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地下涵管沉陷錯位修復

地下涵管

地下涵管 沉陷錯位修復-地下管道托底灌漿及結構重建技術

1. 工程背景

某鄰近捷運道路,地表下方排水涵管因為土壤沉陷及其他天然災害造成管道接口錯位情形。變位較嚴重區段長約10m,由4支2.5m長的D1800RCP管組成。根據現場勘查發現,各接口差異沉陷量高達9~37cm,恐無法負擔原設計廢水排放功能。由於該涵管位於路口,車輛往來頻繁,且上部埋設公共管線甚多,無法進行開挖修復。為避免雨季地面淹水及民生廢水長期滲出造成地層掏空,維護單位特邀集業界專家研擬解決方案,並招募專業廠商進行施工規劃與施工。

 

 

 

 

 

2. 解決方案

根據現場勘查結果,規劃單位提出管道頂昇及結構重建兩項方案。經過工程條件考量、結構分析及風險與價值評估後,基於箱涵與管道接口並未產生嚴重沉陷,經由上部擴挖與底部填平後即可恢復原設計功能等優勢,決定採用管道托底及頂拱地層加固合併結構重建方案,進行排水涵管功能復原。

地下涵管

 

 

 

 

 

3. 施工設計

本工區管道周邊為高含水量軟弱黏土層,涵管上方覆土層厚度約2.7m~3.0m,主要為回填混凝土塊、卵礫石及雜填土。為達到不影響排水斷面積、不改變洩水坡度、不造成上方道路沉陷、不影響交通等原則,規劃時採用管道內局限空間結構重建進行設計。相關主要修復內容如下:

  • 管道托底灌漿。利用W/C=1的水泥漿,以深度1m、排距1.25m、5排孔位交錯配置方式,進行管道下方地層軟弱帶填充、擠壓、加固;
  • 頂拱地層加固。為使頂拱開挖後上部地層具備自持力,採用強度高、固化時間短的Tipor-02微膨脹聚胺酯樹脂進行頂拱外1m以上深度斜孔灌注。用以填充混凝土塊及卵礫石間縫隙及固結頂拱外側回填層,形成頂部安全隔幕防止土石崩落;
  • 頂拱擴挖重建。於頂拱180度範圍內分區分段敲除舊有管壁並向外擴挖,擴挖長度0.5m深度5~40cm。每區段擴挖完成後,搭接加強鋼筋及鋪設點焊鋼絲網後,安裝鋼模並灌注無收縮水泥,灌注後需養護至少3天以上方得拆除模板;
  • 管底差異沉陷空間填補。於頂拱重建完成並清理現場後,在仰拱管壁上進行植筋、綁紮鋼筋及澆注混凝土。並於混凝土養護後進行表面打毛,再進行二度弧形仰拱細部澆注與修整;
  • 管道交界面加強。於嚴重錯位涵管介面加裝環形不銹鋼板,提升交界面勁度及抗衡沉陷變位能力;
  • 全面檢點修復。執行箱涵及管道背填灌漿、裂縫修復及漏水點封堵。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 施工過程

本工區位於交通頻繁地點,工程性狀亦較為特殊,施工過程需要格外謹慎,避免危害發生造成工安問題。在遭逢強降雨時,施工材料及機具亦須要緊急撤離以恢復排水功能,對於執行期間各項訊息掌握及應變措施均預先嚴謹規畫。各項工作中又以:

  • 抽、阻水設備設置。本工程利用涵管前端沉砂池作為集水井,將經常性生活廢水抽排到修復區間後端箱涵;
  • 地表及管道內監測系統安裝。包括路面沉陷點及管道內高程測量等;
  • 管道內測量及放樣。利用受損管道兩端箱涵接口高程放樣,並修正洩水坡度;

三項工作在一般注漿加固工程中較為少見。

地下涵管

 

 

 

 

 

5. 執行成果

本工程屬於管道內局限空間作業,執行過程兼顧地面交維、地表沉陷/隆起監測、降雨時廢水排放功能復原等多項要務,執行過程較為繁複。在主辦單位及專業廠商戮力合作下,修復工作於1個月之內完任務,經過多次豪雨考驗,修復後涵管完全恢復設計功能,圓滿達成地下涵管沉陷錯位修復工作。

 

 

 

 

 

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