过检查井进入污水管道并将污水管道内的污物清理出检查井;
对污水管道按以上操作进行分段清污，直到所有污水管道均清污完毕。
3.根据权利要求2所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：所述第二步骤的实施过程中持续进行所述送风及气体检测操作;气体检测结果表明污水管道内部有害气体不超标时，工作人员进入污水管道;工作人员通过观察渗漏水情况标记渗漏点，并作好记录。
4.根据权利要求3所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：所述第三步骤具体是依次执行以下操作：
①在渗漏点做好标记后，沿污水管道长度方向每隔20米打一眼直径为500毫米且深20米的降水井;
②用潜污泵抽取地下水，将水位降至污水管道底部1米以下，并保持该水位直到第五步骤结束24小时。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：
所述第四步骤即管道内堵漏步骤具体是：
对于污水管道管身渗漏点部位，对渗漏点部位周围部位进行凿毛、清理和冲洗，凿毛的深度为达到污水管道混凝土表面，然后用堵漏材料填塞密实，具体是用扁钎在渗漏点部位打入油麻，然后用速凝防水材料堵孔、整平，凝固后对渗漏点部位周围缝隙进行复合防水材料灌缝;
对于污水管道的管道接口部位，使用环氧材料灌缝以达到堵漏和结构补强的效果;使用环氧材料灌缝的具体施工方法是首先剔除原接缝材料，其次将污水管道内壁接口两侧15厘米的范围内凿毛，凿毛的深度为达到污水管道混凝土表面，再次将凿毛处清洗干净，对污水管道接缝用油麻进行塞缝，塞缝时用扁钎将油麻打入管道接缝从而确保填塞密实;然后填一层厚60毫米的环氧树脂材料;最后用铁丝网和环氧树脂砂浆抹管带。
6.根据权利要求5所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：所述第五步骤中钻注浆孔的具体操作是：
第四步骤完成且地下水位降至污水管道底部以下1.0米水位稳定后，使用钻机沿污水管道左右两侧的土层内各钻一排钻孔作为注浆孔，分别为左排钻孔和右排钻孔;在污水管道中心线上方的土层内钻一排钻孔作为注浆孔，该排钻孔为顶排钻孔;所述注浆孔的孔径为100毫米;
各排钻孔距离污水管道的距离均为300毫米，以污水管道的长度方向为前后方向，各排钻孔中相邻注浆孔的距离为1500毫米;左排钻孔和右排钻孔的钻孔底端均位于污水管道管底以下500毫米，成孔后预埋注浆管，并在孔口处加盖防护，防止杂物落入。
7.根据权利要求6所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：所述第五步骤中水泥浆回填注浆的具体操作是：
第一小步骤是准备注浆材料，布置好注浆泵、高速搅拌机和注浆管;第二小步骤是把注浆材料加入高速搅拌机搅拌均匀，然后用流动度测定仪测定搅拌完成后的注浆液的流动性，第三小步骤是在流动度满足注浆要求后开启注浆泵开始注浆，注浆压力小于等于0.3MPa，将浆液通过注浆管压入地层空隙和裂缝充填加固地层;注浆时将浆液压至自然翻浆后停止注浆;最后在上述第一次注浆后间歇20分钟后对原注浆孔进行二次注浆。
8.根据权利要求7所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：
所述第一步骤和第二步骤中均还包括以下技术特征：
通过检查井进入污水管道的工作人员均配备安全绳和防护口罩;如管道清污过程中进入污水管道的工作人员遇到危险，地面留守的工作人员立即对遇到危险的人员进行施救;
所述第一步骤中，地面留守的工作人员对清理出检查井的污物进行及时清运，以防对周边环境造成污染;
