非开挖修复排水箱涵中注浆堵漏技术的有效应用

一、引言

随着我国城市化进程的持续深化，城市排水系统建设规模不断扩大，技术水平显著提升。然而，早期建设的排水箱涵由于受到多重因素影响，正面临着严峻的结构安全挑战。在建设阶段，部分工程存在施工工艺不规范、材料质量控制不严等质量问题；在运营阶段，日益增多的重型车辆通行导致地面荷载大幅增加；随着使用年限的增长，混凝土碳化、钢筋锈蚀等自然老化现象日益凸显；日常管养维护的缺失进一步加速了结构性能的退化 [1]。这些因素共同作用，导致排水箱涵普遍出现管壁腐蚀开裂、接缝渗漏、断面变形、基础不均匀沉降等典型病害。排水箱涵断面尺寸较大，在箱涵结构受到破坏、 所处位置地质条件复杂、地下水丰富、箱涵埋深较深等情况下，采用常规的开挖修复方法存在施工进度慢、施工安全风险较高、周围交通影响较大等问题， 因此需采用非开挖技术从箱涵内部进行修复，研究对此展开分析。

二、非开挖修复排水箱涵中注浆渗漏的原因

（1）混凝土材料自身特性引起渗水。

混凝土在硬化过程中会产生微裂缝和毛细孔隙，这些微观缺陷为水分渗透提供了通道。当箱涵长期处于地下水或雨水浸泡环境中，水分会通过这些孔隙逐渐渗入结构内部 [2]。其次，混凝土的水灰比设计不合理会导致材料密实度不足，过高的水灰比会使硬化后的混凝土内部形成更多连通的孔隙网络。此外，混凝土碳化反应也是一个重要因素，大气中的CO2 与水泥水化产物Ca（OH）2 反应生成CaCO3，这一过程会降低混凝土的碱度，加速钢筋锈蚀并扩大孔隙率。在冻融循环地区，混凝土内部水分的反复冻胀还会造成微裂缝扩展，进一步加剧渗漏问题。这些材料特性导致的渗水往往具有渐进性和隐蔽性，需要通过注浆材料的高渗透性和耐久性来针对性修复。

（2）混凝土施工质量差引起渗水。

在混凝土浇筑阶段，振捣不充分会导致骨料与水泥浆体分离，形成蜂窝、孔洞等质量缺陷，这些区域在后期使用中极易成为渗水通道。模板安装不当造成的接缝漏浆问题也会在结构表面形成薄弱层。养护环节的疏失同样不可忽视，过早拆模或养护时间不足会导致混凝土早期强度发展不充分，收缩裂缝大量产生。此外，施工缝处理不当是另一个典型问题，若接茬部位未按规定凿毛、清理或设置止水带，就会形成贯穿性渗漏路径。在箱涵分段浇筑时，新旧混凝土结合面的粘结强度不足也会引发界面渗水。

三、非开挖修复排水箱涵中注浆堵漏技术的应用——以广州市某排水箱涵应急维修项目为例

（一）项目介绍

本工程道路下为 d2500mm 钢筋混凝土承插圆管，湖底为 2500mm×2000mm 钢筋混凝土箱涵，箱涵顶部离湖底覆土厚约 1.0m。经清淤检测发现，箱涵墙壁存在大量渗漏点及孔洞，渗水严重，并存在河水倒灌现象，且湖底有冲积淤泥质软土，其流塑性大，湖面全部为流塑性大的淤泥质软土，含水量大。

（二）堵漏技术

（1）凿槽与注浆嘴设

槽体位置应选在渗漏最严重的裂缝交汇处或水流集中部位，槽深一般控制在结构厚度的 1/3-1/2，宽度以 30-50mm 为宜，确保形成有效的注浆通道。针对该大型排水箱涵的多点渗漏特点，需采用分级分区凿槽策略：对主干裂缝实施连续槽，对分支裂缝布置间断槽，并在结构应力集中区增设放射状辅助槽。特别值得注意的是，在箱涵顶板与侧墙交接处等异形部位，需采用弧形凿槽工艺以避免应力集中 [3]。凿槽过程中还需同步完成注浆管，通常选用间距 300-500mm 的单向止逆针阀管的精准埋设，管径选择需与浆液粘度匹配，一般环氧树脂注浆采用 8-10mm 管径，聚氨酯注浆选用 6-8mm 管径。整个工序必须严格控制槽体清洁度，采用高压水枪冲洗后还需用压缩空气吹扫，确保无粉尘残留影响浆液粘结性能。

（2）注浆材料选择

注浆材料的选择需要基于工程需求、环境友好性和长期性能等多维度进行系统评估，主要考量因素应包括功能性指标如堵水性能，渗透系数≤ 10-6cm/s、加固强度，抗压强度 ⩾20MPa ，和耐久性50年服役周期验证，环境安全性要求符合GB/T 24001环境管理体系、不含重金属及挥发性有机物并通过EPA 或REACH 认证。

当前工程实践中常用的注浆材料体系可分为水泥基浆液和非水泥基浆液两大类，其中水泥基浆液包括普通硅酸盐水泥浆，水灰比 0.6-1.2、超细水泥浆粒径 D50 ≤ 10μm 和改性水泥浆添加速凝剂 / 膨胀剂，非水泥基浆液则涵盖化学浆液如环氧树脂类粘度 50-500cP、聚氨酯类遇水膨胀率≥ 300% 和丙烯酸盐类凝胶时间可调，以及复合浆液如水泥 - 水玻璃双液体系、矿渣、碱激发地质聚合物和纳米二氧化硅改性浆材。

针对不同工程工况应建立选型决策矩阵，例如动水堵漏优选聚氨酯、水泥复合浆瞬凝 <30s、结构补强采用环氧、石英粉复合材料高强 >50MPa、环保敏感区使用生物基聚乳酸浆液，实际工程中还需通过现场试验如Marshal 稳定性试验和FTIR 成分分析验证材料适配性，并建议建立基于BIM 的注浆材料数据库实现智能选型。

四、总结

综上所述，对于非开挖修复排水箱涵，注浆堵漏技术能保证后续工作的顺利进行。注浆堵漏技术在不同地质、管道、渗漏量等工况间都存在差异，在实际修复的过程中，需要根据渗漏点的情况来进行比选和试验，选择合适的注浆方式、 注浆材料以及注浆压力 ;另一方面，也需要进一步研发出更加通用的注浆材料与注浆设备，提供更多的技术选择并提高效率，适应更加复杂的修复环境，共同促进管道与箱涵的修复。

参考文献：

[1] 王志全 . 非开挖修复技术在大型排水箱涵修复中的应用[J]. 城市道桥与防洪 ， 2022（009）：000.

[2] 赵宁 . 高强防腐砂浆在污水箱涵非开挖修复工艺中的应用[J]. 建筑施工 ， 2023， 45（9）：1844-1847.

[3] 高武 . 大型污水箱涵非开挖修复技术研究 [J]. 中文科技期刊数据库 （ 全文版 ） 工程技术 ， 2021（6）：3.

作者简介：王春炜 1993.2.24 男 福建省上杭县 汉族 本科助理工程师 研究方向： 建筑

李鸿 1996.9.6 男 湖南省桃江县 汉族 硕士研究生 研究方向： 建筑

谢彤 1992.11.8 男 甘肃省会宁县 汉族 本科 助理工程师 研究方向： 建筑

罗杰威 1996.10.3 男 广东省兴宁市 汉族 本科 助理工程师研究方向： 建筑

杨昊成 1997.10.11 男 新疆乌鲁木齐市 汉族 本科 助理工程师 研究方向： 建筑