限時施工技術在污水井維修加固中的應用

曾昭勇 孔德輔

廣西建工集團第一建筑工程有限責任公司 廣西 南寧 530001

在排水工程施工項目中，污水井施工是其中一項非常重要的施工內容，是保證污水系統正常運行的關鍵[1-2]。城市污水管網工程地下污水管道、污水井發生滲漏，產生孔洞，不僅使得管外砂土流入管內造成淤積，而且滲漏的污水不斷沖蝕掏空著管道周圍包括基礎的土體，進一步加劇了管道的沉陷、偏移、塌陷，并逐漸向外延伸擴展，危及周圍管道與建筑物的安全[3-4]，亟需進行搶修加固。在污水井水流不間斷、周邊土質不良等復雜施工條件下，污水井維修加固施工難度加大，技術水平要求高，其施工質量直接影響到整個污水井及周邊構筑物的安全，因此為了克服項目工期緊、任務重的困難，保證污水井維修加固施工過程的安全，對復雜條件下污水井維修加固施工技術進行研究是很有必要的[5]。

1 工程案例

廣西某污水管網工程的路面突發塌陷，塌陷區域土質為回填土、砂質黏土。塌陷坑洞呈橢圓形，直徑約為4 m，深度約為7 m。經研討分析，認為塌陷的原因為：塌陷點下的污水分流井污水量較大，并且有約2.5 m污水落差，污水井的預制蓋板縫隙滲漏，形成污水滲蝕，掏空井室周邊回填土，土層脫落，同時污水井上方道路的動力荷載作用，加速了污水井周圍土體流失，污水井變形、開裂，從而導致井室蓋板破損，路基失去支撐，而最終導致路面塌陷（圖1）。

圖1 塌陷現場

2 維修加固方案

由于塌陷坑深度為7 m，周邊為道路，坑壁幾乎垂直，需要對坑邊四周放坡開挖卸載及支護，邊坡支護措施采用掛網噴射混凝土支護和基坑拉森鋼板樁支護方案。塌陷坑洞四周放坡開挖卸載并做好支護后，采用長臂挖機對坑底塌落的泥土及瀝青碎塊進行清理，清理完成后進一步探明情況，然后對堵塞的污水分流井井室和排污管道進行疏通清淤，疏通完成后對污水分流井維修加固。

1）為避免污水、地下水對周圍不良土體滲泡，造成土方塌陷，采用掛網噴射混凝土，雙排拉森鋼板樁＋內支撐支護加固，保證土體穩定性，實現復雜條件下快速支護開挖施工。

2）采用4塊厚14 mm鋼板預制加工、焊接成箱體，在鋼板箱體兩壁上定位并切割圓孔，孔徑按進、出污水管的內徑確定。箱體與井座鋼筋網連接成整體，尺寸規格比污水井井壁邊長少40 cm，確保不碰到進、出污水管管口。再按孔徑大小加工2個鋼套筒套入圓孔和污水管。

3）采用整體式維修加固污水井，整體吊裝后即可在井室與箱體之間澆筑C40P6防水混凝土，縮短施工周期。

3 施工過程控制要點

3.1 工藝流程

施工準備→現場半幅車道封閉圍護→測量放線→鋼板樁支護→掛網噴漿→土方開挖→坑底清理→污水井和排污管道疏通清淤→鋼筋籠制作、吊裝→安裝鋼套管→焊接、刷防銹漆→澆筑混凝土→安裝蓋板→土方回填→路面恢復

3.2 施工要點

3.2.1 現場隔離圍護與交通導流

由于維修加固污水井在路面中間，為了避免施工過程中路面塌陷影響安全，保證車輛和行人安全以及污水井施工有足夠的工作面，需隔離圍護塌陷現場，封閉圍護出現險情的區域路段半幅車道，并對相關路口的交通車流進行導流。交通導流采取半幅通行半幅繞行的方式，在交叉路口設置反光導流指示牌和指示箭頭路標，同時設置夜間警示燈和導流錐筒。

3.2.2 基坑支護

根據現場情況，為避免水對周圍環境的滲泡，造成塌陷，必須對污水井四周進行加固。污水井邊坡采用二級放坡＋掛網噴射混凝土支護和拉森鋼板樁支護。污水井西側人行道和東側的部位，采用鋼板樁＋鋼支撐支護方式，支護樁樁深12 m；污水井南北兩側采用二級放坡＋掛網噴射混凝土支護（圖2、圖3）。