所述第二步骤中，工作人员对查找并标记漏水点的全过程进行录像，并保存影像资料;
所述第五步骤中水泥浆回填注浆时，在准备注浆材料之前，先沿所述左排钻孔、右排钻孔和顶排钻孔施工若干先导孔，采取芯样核实地层情况并确定注浆压力;地层复杂、层位变化较大的地段处先导孔的间距小于地层简单、层位变化较小的地段处的先导孔的间距;
所述第五步骤在钻注浆孔和水泥浆回填注浆时分两序先后进行钻孔注浆，先使用钻机施工一序孔并对一序孔进行水泥浆回填注浆，再使用钻机施工二序孔并对二序孔进行水泥浆回填注浆;以污水管道的长度方向为前后方向，一序孔和二序孔在前后方向和左右方向上均交替分布;
第五步骤中水泥浆回填注浆的第二小步骤中，注浆材料的重量配比为：33份水：100份水泥：5份掺合料：1份外加剂;水泥采用标号大于等于32.5的普通硅酸盐水泥，水泥的细度能够通过0.088毫米孔径的标准筛且筛余量小于等于5%;所述高速搅拌机的转速大于1200转/分钟，搅拌时间大于等于30秒;
注浆材料自搅拌完成至注浆完毕之间的存放时间小于等于4小时，注浆液的浆液温度大于等于5℃并小于等于40℃。
9.根据权利要求5所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：
所述第三步骤中，在用潜污泵将地下水抽出之前，检查管接口是否牢固，确保管接口无漏水现象;在用潜污泵抽出地下水的过程中，持续观测水位并观察水的颜色是否正常;首次用潜污泵抽出地下水的时间在白天，以便在发生险情时方便抢险工作;水位降至污水管道底部1米以下时或者出现异常情况时，停止抽水并及时处理;在用潜污泵抽出地下水的过程中，观察水位下降的速度是否符合工程需要，如不符合则更换不同功率的潜污泵以调节抽水速度;如水位下降的速度符合工程需要，则使用该潜污泵持续抽水;
用潜污泵将地下水抽出后，将地下水排入就近的雨水管网内;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，具体的堵漏操作是：将预先配置好的堵漏材料及施工用水带入污水管道内部，工作人员根据渗漏点的大小将相应量的堵漏材料和水拌制成粘稠状，然后将粘稠状的堵漏材料按压到渗漏点处，堵漏材料发生化学反应并固化成聚合体;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，用铁丝网和环氧树脂砂浆抹管带的操作是：先在管周立模，再对管带部位刷一层107胶素水泥浆，抹5毫米厚1：1防水砂浆，贴一层铁丝网，最后在管带部位抹一层3厘米厚环氧树脂砂浆;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，按以下堵漏原则进行堵漏：先堵大渗漏点后堵小渗漏点，先堵高处的渗漏点后堵低处的渗漏点;堵漏后依次检查渗漏点有无渗水现象，对于有渗水现象的部位按照上述具体的堵漏操作进行补充堵漏，直到不再渗漏;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，污水管道内有积水的情况下，对水位以下的渗漏点进行堵漏时使用水溶性堵漏灵材料进行堵漏处理，具体是用密封卡具对渗漏点进行围挡，密封卡具形成将渗漏点围绕在内的围挡槽，使水流绕过渗漏点，然后将围挡槽内的污水和污泥清理干净，再用清水将渗漏点周边冲洗干净，按照上述具体的堵漏操作和堵漏原则对围挡槽内的渗漏点进行堵漏。
10.根据权利要求6所述的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法，其特征在于：所述第五步骤即钻注浆孔和水泥浆回填注浆步骤中，在钻孔前由工作人员测定污水管道轴线且标记孔位，并平稳牢固地安放钻机;钻孔时采用套管固壁钻进，以减少泥浆排放量，防止钻孔过程中产生大量泥浆无处排放;钻孔时控制偏斜率小于等于1%。
