泡沫混凝土填充污水管道施工新工法

泡沫混凝土（泡沫輕質(zhì)土）填充污水管道作為城市基礎(chǔ)設(shè)施改造回填廢棄管道的新型技術(shù)，與傳統(tǒng)的開挖、破除、清運(yùn)相比，泡沫混凝土具有較小工作量，縮短施工周期，節(jié)省工程費(fèi)用，操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。尤其對(duì)于工期較短的市政工程，采用泡沫混凝土填充廢棄污水管道不失為一種經(jīng)濟(jì)、高效的好方法。

近年來在管道填充、公路護(hù)坡、河岸、港口的擋土墻、公路鐵路建設(shè)中的軟基處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

1.工程案例：鄭州市北三環(huán)快速化工程

鄭州市北三環(huán)快速化工程位于鄭州市中心城區(qū)北部，西起南陽路立交西側(cè)、經(jīng)索凌路、豐慶路、文化路、花園路、經(jīng)三路、東至中州大道東側(cè)龍湖外環(huán)路，路段全長(zhǎng)約7.872公里。中國(guó)水電路橋在進(jìn)行S主線樁基施工時(shí)，遇到東西貫穿的廢棄污水管道，該管道內(nèi)徑為D1600m，外徑為D1920mm，埋設(shè)深度6.5米，為素混凝土管道，每60m有一檢查井。

該工程為市政工程，工期十分緊，周圍地理形勢(shì)復(fù)雜，車流及行人密集，為確保工程能夠按時(shí)保質(zhì)保量完成，中國(guó)水電路橋成立了科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組，采取了一系列措施和方案，圓滿完成任務(wù)，并對(duì)施工工法進(jìn)行了總結(jié)，供類似工程參考。

2、工法特點(diǎn)

泡沫混凝土是用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，在將泡沫加入到含硅（砂、粉煤灰）、鈣質(zhì)材料（石灰、水泥）、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌，澆筑成型，養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔材料。其特點(diǎn)可大致歸納為以下幾點(diǎn)：

2.1輕質(zhì)：泡沫混凝土的密度較小，密度等級(jí)一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級(jí)為300-1200kg/m3..

2.2高耐火性：是無機(jī)材料，屬A1級(jí)防火材料，從而具有良好的耐火性，耐火度達(dá)1000以上，完全滿足地下廢棄污水管耐火要求。

2.3強(qiáng)度好，不易碎裂：抗壓抗折強(qiáng)度均較高，達(dá)到了低密度較高強(qiáng)度的相對(duì)統(tǒng)一，使用不易碎裂。

2.4易施工：可現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，只需使用水泥發(fā)泡機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，工作量為150-300m3/工作日.

2.5環(huán)保：泡沫混凝土所需材料為水泥和發(fā)泡劑發(fā)泡劑大都接近中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，另外泡沫混凝土可大量利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)，減輕和避免了環(huán)境污染。

3.適用范圍

地下廢棄的油柜、管線（內(nèi)裝粗油、化學(xué)品）、污水管及其它空穴填充等工程施工。

4.工藝原理

4.1泡沫混凝土填充污水管道系統(tǒng)的組成

本工程需填充的廢棄污水管道影響范圍大、埋設(shè)深度大、管線種類多、管徑大，主要施工設(shè)備主要包括：管道打孔機(jī)、空壓機(jī)、4寸潛污泵（15KW）、發(fā)泡機(jī)、輸送泵、水車、旋挖鉆。其中：空壓機(jī)配合打孔機(jī)鉆排氣孔，4寸潛污泵（15KW）抽排污水，發(fā)泡機(jī)拌合泡沫混凝土，輸送泵進(jìn)行泵送泡沫混凝土，旋挖鉆進(jìn)行樁基鉆孔.

4.2泡沫混凝土填充污水管道的工作原理

在2012年11月3日，鄭州市三環(huán)快速化項(xiàng)目部組織專家，設(shè)計(jì)單位，監(jiān)理單位、施工單位對(duì)鄭州市三環(huán)快速化項(xiàng)目北三環(huán)工程--樁基與污水管道交叉處理方案進(jìn)行了論證，中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)路橋工程有限公司鄭州市三環(huán)路快速化工程項(xiàng)目部針對(duì)北三環(huán)工程-樁基與污水管道交叉處理提出的五個(gè)處理方案，專家組對(duì)提出的五方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了認(rèn)真的討論和比較，經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況了解，認(rèn)為在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，建議：在方案三（向樁基內(nèi)填干土，利用旋挖鉆及將干土向管道兩側(cè)擠壓，形成擋水圍堰，再進(jìn)行樁基鉆孔施工）的基礎(chǔ)上做試驗(yàn)段，而后做方案5（全部管道內(nèi)填充方案）試驗(yàn)段，取得相關(guān)參數(shù)后，對(duì)兩個(gè)方案加以細(xì)化完善，決定采用全部管道內(nèi)填充泡沫混凝土施工。

