論高水位地區對管道施工中工程量的影響

胡向紅，李 奇

（中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司，河北任丘 062550）

論高水位地區對管道施工中工程量的影響

胡向紅，李 奇

（中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司，河北任丘 062550）

介紹了地下水對管道工程施工中工程量的影響及在管道施工中常用的處理地下水的方法。

管道施工；地下水；影響

隨著我國經濟的不斷快速發展，長輸管道建設突飛猛進，管道經過的水網地段越來越多，尤其是以下高水位地區的管道穿越。地下水對管道工程的影響雖不及對建筑地基工程的影響大，但也是一個不容忽視的問題。高地下水位對管道工程的影響主要在以下三個方面。

1 管道敷設管溝的開挖成型及工程量

對管溝的開挖成型及工程量的影響。管道工程中最大的一項土木工程就是管溝開挖，管溝開挖深度一般在2～2.5m，多地區地下水位可能不會達到如此高度，但是在沿海地區、低洼地段及我國江南等地區地下水位可能都位于2m以上，甚至某些地區的地下水位由于季節性變化或者地域的影響會達到0～0.5m的高度，而此時的高地下水位會對管溝的開挖及成型造成非常不利的影響，甚至對管道工程的施工工藝也會造成與一般方法截然不同的影響。當地下水位很高時如果不采取措施，管溝開挖時由于水多會造溝壁不斷塌陷，大量泥沙不斷填塞到溝底，不僅造成管溝難以成型還會造成重復開挖增大挖方量，同事為保證挖深管溝上口開也會相對增大，最終造成施工作業帶寬度增大。例如：在永唐秦管道工程在天津段施工時由于局部地區地下水位較高，作業帶土壤經過碾壓后難以承受沉重的吊管機通行，最后不得不改變常規的施工方案采用沉管施工法，并且造成管溝上開口、土方量、作業帶寬度等較其他段都相對增大，并且由于泥沙的不斷塌陷也增加了較多的重復清溝量。比如地下水位較深段（水位2m以下），管溝上開口實際開挖2～4m（粘土、粉土段）、作業帶寬度18m（施工圖設計寬度）足以，而高地下水位段管溝上開口達到了5～7m，作業帶寬度達到了25m，土方開挖量及其他處理措施也增大較多。

2 管道下溝就位及回填工程量

對管道下溝就位及回填的影響。管道施工圖設計中規定：管道下溝前應清除溝中塌入的泥土、積水。管道下溝前清除溝內泥土、積水的原因是擔心溝內積存的泥、水將管道抬起上浮，造成管溝挖深滿足設計要求而管道埋深不足。管溝內泥、水積存的最大原因就是地下水的影響。

說明書中規定：嚴禁采用“二次回填”（即先松散回填，自重下沉后再進行二次補填）的方式，如此規定很大原因就是擔心雖管道下溝前溝內積水已除凈，若先采用松散回填，在高地下水位區松散回填后地下水會慢慢滲入松散土縫隙，導致已回填松散土層形成泥水混合層，最終導致管道懸浮在松散泥水混合層，若檢查不仔細就進行二次回填最終導致管道埋深不足，即便是檢查出地下水滲入管道懸浮也很難在進行補救，只有重新將管道挖開，增加不必要工程量。所以地下水對管道的下溝回填也有很大影響。

3 頂管穿越造成的工程量

地下水對頂管穿越的施工工藝、頂管機具選擇、施工工程量等也有著很大的影響。地下水對操作坑的影響：頂管穿越深度一般都位于地面4m以下，在地下水位較深區在土質條件允許條件下，頂管操作坑甚至不用做任何支護及處理措施，僅需做好后背墻便可滿足施工要求。

而在高地下水位區，操作坑開挖前不僅需要提前進行降水處理，還要對操作坑四壁及坑底進行護壁及處理，并且在頂進過程中要時刻注意整個操作坑及坑壁的變化。

地下水對頂管施工工藝及機具的影響，在低水位區頂管穿越采用普通人工掏土（土質允許）式便可順利完成穿越，而在土質條件相同的高水位區人工掏土式頂管則難以實施，以為人工掏土頂管前端是完全開放的無法阻擋地下水壓及泥沙，若土質不是很理想很可能導致道路塌方，或者導致頂管失敗。列如在永唐秦管道工程中津圍路頂管穿越，開始使用人工式頂管，在頂進4根套管后由于地下水較豐富再加之土質條件不是太好，套管前端粉土質土壤在地下水壓作用下不斷涌出，導致套管前端被逐步掏空，是套管頭下沉甚至導致路面出現裂縫，最后不得不將已頂進套管回填廢棄，終而采用相對較昂貴的泥水平衡頂管。

地下水對頂管工程量影響主要表現在，操作坑開挖時的降水措施、護壁措施及發送溝開挖。高水位區較低水位區工程量要大很多。

另外地下水還會造成很多頂管中的事故及失敗，例如在永唐秦管道工程中G103國道頂管施工過程中，由于頂管深度較深，由于承壓水作用致使操作坑底部出現涌沙現象，進而導致操作坑一側出現較大沉降最后不得不中止施工，進行過濾處理。還有一次是頂管機頭與首節套管接縫處出現涌沙現象，導致機頭與首節套管接縫處偏差，最終不得不中止施工。

地下水在工程中是誰也不想遇到的，但有時也是不可避免的，而如何處理地下水創造盡量好的施工條件才是最根本的解決辦法。處理地下水的主要措施有：降水、隔離、冷凍。在管道工程中前兩者是最常用的。在一般段管溝開挖中降水是最常用的處理措施，降水的形式主要有，明排降水、井點降水。頂管穿越的降水方式主要是井點降水及采用止水隔離墻。根據不同地質條件、不同地下水高度選擇不同的處理措施對施工有很大影響，對工程量大小也有著很大的影響。

所以，地下水不只是對建筑工程影響較大，對管道工程也有很大影響。如何做好受高地下水位影響的地基的軟化及有害離子的腐蝕，是我們管道工程在以后設計過程中的重點之處，應對地下水給予重視，全面考慮地下水對工程量、施工工藝及其他方面的不利影響，做好處理對策。

［1］ 嚴紅江.淺談管道工程施工作業帶在水網地區的加固技術［J］.科技致富向導，2015，（12）：74.

［2］ 謝協文，張國華.基于排水管道施工的市政道路工程地下水位處理研究［J］.商品與質量：房地產研究，2014，（2）：453.

Influence of High Water Level Area on Engineering Quantity in Pipeline Construction

Hu Xiang-hong，Li Qi

The infl uence of groundwater on engineering quantity in pipeline construction and the method of treating groundwater commonly used in pipeline construction

pipeline construction；groundwater；infl uence

U453.61

B

1003-6490（2016）07-0019-01

2016-06-30

胡向紅（1971—），女，河北任丘人，助理工程師，主要從事油氣儲運管道設計工作。