说明书
低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法
技术领域
本发明涉及施工技术领域，尤其涉及市政地下管网的防水补漏。
背景技术
城市污水管网包括埋于地下的污水管道，污水管道在其长度方向上间隔设有若干检查井，相邻检查井一般间隔几百米(如500米)。
污水管道在长期使用后，其内容易沉积大量污物，并且管道会出现局部开裂等现象，污水管道一般由多段管道连接而成，管道对接处在长期使用后也容易出现密封不严的现象。在城市地下水位较高的情况下，地下水就会通过管道破损处以及密封不严的管道对接处渗漏进污水管道，一方面浪费了地下水，另一方面大大增加了污水处理厂的工作量，造成人力物力的浪费。由于污水处理厂处理能力有限，遇到下雨天气或居民用水高峰期，不能够及时处理的污水混合地下水后沿检查井等部分会溢出至路面，影响城市正常的交通。部分污水管道内的污水也会通过渗漏点污染地下水，对环境造成不利影响。
目前，对于管道渗漏水的处理，容易想到的方式是对于污水管道采取内衬HDPE管和内衬不锈钢管等方式来防水补漏，这种方式的缺陷是：
1.成本高。HDPE管和不锈钢管成本较高，施工造价较高。
2.内衬管道后，等于原有的污水管道废弃不用，形成资源浪费;且内衬管的管径必然小于原污水管道的直径，造成污水管道实际管径缩小，不符合原污水管道的设计要求。
3.没有对污水管道形成防护，不能应对地层结构应力变化对污水管道带来的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本较低、施工方便，在不缩小污水管道的前提下实现防水补漏，且能够保护污水管道不因地层结构应力的变化而受损。
为实现上述目的，本发明的低于地下水位的污水管网防水补漏施工方法按以下步骤进行：
第一步骤是管道清污;
第二步骤是查找并标记渗漏点;
第三步骤是沿污水管道打降水井并对施工井点进行降水处理;
第四步骤是管道内堵漏;
第五步骤是钻注浆孔和水泥浆回填注浆，即先钻注浆孔，再对钻好的注浆孔进行水泥浆回填注浆。
所述第一步骤即管道清污步骤按以下方法进行：
本步骤以两个检查井之间的污水管道为一个施工段，分段进行管道清污;
对每一个施工段进行管道清污时，进行送风及气体检测操作;送风及气体检测操作是使用风机通过检查井向污水管道内持续送风，并使用泵吸式复合气体检测仪每间隔若干分钟检测一次施工段的污水管道内有害气体是否超标;
气体检测结果表明施工段的污水管道内部有害气体不超标时，一部分工作人员通过检查井进入污水管道并将污水管道内的污物清理出检查井;
对污水管道按以上操作进行分段清污，直到所有污水管道均清污完毕。
所述第二步骤的实施过程中持续进行所述送风及气体检测操作;气体检测结果表明污水管道内部有害气体不超标时，工作人员进入污水管道;工作人员通过观察渗漏水情况标记渗漏点，并作好记录。
所述第三步骤具体是依次执行以下操作：
①在渗漏点做好标记后，沿污水管道长度方向每隔20米打一眼直径为500毫米且深20米的降水井;
②用潜污泵抽取地下水，将水位降至污水管道底部1米以下，并保持该水位直到第五步骤结束24小时。
所述第四步骤即管道内堵漏步骤具体是：
对于污水管道管身渗漏点部位，对渗漏点部位周围部位进行凿毛、清理和冲洗，凿毛的深度为达到污水管道混凝土表面，然后用堵漏材料填塞密实，具体是用扁钎在渗漏点部位打入油麻，然后用速凝防水材料堵孔、整平，凝固后对渗漏点部位周围缝隙进行复合防水材料灌缝;