圖2 基坑支護現場

3.2.3 土方開挖

污水井南北兩側邊坡開挖土方卸載，開挖分兩級階梯放坡，第1級從污水井邊路面往下挖，深度為3.0 m，放坡系數為1∶1.25，階梯臺寬2.0 m；第2級從3.0 m處至基坑底，深度3.6 m，放坡系數為1∶1.25，該處梯級主要為修整、放緩邊坡。開挖過程中做好每層臨時防水、排水工作，確保坑邊坡原土層的強度和完整性不受到破壞，土方開挖采用退挖的方法，每層開挖深度不得超過1.5 m。

圖3 支護平面示意

第1級階梯土方開挖：采用反鏟挖掘機分段分2層開挖至路面以下3.0 m處，每層土方開挖時，應按1∶1.25的放坡系數放坡，修坡過程中應時刻注意邊坡的穩定。

第2級階梯土方開挖：采用長臂反鏟挖掘機，分段分層開挖修坡至坑底，該階段土方開挖分2層開挖。

1）首先應該在第1級階梯坡底用挖掘機修筑1條寬2.0 m的平臺，該平臺可作為第1級與第2級邊坡的緩沖及人員休息平臺。

2）平臺修筑完后開始第2級邊坡土方開挖，開挖高程－3.0 m處至基坑底的邊坡土方，該處開挖主要為修整、放緩邊坡，放坡系數為1∶1.25。

3）邊坡開挖并支護完成后，采用長臂挖機對坑底塌落的泥土及瀝青碎塊進行清理，注意清理時不要擾動坑底和破壞管井。

3.2.4 掛網噴漿

坑洞南北兩側二級放坡開挖完成后，邊坡坡面掛鋼筋網片＋噴射C15混凝土護壁支護。施工工藝流程為邊坡土方修整→坡面掛設φ8 mm@200 mm鋼筋網片、插入φ16 mm@2 000 m，錨固鋼筋→泄水管設置：沿邊坡設PVC泄水管φ50 mm@2 000mm梅花形布設→邊坡噴厚100 mm的C20混凝土護面。

1）人工修整邊坡完成后進行鋼筋網掛設。先按要求綁扎、固定鋼筋網。面層內鋼筋網片應牢固固定在邊壁上。鋼筋網片可用插入土中的鋼筋固定，但在噴射混凝土時不應出現振動。

3）在鋪設好鋼筋網片后，插入長度為1 500 mm的φ16 mm@2 000 mm鋼筋用于固定鋼筋網片，自坡頂開始梅花形布設，外露長度為坡面混凝土噴射厚度，同時可用于控制混凝土噴射厚度。

3.2.5 污水井及管道疏通清淤

基坑支護完成后，對堵塞的污水井和排污管道進行疏通清淤，從污水分流井開始往下游管道進行疏通清淤，長度50 m，排污管的管徑為1.8 m，中間分別有2個檢查井，從檢查井分別向兩頭疏通清淤。

1）疏通清淤前準備。

①上游污水管道停排1 d，并在上游檢查井采用氣囊封堵管道。停水后，如井、管中尚有余水，則使用大功率抽水機抽排。

②了解污水井管道使用年限、使用情況、堵塞情況、埋入和露出建筑物部分有無損壞等問題。

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③揭開井蓋使用鼓風機進行換氣通風，各檢查井通風30～50 min。下井施工前檢測井內有毒氣體濃度，并進行活體試驗等，符合下井條件后方可下井。

④施工前安排專業人員下井檢查有無暗道，或者異常涌流，以及塌陷危險排水構筑物等威脅施工人員的各項因素，發現情況及時處理。

2）清淤施工。

①降水、排水：使用泥漿泵將檢查井內污水排出至井底淤泥。

②稀釋淤泥：高壓水車向井室內灌水，使用疏通器攪拌檢查井和污水管道內的污泥，使淤泥稀釋。

③吸污：用高壓吸污車將管道內的淤泥、小粒徑碎石通過吸污管抽吸干凈，2個檢查井井底剩余的少量淤泥可通過在井室內用高壓水槍進行沖擊，再一次進行稀釋、抽吸干凈。

④高壓清洗車疏通：使用高壓清洗車進行管道疏通，將高壓清洗車水帶伸入上游檢查井底部，把噴水口向著管道流水方向對準管道進行噴水，污水管道下游檢查井繼續對室內淤泥進行吸污。

⑤通風：施工人員進入檢查井前，井室內必須使用鼓風機進行換氣通風，檢查井室內空氣循環的效果，測量井室內氧氣的含量，施工人員進入井內必需佩戴安全帶、防毒面具及氧氣罐。

