大口徑混凝土污水管穿越復(fù)雜地形地質(zhì)處理及工藝改進(jìn)

王 慧 ，朱步祥，朱步綱

（1.臨沂市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 臨沂 276000；2.臨沂市河?xùn)|區(qū)水務(wù)局，山東 臨沂 276034）

1 工程基本情況

臨沂市河?xùn)|區(qū)位于魯南地區(qū)，臨沂市區(qū)東部，屬平原地帶，地形相對(duì)平緩，規(guī)劃城市污水管網(wǎng)實(shí)行雨污分流，近年來在城市建成區(qū)和新建區(qū)，先后鋪設(shè)了Φ400mm～Φ1500mm之間不同管徑的鋼筋混凝土污水管道總長(zhǎng)40余公里。其中沿河底布設(shè)的大口徑主管道，設(shè)計(jì)直徑為Φ1200mm、Φ1500mm兩種規(guī)格，管道埋深在5m～7m，沿線地質(zhì)情況為：地表覆蓋層2m～3m的壤土，以下3m～5m流沙層，局部地段有巖石突起，管道穿越鐵路、公路橋涵，鄰近樓房地段開挖，在整個(gè)施工過程中，由于受地形、地質(zhì)條件限制，為保障交通和建筑物安全，且有利于今后的管理，施工中遇到了嚴(yán)重塌方和地下滲水問題，通過采取不同的設(shè)計(jì)和施工方案解決，從而保證了施工工期和質(zhì)量。

2 管道穿越復(fù)雜地形與地質(zhì)處理方案

2.1 穿越鐵路與公路路基及橋涵的處理

由于受地形條件限制，部分污水主管道沿河道布設(shè)，其中2處穿越鐵路路基、3處穿越鐵路橋涵、4處穿越公路及橋涵。考慮對(duì)路基安全及交通的影響，在穿越鐵路、公路路基和橋下，均采取了非開挖頂管施工方案。由于管道埋深大，地下水豐富，鋼筋混凝土工作井和接收井均采取了沉井施工方案。為較好的控制地下水位，在工作井外圍布設(shè)井管，實(shí)施井點(diǎn)抽排降水；2處鐵路橋下穿越時(shí)，因交叉角度較小管道靠近墩基較近，管底高程低于橋墩基礎(chǔ)，不能按常規(guī)開挖施工，經(jīng)過與鐵路設(shè)計(jì)單位研究，采取了在橋墩外側(cè)先做混凝土旋噴樁支護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行開挖施工；另一處橋下由于鐵路上下行線對(duì)安全的要求很高，采取了旋噴樁支護(hù)后中間頂進(jìn)預(yù)制鋼筋混凝土U形保護(hù)槽方案，以上技術(shù)措施較好的解決了管道經(jīng)鐵路下穿越不安全的問題。

2.2 鄰近建筑物開挖支護(hù)和降水方案

沿線許多地段受場(chǎng)地和拆遷的限制，管道距離樓房、橋墩或道路較近，正常開挖不能保證建筑和施工的。對(duì)鄰近樓房地段，采取了沿建筑物外側(cè)（1.5m）平行布設(shè)一定的簡(jiǎn)易降水井，提前抽排降低地下水位，并在開挖面邊沿打入鋼管樁（Φ15cm）形成連續(xù)墻，然后進(jìn)行開挖施工；在鄰近鐵路橋墩處，實(shí)施了鋼筋混凝土灌注樁（Φ30cm）形成了連續(xù)墻，頂端設(shè)連續(xù)梁加固的支護(hù)措施；部分埋設(shè)深度（3m～4m）相對(duì)較淺的流沙和塌方地段，采取在基礎(chǔ)外圍（間隔 50cm）打入槽鋼（深入基礎(chǔ)下大于80cm）形成的支撐樁，外側(cè)打入鋼板 （厚1cm，布設(shè)一定的排水孔）形成整體支護(hù)，減少了開挖寬度，解決了施工空間不足的問題，取得了較好的效果。

