泡沫混凝土填充污水管道施工新工法

泡沫混凝土（泡沫輕質土）填充污水管道作為城市基礎設施改造回填廢棄管道的新型技術，與傳統的開挖、破除、清運相比，泡沫混凝土具有較小工作量，縮短施工周期，節省工程費用，操作簡便等特點。尤其對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濟、高效的好方法。

近年來在管道填充、公路護坡、河岸、港口的擋土墻、公路鐵路建設中的軟基處理等方面得到了廣泛的應用。

1.工程案例：鄭州市北三環快速化工程

鄭州市北三環快速化工程位于鄭州市中心城區北部，西起南陽路立交西側、經索凌路、豐慶路、文化路、花園路、經三路、東至中州大道東側龍湖外環路，路段全長約7.872公里。中國水電路橋在進行S主線樁基施工時，遇到東西貫穿的廢棄污水管道，該管道內徑為D1600m，外徑為D1920mm，埋設深度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，周圍地理形勢復雜，車流及行人密集，為確保工程能夠按時保質保量完成，中國水電路橋成立了科技創新領導小組，采取了一系列措施和方案，圓滿完成任務，并對施工工法進行了總結，供類似工程參考。

2、工法特點

泡沫混凝土是用機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）、鈣質材料（石灰、水泥）、水及各種外加劑等組成的料漿中，經混合攪拌，澆筑成型，養護而成的一種多孔材料。其特點可大致歸納為以下幾點：

2.1輕質：泡沫混凝土的密度較小，密度等級一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200kg/m3..

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

2.3強度好，不易碎裂：抗壓抗折強度均較高，達到了低密度較高強度的相對統一，使用不易碎裂。

2.4易施工：可現場澆筑施工，只需使用水泥發泡機可實現自動化作業，工作量為150-300m3/工作日.

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

3.適用范圍

地下廢棄的油柜、管線（內裝粗油、化學品）、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的組成

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

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，鄭州市三環快速化項目部組織專家，設計單位，監理單位、施工單位對鄭州市三環快速化項目北三環工程--樁基與污水管道交叉處理方案進行了論證，中國水電建設集團路橋工程有限公司鄭州市三環路快速化工程項目部針對北三環工程-樁基與污水管道交叉處理提出的五個處理方案，專家組對提出的五方案的優缺點進行了認真的討論和比較，經對現場情況了解，認為在滿足設計要求的前提下，建議：在方案三（向樁基內填干土，利用旋挖鉆及將干土向管道兩側擠壓，形成擋水圍堰，再進行樁基鉆孔施工）的基礎上做試驗段，而后做方案5（全部管道內填充方案）試驗段，取得相關參數后，對兩個方案加以細化完善，決定采用全部管道內填充泡沫混凝土施工。

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

5.施工工藝流程及操作要點

5.1施工工藝流程

5.2操作要點

5.2.1前期準備工作

將北三環快速化工程自南陽路立交西側至中州大道東側龍湖外環路南線范圍內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行排氣。檢查井位置用旗幟進行標記。

5.2.2工序及時效

分段長度：布設范圍100米為一施工段，即每100米移動一次設備，兩頭進行砂石封堵，設備設置在中間，往東西兩側進行澆筑。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（按管道內徑1.5米，檢查井位置底部為四方形計算），泡沫砼澆筑時間為1.5個工作日。

如果遇到南北方面有污水管支管，需要節流，用C15混凝土進行封堵。

該路段臨時排水溝連接到新的污水管道，在施工路段南側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監理工程師審核認可.

5.2.3材料實驗

項目部實驗室與試驗監理聯合對泡沫混凝土進行現場取樣，按《泡沫混凝土》國家標準規定的方法進行了干密度、抗壓強度、吸水率、導熱系數等實驗后，泡沫混凝土結果實驗合格，可用于污水管道泡沫混凝土填充。

5.2.4施工測量

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

5.2.5污水管排水

由項目部負責，嚴格控制將污水管內污水排出，以免影響泡沫混凝土水灰比及強度。用6寸污水泵將污水抽出至南側20米新污水管道內。

5.2.6排氣

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

5.2.7澆筑泡沫砼

檢驗水泥、粉煤灰、發泡劑質量一配合比實驗一技術交底-準備機具設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護一檢查驗收。