張 帥

(中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，天津 300000)

0 引言

市政污水管道工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成內(nèi)容，是提高人們生活環(huán)境，避免亂排亂放的主要民生工程。隨著污水管道工程建設(shè)逐漸增多，施工技術(shù)和施工工藝不斷成熟，但也出現(xiàn)了管道連接不緊密、路面沉降、支護(hù)不規(guī)范等一系列的質(zhì)量和安全問(wèn)題。本文對(duì)污水管道施工過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行了探討和改進(jìn)，為實(shí)際工程提供參考。

1 溝槽開挖

溝槽開挖是管道施工一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，其細(xì)節(jié)性不容忽視。溝槽開挖的形式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、土質(zhì)和地下水位等因素確定，如表1所示。溝槽開挖斷面應(yīng)符合施工方案的要求，并且槽底應(yīng)有足夠的工作面。為確保原狀地基土不被擾動(dòng)，一般采用機(jī)械開挖至槽底標(biāo)高以上200 mm～300 mm，然后由人工開挖至設(shè)計(jì)高程，整平，且應(yīng)嚴(yán)格控制開挖的進(jìn)度，防止晾槽時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，降低溝槽安全系數(shù)。應(yīng)嚴(yán)格控制溝槽上兩側(cè)靜載和動(dòng)載對(duì)溝槽的影響，如堆土高度和機(jī)械振動(dòng)。為保證管道出現(xiàn)不均勻沉降，溝槽地基承載力應(yīng)滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，當(dāng)出現(xiàn)軟弱地基、槽底局部擾動(dòng)或受水浸泡時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用天然級(jí)配砂礫石、石灰土或三合土換填。

表1 溝槽形式

2 溝槽支護(hù)

管道工程一般集中在城市中心，溝槽的開挖會(huì)引起開挖地區(qū)土體的應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生變化，給周邊道路、建筑及人們出行帶來(lái)很大影響，并且在開挖過(guò)程中可能會(huì)遇到不同的土質(zhì)，因此，邊坡的穩(wěn)定性顯得尤為重要。溝槽支護(hù)形式的合理性是提高安全系數(shù)的重要保障，常見(jiàn)的溝槽支護(hù)形式主要有:鋼木支護(hù)、混凝土灌注樁支護(hù)、土釘墻支護(hù)、鋼板樁支護(hù)等。

施工現(xiàn)場(chǎng)有足夠的場(chǎng)地，地質(zhì)條件較好，開挖較淺且地下水位較深時(shí)，可以無(wú)支護(hù)放坡開挖，開挖深度一般小于3 m，坡度可采用1∶0.5～1∶1.25。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有足夠場(chǎng)地時(shí)，可以采用鋼木支護(hù)，如圖1，圖2所示。

土釘墻支護(hù)體系是由被加固的原位土體、土釘錨固體和坡面上噴射混凝土面板組成，如圖3所示。土釘墻支護(hù)適用于周邊沒(méi)有地下障礙物，地下水位較深，土質(zhì)以粘性土、砂土、碎石土為主。溝槽深度可達(dá)5 m～8 m。

圖1 無(wú)支護(hù)放坡

圖2 鋼木支護(hù)

圖3 土釘墻支護(hù)

鋼板樁支護(hù)是目前市政管線施工中最常用的支護(hù)方式，主要分為型鋼支護(hù)和拉森鋼板樁支護(hù)。由型鋼或拉森樁、圍檁、橫撐組成。鋼板樁支護(hù)符合先支后挖的原則，可根據(jù)溝槽深度設(shè)置一道或多道橫撐，具有較強(qiáng)的安全性能。對(duì)于土質(zhì)較差，施工場(chǎng)地狹小或周邊環(huán)境復(fù)雜等情況鋼板樁是一種理想的支護(hù)形式，如圖4所示。其缺點(diǎn)是支撐工作量大、對(duì)土體的擾動(dòng)較大，尤其是拔出時(shí)對(duì)回填土的壓實(shí)度有較大影響。目前常用的主要是型鋼支護(hù)和工字鋼支護(hù)，其布置形式主要有全順支護(hù)、全丁支護(hù)、一順一丁支護(hù)，如圖5～圖7所示。全順支護(hù)對(duì)工字鋼的用量較少，同時(shí)縮短了打樁時(shí)間，但是這種方式導(dǎo)致工字鋼弱軸受彎，發(fā)揮不出工字鋼良好抗彎性能的特點(diǎn)。全丁支護(hù)雖然具有較強(qiáng)的支護(hù)強(qiáng)度，但是施工并不方便，一順一丁支護(hù)集合了前兩種支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用。相比于工字鋼支護(hù)，拉森鋼板樁為互扣式，樁與樁之間連接緊密，具有較好的止水性能。

圖4 拉森鋼板樁支護(hù)