对于污水管道的管道接口部位，使用环氧材料灌缝以达到堵漏和结构补强的效果;使用环氧材料灌缝的具体施工方法是首先剔除原接缝材料，其次将污水管道内壁接口两侧15厘米的范围内凿毛，凿毛的深度为达到污水管道混凝土表面，再次将凿毛处清洗干净，对污水管道接缝用油麻进行塞缝，塞缝时用扁钎将油麻打入管道接缝从而确保填塞密实;然后填一层厚60毫米的环氧树脂材料;最后用铁丝网和环氧树脂砂浆抹管带。
所述第五步骤中钻注浆孔的具体操作是：
第四步骤完成且地下水位降至污水管道底部以下1.0米水位稳定后，使用钻机沿污水管道左右两侧的土层内各钻一排钻孔作为注浆孔，分别为左排钻孔和右排钻孔;在污水管道中心线上方的土层内钻一排钻孔作为注浆孔，该排钻孔为顶排钻孔;所述注浆孔的孔径为100毫米;
各排钻孔距离污水管道的距离均为300毫米，以污水管道的长度方向为前后方向，各排钻孔中相邻注浆孔的距离为1500毫米;左排钻孔和右排钻孔的钻孔底端均位于污水管道管底以下500毫米，成孔后预埋注浆管，并在孔口处加盖防护，防止杂物落入。
所述第五步骤中水泥浆回填注浆的具体操作是：
第一小步骤是准备注浆材料，布置好注浆泵、高速搅拌机和注浆管;第二小步骤是把注浆材料加入高速搅拌机搅拌均匀，然后用流动度测定仪测定搅拌完成后的注浆液的流动性，第三小步骤是在流动度满足注浆要求后开启注浆泵开始注浆，注浆压力小于等于0.3MPa，将浆液通过注浆管压入地层空隙和裂缝充填加固地层;注浆时将浆液压至自然翻浆后停止注浆;最后在上述第一次注浆后间歇20分钟后对原注浆孔进行二次注浆。
所述第一步骤和第二步骤中均还包括以下技术特征：
通过检查井进入污水管道的工作人员均配备安全绳和防护口罩;如管道清污过程中进入污水管道的工作人员遇到危险，地面留守的工作人员立即对遇到危险的人员进行施救;
所述第一步骤中，地面留守的工作人员对清理出检查井的污物进行及时清运，以防对周边环境造成污染;
所述第二步骤中，工作人员对查找并标记漏水点的全过程进行录像，并保存影像资料;
所述第五步骤中水泥浆回填注浆时，在准备注浆材料之前，先沿所述左排钻孔、右排钻孔和顶排钻孔施工若干先导孔，采取芯样核实地层情况并确定注浆压力;地层复杂、层位变化较大的地段处先导孔的间距小于地层简单、层位变化较小的地段处的先导孔的间距;
所述第五步骤在钻注浆孔和水泥浆回填注浆时分两序先后进行钻孔注浆，先使用钻机施工一序孔并对一序孔进行水泥浆回填注浆，再使用钻机施工二序孔并对二序孔进行水泥浆回填注浆;以污水管道的长度方向为前后方向，一序孔和二序孔在前后方向和左右方向上均交替分布;
第五步骤中水泥浆回填注浆的第二小步骤中，注浆材料的重量配比为：33份水：100份水泥：5份掺合料：1份外加剂;水泥采用标号大于等于32.5的普通硅酸盐水泥，水泥的细度能够通过0.088毫米孔径的标准筛且筛余量小于等于5%;所述高速搅拌机的转速大于1200转/分钟，搅拌时间大于等于30秒;
注浆材料自搅拌完成至注浆完毕之间的存放时间小于等于4小时，注浆液的浆液温度大于等于5℃并小于等于40℃。
所述第三步骤中，在用潜污泵将地下水抽出之前，检查管接口是否牢固，确保管接口无漏水现象;在用潜污泵抽出地下水的过程中，持续观测水位并观察水的颜色是否正常;首次用潜污泵抽出地下水的时间在白天，以便在发生险情时方便抢险工作;水位降至污水管道底部1米以下时或者出现异常情况时，停止抽水并及时处理;在用潜污泵抽出地下水的过程中，观察水位下降的速度是否符合工程需要，如不符合则更换不同功率的潜污泵以调节抽水速度;如水位下降的速度符合工程需要，则使用该潜污泵持续抽水;
用潜污泵将地下水抽出后，将地下水排入就近的雨水管网内;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，具体的堵漏操作是：将预先配置好的堵漏材料及施工用水带入污水管道内部，工作人员根据渗漏点的大小将相应量的堵漏材料和水拌制成粘稠状，然后将粘稠状的堵漏材料按压到渗漏点处，堵漏材料发生化学反应并固化成聚合体。