⑥清淤：不間斷通風，清理好檢查井，用高壓疏通車對管道進行沖洗，再用竹片或穿線器將2個檢查井連通，然后將繩系在竹片或穿線器的一端，將繩帶至另一檢查井，在繩的一頭系上托泥板，托泥板的另一邊也系1根長繩（大于2個檢查井間的距離），托泥板先用小的，然后再一步一步用大的把管道內淤泥拖出、外運。

3）污水井井室蓋板清理。

①采用吊車將蓋板上的預制檢查井井筒分節吊走，按要求放到基坑外。

②井筒吊走后，采用長臂挖機對井室蓋板上的塌方土及瀝青碎塊進行清理，清理過程中需避免碰觸蓋板，避免造成二次損壞。

③如機械無法清理干凈，最后剩余少量余土和雜物，可采用人工清理。

3.2.6 污水分流井修復加固

清淤完成之后，根據現場實際情況，對污水分流井進行修復。主要是對井蓋板進行更換，并且對井室進行重新加固。

1）井室修復加固。

①將原污水井井室蓋板打開，采用4塊厚14 mm鋼板加工、焊接成箱體（長3.5 m×寬2.2 m×高5.0 m），尺寸規格比污水井井壁四邊最少小40 cm，以可以吊裝入水井內而不碰到進、出污水管管口為準。按照進出污水管的位置，在鋼板箱體兩壁上定位并切割圓孔，孔徑按進、出污水管的內徑確定。再按孔徑大小加2個壁厚12 mm的鋼套筒，直徑和長度以能套入圓孔和污水管內50 cm為準。預制內村箱體如圖4所示。

圖4 預制內襯箱體

②箱體加工后，采用50 t履帶吊吊裝進入井內，井室與箱體的位置以對角線重合為準。將預制的鋼套筒與上、下游管口及箱體連接，并做好防腐處理，再進行混凝土包管施工。

③井室與箱體之間設置豎向鋼筋網片，固定好后，井室與箱體之間澆筑C40P6防水混凝土。井室平面、立面如圖5、圖6所示。

圖5 井室平面圖示意

圖6 井室剖面圖示意

2）防腐處理。防腐層施工前，先將基層表面上的灰皮用鏟刀鏟掉，用掃帚將塵土、砂粒等雜物清掃干凈。如有油污時，應用鋼絲刷和砂紙刷掉。基層表面平整，凹陷處要用水泥膩子填平。防腐層施工（環氧瀝青涂層厚度為1 mm，可分成2遍進行施工），第1層涂刷將已攪拌好的環氧瀝青涂料用塑料或橡膠刮板均勻涂刮在已涂好底膠的基層表面上，厚度約為0.3 mm，要均勻一致，操作時從內向外退著操作。第2層涂刷涂膜固化到不黏手時，按第1層材料施工方法，進行第2道防腐施工。為使涂膜厚度均勻，刮涂方向必須與第1層刮涂方向垂直，刮涂量比第1層略少，厚度以約0.4 mm為宜。要求滿涂，厚度均勻一致，封閉嚴密，厚度達到防腐要求，無起鼓、開裂、翹邊等缺陷。

3）污水井周圍回填。井周寬50 cm范圍內的回填材料，均應采用無砂大孔混合料或低強度等級的混凝土，并需振搗密實。內襯鋼板應在使用前采用防腐瀝青漆進行防腐處理。污水井混凝土的強度應達到設計規定的強度后方允許回填。

4）蓋板更換。采用預制鋼筋混凝土蓋板對原污水井的蓋板進行更換，材料規格尺寸按設計圖紙定制。檢查井蓋板吊裝完成后，施工上游管段管頂加強混凝土蓋板并按要求回填。

3.2.7 道路瀝青混凝土面層恢復施工

水穩層應養護3 d后方可進行瀝青混凝土面層施工。按照工程原道路路面恢復道路瀝青混凝土面層，瀝青混凝土面層為3層結構，下層為厚8 cm粗粒式瀝青混凝土層，中層為厚6 cm中粒式瀝青混凝土層，上層為厚4 cm細粒式瀝青混凝土層。

4 結語

限時施工技術在污水井維修加固中的應用對提升工程的質量和施工效率有著非常重要的實際意義。通過工程實踐，對施工中問題的處理，在復雜條件下污水井維修加固施工過程中引入限時施工技術，提高施工效率，通過采用整體式維修加固污水井，加固后效果良好，不僅恢復了污水系統的正常排污功能，而且加固了污水井、管道，確保了路面運行狀況良好，具有較高的應用推廣價值。