圖5 全順支護(hù)

圖6 全丁支護(hù)

圖7 一順一丁支護(hù)

3 管道敷設(shè)

隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的市政管道工程中采用材質(zhì)較好的HDPE，UPVC等塑料管道［1］。HDPE—聚乙烯塑料纏繞結(jié)構(gòu)壁管具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)具有足夠的環(huán)剛度以抵抗土壤荷載，且聚乙烯具有極強(qiáng)的耐腐蝕的能力;

2)管道內(nèi)壁光滑，相比混凝土管，流動(dòng)阻力較小，沉淀物不易在管內(nèi)積聚;

3)具有柔性，允許一定的變形率，且連接方便、快捷，密封性好;

4)質(zhì)量輕，接頭少，無(wú)需機(jī)械吊裝即可進(jìn)行管道安裝;

5)使用壽命長(zhǎng)，埋地壽命可達(dá)50年以上。

管道基礎(chǔ)的好壞是管道沉降變形的重要保障。當(dāng)土質(zhì)較好時(shí)，管底應(yīng)鋪設(shè)一層20 cm厚中粗砂墊層，當(dāng)在軟弱地基上時(shí)，宜先鋪一層厚度不小于150 mm的砂礫，其表面再鋪厚度不小于50 mm的中粗砂墊層。

管道連接方式有承插式柔性連接、套筒連接、法蘭連接、卡箍連接、電容連接、熱熔連接等，連接所用的配套管件必須由管節(jié)生產(chǎn)廠家配套供應(yīng)，電容連接、熱熔連接、套筒連接、法蘭連接、卡箍連接應(yīng)在當(dāng)日溫度較低時(shí)進(jìn)行。

管道施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制管道變形率、軸線位置、管道與檢查井連接等問(wèn)題。施工過(guò)程中一般通過(guò)控制好回填質(zhì)量和壓實(shí)度實(shí)現(xiàn)管土共同作用減少管道的變形率，尤其是管道兩側(cè)的壓實(shí)度不小于95%，通過(guò)管道兩側(cè)夯實(shí)過(guò)程中管道出現(xiàn)的豎向反向變形，來(lái)抵消管道上部的部分荷載。對(duì)于HDPE結(jié)構(gòu)壁管，一般增加環(huán)剛度來(lái)控制管道變形率，埋深小于4 m時(shí)，環(huán)剛度不小于8 kN/m2，埋深不小于4 m時(shí)，環(huán)剛度不小于12.5 kN/m2。管道變形率的檢測(cè)可采用圓度板管內(nèi)拖拉法進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)管道質(zhì)量較輕時(shí)，如果回填不對(duì)稱進(jìn)行，很容易使管道產(chǎn)生軸線偏移。因此，在回填時(shí)，應(yīng)先在管道上部用裝滿砂的編織袋壓實(shí)，同時(shí)管道兩側(cè)腋角應(yīng)壓實(shí)，并且分層對(duì)稱回填。管道與檢查井的連接直接關(guān)系到管道系統(tǒng)的密閉性，因此，采用與塑料管道相對(duì)應(yīng)材質(zhì)的塑料檢查井［2］將是一個(gè)有效的方法。

4 溝槽回填

溝槽回填是市政工程施工中重要的一環(huán)，應(yīng)在密閉性試驗(yàn)合格后及時(shí)進(jìn)行。土方回填時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

1)回填土中不得含有淤泥、垃圾、腐殖土等軟弱材料，保證壓實(shí)質(zhì)量;

2)溝槽內(nèi)不得有磚、石等雜物，槽內(nèi)不得存有積水，雨天時(shí)，應(yīng)將土方及溝槽苫蓋好;

3)管道腋角應(yīng)采用中粗砂壓實(shí)，防止出現(xiàn)空洞，管道兩側(cè)應(yīng)同時(shí)夯實(shí)，高差不得超過(guò)30 cm，防止管道出現(xiàn)位移;

4)管道半徑以下回填時(shí)應(yīng)采取防止管道上浮、位移措施;

5)從管底基礎(chǔ)開始到管頂以上500 mm范圍內(nèi)，必須采用人工夯實(shí)，且回填土的虛鋪厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)具按規(guī)定選取;

6)井室周圍回填應(yīng)沿井室中心線對(duì)稱進(jìn)行，路面范圍內(nèi)的井室周圍應(yīng)采用石灰土、砂、砂礫等材料回填，且回填寬度不小于40 cm。

5 結(jié)語(yǔ)

管道施工雖然理論上較為簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作中若施工不規(guī)范，管理不嚴(yán)格，將會(huì)為以后埋下嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，且不能保證管道使用的長(zhǎng)久性。為使管道施工更快捷、方便，也需要我們?cè)趯?shí)際工程中不斷摸索新的方法、新的技術(shù)。