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，用铁丝网和环氧树脂砂浆抹管带的操作是：先在管周立模，再对管带部位刷一层107胶素水泥浆，抹5毫米厚1：1防水砂浆，贴一层铁丝网，最后在管带部位抹一层3厘米厚环氧树脂砂浆。
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，按以下堵漏原则进行堵漏：先堵大渗漏点后堵小渗漏点，先堵高处的渗漏点后堵低处的渗漏点;堵漏后依次检查渗漏点有无渗水现象，对于有渗水现象的部位按照上述具体的堵漏操作进行补充堵漏，直到不再渗漏;
所述第四步骤即管道内堵漏步骤中，污水管道内有积水的情况下，对水位以下的渗漏点进行堵漏时使用水溶性堵漏灵材料进行堵漏处理，具体是用密封卡具对渗漏点进行围挡，密封卡具形成将渗漏点围绕在内的围挡槽，使水流绕过渗漏点，然后将围挡槽内的污水和污泥清理干净，再用清水将渗漏点周边冲洗干净，按照上述具体的堵漏操作和堵漏原则对围挡槽内的渗漏点进行堵漏。
所述第五步骤即钻注浆孔和水泥浆回填注浆步骤中，在钻孔前由工作人员测定污水管道轴线且标记孔位，并平稳牢固地安放钻机;钻孔时采用套管固壁钻进，以减少泥浆排放量，防止钻孔过程中产生大量泥浆无处排放;钻孔时控制偏斜率小于等于1%。
本发明具有如下的优点：
1.无须使用HDPE管或不锈钢管，使用油麻、速凝防水材料等进行内堵漏，成本较低且施工方便。使用本方法对污水管网进行防水补漏，相较内衬管的方式对污水管网进行防水补漏，节约50%的施工成本，具有很强的推广应用价值。
2.由于不使用内衬管，因此不会缩小污水管道的实际可用管径，不会因防水补漏造成污水管道排水能力下降、不再符合原设计要求。
3.通过在管道外注浆，在污水管道周边形成注浆层，从而加固污水管道周边的地层，在地层应力变化时，注浆层能够对污水管道形成有效防护，防止地层应力破坏污水管道。当然，注浆层本身也能够起到防止地下水进入污水管道的作用。
4.管道清污时，进行送风及气体检测操作，从而防止污水管道内部存在有害气体、对下井的工作人员造成危害。
5.在降水前查找并标记渗漏点，为后续管道内堵漏步骤创造条件。通过打降水井并用潜污泵抽取地下水，将水位降至污水管道底部1米以下，从而为后续内堵漏步骤和水泥浆回填注浆等步骤创造条件，避免进行管道堵漏时，渗漏点还在漏水从而影响内堵漏操作，也使注浆时地下水不影响注浆，从而在注浆后顺利在污水管道周边形成注浆层，对污水管道形成有效防护。
6.内堵漏的具体操作既简单实用，又能够密实地填充渗漏点，并且通过速凝防水材料堵孔、整平后管道内壁非常平整。使用复合防水材料如环氧树脂材料对渗漏点部位周围缝隙灌缝后，能够进一步增强堵漏效果，避免渗漏点周边存在少量渗漏现象。用铁丝网和环氧树脂砂浆抹管带，既起到防水效果，又增强管带处的结构强度。
7.钻注浆孔步骤中，三排钻孔及其具体位置的设置，能够保证注浆后围绕污水管道形成注浆防护层。
8.水泥浆回填注浆的过程中，使用流动度测定仪，工作人员可以保证注浆液的流动性满足注浆要求，保障注浆顺利完成，并确保注浆效果。二次注浆能够强化注浆效果，使注浆防护层更加牢固。注浆防护层强化了污水管道周边的地层结构，能够防止污水管道受力不均引起的损坏，防止地层应力给污水管道造成损伤，也将地下水与污水管道隔开，进一步避免地下水渗入污水管道的现象，提高防渗漏效果。
9.通过先导孔采取芯样核实地层情况并确定注浆压力，能够使注浆压力更为适合地层情况，提高注浆后形成的注浆层的强度，从而对污水管道起到更优的防护和防水效果。
10.相邻的注浆孔之间的距离为1500毫米，既保证在前后相邻的两个注浆孔之间的土层内有效形成连续的注浆层，又最大程度地兼顾了施工效率。