2.3 沿河底布設(shè)管道檢查井的處理

本工程有4km主管道受地形條件限制，經(jīng)多方案比較，選擇在河道內(nèi)布設(shè)，管頂距河底2m～4m。由于管道沿線需要設(shè)置必要的檢查井和連接井，為不影響排水，采取了設(shè)置封閉的暗井并外引一定數(shù)量河岸檢查井，從而較好的解決了河道排水和今后的管理問題。其中外引檢查井設(shè)計(jì)方式為，河道內(nèi)主管道檢查井設(shè)計(jì)為封閉的暗井，在一側(cè)增設(shè)同規(guī)格的連接管道，引至河道堤防外圍設(shè)檢查明井，滿足管道檢查和以后沉淀物抽排。

3 施工工藝的改進(jìn)

3.1 基槽施工采取分段開挖梯級(jí)降水

因主管道布設(shè)在河內(nèi)，平均埋深在河底下2m～3m，開挖面均處于流砂層，地下水十分豐富，做好降水是關(guān)鍵。施工中采取了上游填筑圍堰提前導(dǎo)流，施工段按照分段開挖梯級(jí)降水的方案。即在開挖面上游50m～100m處布設(shè)抽水機(jī)械，提前截排河道滲流水，保持河底施工無水作業(yè)，然后安排第一臺(tái)挖掘機(jī)(挖深1.5m～2.5m)開挖上層土方，當(dāng)形成一定長(zhǎng)度的工作面后，安排第二梯級(jí)的挖掘機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高程開挖管道基槽，為有效控制基槽水位，在設(shè)計(jì)底高程下基槽兩側(cè)布設(shè)了0.3m×0.3m的縱向排水溝，間隔30m設(shè)集中排水點(diǎn)，進(jìn)行第二梯級(jí)排水。當(dāng)形成一定的工作面后平整基礎(chǔ)，進(jìn)行管道基礎(chǔ)混凝土澆筑。從而保證了整個(gè)施工段連續(xù)施工無水作業(yè)有序進(jìn)行，施工質(zhì)量進(jìn)度得到保證。

3.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土檢查井改為兩階段施工工藝

設(shè)計(jì)管道檢查井均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于河道內(nèi)施工受地下水和工期所限，為加快進(jìn)度保證質(zhì)量，采取了提前預(yù)制鋼筋混凝土井底盤的兩階段施工工藝。首先根據(jù)設(shè)計(jì)配筋提前預(yù)制檢查井底座，周邊預(yù)留15cm高邊墻一同制作。在基礎(chǔ)施工階段，提前吊裝就位，然后安裝管道，上部邊墻澆注后續(xù)施工，大大加快了進(jìn)度，保證了管道安裝和二階段檢查井澆注的協(xié)調(diào)施工，工程后期閉水試驗(yàn)結(jié)果均滿足工程要求（見圖1，圖 2）。

3.3 管道安裝工藝改進(jìn)

本工程所用管道為預(yù)應(yīng)力（三階段）鋼筋混凝土Ⅱ級(jí)管，單根長(zhǎng)度 5m，重量約 2t～3t，為橡膠圈承插口連接，管道安裝施工難度較大。初期采用25t長(zhǎng)臂吊車吊裝，然后由人工借助手拉葫蘆相鄰兩節(jié)管道捆綁牽拉就位，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能連續(xù)作業(yè)，進(jìn)度受影響，同時(shí)吊車等待租賃費(fèi)用也較大。經(jīng)過摸索，充分利用大型吊車附屬吊鉤的作用，用主索吊裝混凝土管道安裝到位后，放下附索，輕輕牽拉用鋼絲繩連接的相鄰管道，能夠快速準(zhǔn)確的完成橡膠承插口的對(duì)接，施工進(jìn)度加快，安裝質(zhì)量得到保障（見圖3）。

總之對(duì)于大口徑深埋鋼筋混凝土污水管道施工，由于所選線路多數(shù)經(jīng)過建成區(qū)，遇到各種復(fù)雜的地形地質(zhì)時(shí)帶來的施工難度很大，加之工期要求緊，本文就幾年來河?xùn)|區(qū)實(shí)施水務(wù)一體化管理，規(guī)劃建設(shè)的污水管道施工中才采取的不同技術(shù)方案和施工工藝，較好的解決了污水管道穿越和施工的難題，工程順利完成，建成后運(yùn)行效果良好。

[1]北京市市政工程局.市政工程施工手冊(cè)[M].專業(yè)施工技術(shù)，[Z]，2003.