施工前，先用管道打孔機(jī)鉆排氣孔，后采用C15混凝土將污水管檢查井封堵，預(yù)留部分檢查井用作抽排污水，利用4寸潛污泵（15KW）從預(yù)留檢查井內(nèi)將污水管內(nèi)污水抽排干凈；污水抽排完后，從預(yù)留檢查井內(nèi)填充泡沫混凝土（400Kg/m3），強(qiáng)度0.8-1MPa，待混凝土凝固后，利用旋挖鉆在設(shè)計(jì)孔位埋設(shè)鋼護(hù)桶并挖至污水管頂部，沖擊鉆鉆進(jìn)（污水管及管內(nèi)泡沫混凝土破碎）至污水管底下部1米時(shí)，再采用旋挖鉆鉆進(jìn)。

5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1施工工藝流程

5.2操作要點(diǎn)

5.2.1前期準(zhǔn)備工作

將北三環(huán)快速化工程自南陽路立交西側(cè)至中州大道東側(cè)龍湖外環(huán)路南線范圍內(nèi)影響樁基施工所有的污水管檢查井找出，因與樁基交叉施工，通過鏟車將覆蓋在井蓋上的泥土清理，井蓋打開，用抽水泵將污水抽出并進(jìn)行排氣。檢查井位置用旗幟進(jìn)行標(biāo)記。

5.2.2工序及時(shí)效

分段長(zhǎng)度：布設(shè)范圍100米為一施工段，即每100米移動(dòng)一次設(shè)備，兩頭進(jìn)行砂石封堵，設(shè)備設(shè)置在中間，往東西兩側(cè)進(jìn)行澆筑。如果遇到檢查井堵住，可在檢查井旁邊或中間原樁基位置鉆孔，以便觀察及澆筑泡沫砼。

每100米澆筑泡沫混凝土工程量為176m3（按管道內(nèi)徑1.5米，檢查井位置底部為四方形計(jì)算），泡沫砼澆筑時(shí)間為1.5個(gè)工作日。

如果遇到南北方面有污水管支管，需要節(jié)流，用C15混凝土進(jìn)行封堵。

該路段臨時(shí)排水溝連接到新的污水管道，在施工路段南側(cè)20米處，以保證污水不亂流。

做好施工記錄，并整理好這些資料報(bào)監(jiān)理工程師審核認(rèn)可.

5.2.3材料實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目部實(shí)驗(yàn)室與試驗(yàn)監(jiān)理聯(lián)合對(duì)泡沫混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，按《泡沫混凝土》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行了干密度、抗壓強(qiáng)度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)等實(shí)驗(yàn)后，泡沫混凝土結(jié)果實(shí)驗(yàn)合格，可用于污水管道泡沫混凝土填充。

5.2.4施工測(cè)量

在試驗(yàn)段內(nèi)找出污水管道所有檢查井，并用小旗幟標(biāo)志，測(cè)量出兩個(gè)檢查井之間的距離。為保證正確計(jì)量出工程量。每三個(gè)檢查井為一段，把一端的檢查井用砂石封堵，通過中間的檢查井進(jìn)行澆筑泡沫混凝土填充，如果漿料泵送到另一個(gè)檢查口時(shí)，將這一端的檢查井也封堵。

5.2.5污水管排水

由項(xiàng)目部負(fù)責(zé)，嚴(yán)格控制將污水管內(nèi)污水排出，以免影響泡沫混凝土水灰比及強(qiáng)度。用6寸污水泵將污水抽出至南側(cè)20米新污水管道內(nèi)。

5.2.6排氣

用空壓機(jī)將污水管內(nèi)有毒氣體排出，因污水管道內(nèi)有毒氣體甲烷、硫化物等毒氣，管內(nèi)氣體充滿管道，不利于填實(shí)污水管道，如果檢查井堵住，需要在堵住的承臺(tái)旁邊鉆孔，或在每跨中間30米處鉆孔，進(jìn)行排氣并澆筑泡沫砼。

5.2.7澆筑泡沫砼

檢驗(yàn)水泥、粉煤灰、發(fā)泡劑質(zhì)量一配合比實(shí)驗(yàn)一技術(shù)交底-準(zhǔn)備機(jī)具設(shè)備一找出所有污水管道檢查井→污水管抽水、排氣→攪拌澆筑泡沫混凝土→填滿污水管道一自然養(yǎng)護(hù)一檢查驗(yàn)收。