排水管道非开挖修复预处理技术的研究

【摘要】在进行排水管道非开挖修复的过程中,由于排水管道存在变形、沉陷、渗漏等结构性缺陷,容易引起管道填埋层产生“流沙”现象,甚至进一步坍塌的问题。为能够在排水管道非开挖修复过程中提供安全可靠的操作空间,需对修复排水管道填埋层进行预处理加固。目前,国内对排水管道填埋层的预处理加固技术还未见报道,本文首次提出这一技术并进行研究。针对广东地区的排水管道填埋层采用石屑或砂粒的情况,研究采用渗透注浆方式进行预处理加固。研究主要内容包括注浆材料种类的选择、注浆材料最佳配合比的确定、注浆工艺的研究等。注浆材料需满足渗透性强、可注性好、胶凝时间短、强度合适等特点,通过对初选的几种满足基本条件的材料包括纯水泥浆液、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酰胺以及水泥-水玻璃浆液的基本性能的研究,得出水泥-水玻璃浆液为解决此类工程问题的合适注浆材料。通过对水泥-水玻璃浆液不同水灰比、水玻璃体积率以及不同缓凝剂量的配合比下浆液的胶凝时间t、结石体的抗压强度及抗折强度的变化情况,得出水泥-水玻璃采用水灰比0.8～1.0、水玻璃体积率0.8左右、缓凝剂磷酸氢二钠投入量为2%为最佳配合比。为研究注浆工艺及注浆效果,设计并制作了注浆渗透模型装置,进行模拟渗透注浆试验,得到了在本实验条件下渗透半径r达35cm,以及沿渗透方向的结石体强度呈递减的特点。基于实验数据与工程实际情况,采用大型有限元软件ABAQUS对管道预处理加固形成的围岩进行力学分析。本试验主要应用Mohr-Coulomb塑性模型,建立有限元模型和进行材料参数定义,得出应力云图和位移云图,分析得出围岩模型发生应力集中部位是管道与围岩接触水平横截面的两条交线处,位移发生最大变化的部分位于模型最上层,且应力与位移的数值变化都在安全控制范围之内。
【作者】周利；
【导师】王和平；
【作者基本信息】广东工业大学，市政工程，2014，硕士
【关键词】排水管道；非开挖修复；预处理；注浆；水泥-水玻璃；

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