淤泥質(zhì)黏土條件下PCCP管道的施工技術

徐 松 王新浩 杜 鵬

(山東電力管道工程公司 新泰 271222)

1 概況

《地基基礎規(guī)范》第4.1.12條規(guī)定:天然含水量大于液限，而天然空隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土為淤泥質(zhì)黏土。

大伙房水庫輸水(二期)工程輸水管線建筑及安裝工程第四標段，施工范圍在水田區(qū)域，地面以下1～4m之間形成豐富的上層滯水，地表水與地下水聯(lián)通，水位最小埋深在0.5m左右，溝槽土體為淤泥質(zhì)黏土，流塑狀態(tài)，具有高壓縮性，承載力極低。

2 淤泥質(zhì)黏土對現(xiàn)場施工造成的影響

由于此類地段土壤含水率高、承載力低，給施工運輸帶來一定難度，同時溝槽發(fā)生塌方的可能性極大，給溝槽開挖、吊車作業(yè)和管道安裝等帶來一定難度。

3 PCCP管道施工技術

除按照設計要求，除對此地段進行基礎置換外，還應做好以下幾方面工作。

3.1 施工降排水

a.設置截水墻。在征地邊線兩側挖截水溝，截水溝寬4m、深約3m，根據(jù)現(xiàn)場土壤含水層的情況，對深度進行調(diào)整。截水溝內(nèi)鋪塑料布，塑料布寬10m，形成兩道截水墻。

b.提前降水。對于準備開挖段，提前10～20天在溝槽作業(yè)面外側用挖掘機開挖溝槽坡度1∶1、上口寬7m、底寬1m、深3m的截水槽，每100m設置1臺4英寸水泵提前抽水。溝槽開挖后滲水明顯減少，對溝槽邊坡穩(wěn)定效果較好。

c.施工過程排水。結合該標段地質(zhì)條件，溝底兩側距溝邊20cm各挖一條寬30cm、深30cm排水溝，溝底兩側20m各設一個長2m、寬2m、深2m的集水井，用直徑60cm鋼管(每根長3m)作為井筒，集水井周圍填筑塊石;或者20m單側設1個集水井，挖橫向排水溝，將兩側排水溝貫通，排水溝內(nèi)回填碎石。

3.2 溝槽邊坡開挖控制

對溝槽邊坡開挖的控制，主要采取以下措施:?增加放坡系數(shù)，該工程最大邊坡已到1∶1.2;?單側或雙側錯臺開挖，錯臺寬度在1.5m左右，錯臺位置選擇在粉質(zhì)黏土層與淤泥質(zhì)黏土層的分界面上;?進行邊坡支護，根據(jù)塌方的嚴重程度，可分別采取不同的支護措施(見圖1，圖2)。

圖1 一般塌方段支護——鋼軌樁支護

圖2 嚴重塌方段支護——密集鋼軌樁加橫向支撐

3.3 合理安排工序

在工序安排上，合理安排施工組織，優(yōu)化施工安排，在工序上緊密銜接，做到快速施工，提高施工的效率。對此類地段的施工可采取如下措施:

把整體施工作業(yè)劃分為四個區(qū)域:管道安裝區(qū)、待檢區(qū)、基礎處理區(qū)、土方開挖區(qū)。此四段區(qū)域長度總和在20m左右，各區(qū)域在理想狀態(tài)下，每25min(不應超過0.5h)向前交替推進，縮短溝槽滲水對溝槽開挖、管道安裝的影響，相對減少滲水量，為控制地下水贏得了時間。開挖區(qū)前為預開挖區(qū)，即為保證溝槽成槽的開挖速度與其后的基礎處理、檢驗和管道安裝三工序的推進速度相匹配，必須進行溝槽預開挖。預開挖區(qū)長度在60m左右(結合當日的總安裝長度確定)，深2m。預開挖區(qū)應提前完成，并做好槽內(nèi)排水(采用明排:土方第一層開挖至地表下2m，在第二層表面挖掘寬0.5m、深0.5m的積水溝帶，將地表下2.5m以上深度的地表水充分排出，以減少開挖底層的滲水量)，確保不影響開挖區(qū)的成槽開挖速度。工序劃分銜接見圖3。

圖3 工序劃分銜接簡圖

提前預開挖和預排水是本快速施工法的前提。因為:?如果不進行提前預開挖，則溝槽成槽的開挖土方量大、成槽速度慢，根本不能滿足管道的安裝速度需要，使工序推進速度不能匹配，即不能達到快速施工的目的，因此溝槽預先開挖達到了溝槽成槽的開挖與其后各工序同步推進的目的;?溝槽預先開挖相應深度后，隨即進行成型預開挖溝槽的排水，將地表下2.5m以上深度的地表水充分排出，減少了開挖底層的滲水量，因此溝槽預開挖后的預先排水減小了二次開挖后成品溝槽內(nèi)的水量，達到了減少排水工作量和加快后續(xù)各工序施工速度的目的。

基礎處理要在開挖后邊坡應力沒有釋放完之前(0.5～1h)完成，以減少邊坡塌方的幾率?；A換填后，兩側要形成排水溝并及時排水。管道安裝完畢后溝槽要及時回填。

4 結語

淤泥質(zhì)黏土段PCCP管道施工安全風險、施工難度極大，施工措施不到位，很容易發(fā)生安全、質(zhì)量事故，制約工程進度，增加施工成本。在大伙房水庫輸水(二期)工程實際施工中通過采用控制溝槽邊坡穩(wěn)定性、控制工序銜接的“雙控制”措施，有效解決了此類地質(zhì)段的PCCP管道施工問題。