淺談濕陷性黃土地區(qū)給水管道工程施工技術(shù)

韓宇

（太原供水集團有限公司 山西太原 030009）

濕陷性是黃土的一種特殊性質(zhì)。在我國，黃土和黃土狀土廣泛分布在東北、西北、華北等地區(qū)，濕陷性黃土分布約占黃土分布總面積的60%，大部分在黃河中下游地區(qū)。由于黃土本身所具有的大孔隙結(jié)構(gòu)和所含的易溶鹽等化學成分物質(zhì)，使黃土具有濕陷性。當黃土受水浸濕后，原來的土體力學結(jié)構(gòu)迅速被破壞，同時土體中含有的一些易溶鹽也隨之被溶解，降低了土體的膠結(jié)力，加之濕陷性黃土在形成過程中有一定的孔隙，所以在上部建筑、構(gòu)筑物荷載作用下，壓力強度超過土體的抗壓強度而形成濕陷變形，造成上面的建筑物遭到破壞。因此，在濕陷性黃土地區(qū)進行給水管道施工安裝必須對地基基礎(chǔ)做特殊處理，涉及到濕陷性黃土地區(qū)施工技術(shù)是一個值得研究的問題。本文結(jié)合實際工程對其進行闡述。

1 給水管道及其附屬構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理

濕陷性黃土具有遇水濕陷的特性，為了保證建構(gòu)筑物的安全使用，最可靠的措施是消除工程地基影響范圍內(nèi)黃土濕陷量，使給水管道及附屬構(gòu)筑物坐落在可靠的人工基礎(chǔ)上，提高工程質(zhì)量。在工程實踐中，由于給水管道敷設(shè)距離較長，工程地質(zhì)條件千差萬別，施工機具、填土材料等條件因管線所處地區(qū)不同而有很大差別。因此，需要由設(shè)計人員根據(jù)地質(zhì)詳細勘察報告，對給水管段進行分段分析，包括工程費用、材料、機具等諸多方面。下面介紹幾種消除黃土的濕陷性給水管道地基處理的常用方法：

（1）強夯法。本方法適用于直埋的給水管道施工地基處理。對給水管道底部土層直接夯實平整，使管道緊密地敷設(shè)在密實的基礎(chǔ)上。強夯法地基處理具有施工簡便、速度快、效果顯著、造價低和適用范圍廣等優(yōu)點，對濕陷性黃土加固處理有很好的效果。

（2）灰土墊層法。大部分濕陷性黃土地基處理適用于本方法。在給水管道下方換填夯實一層灰土墊層，灰土墊層是采用消石灰與黏土的體積比2：8或3：7配合而成。一般灰土墊層厚度為300mm，寬度應(yīng)超出管徑每側(cè)200mm，但總寬度不應(yīng)小于600mm。

施工時應(yīng)注意：①材料的選擇。經(jīng)過篩分后石灰粒徑不大于5mm，土粒徑不大于15mm，土料不得采用凍土、腐殖土、有機雜質(zhì)土。②分層回填，分層夯實。300mm厚灰土應(yīng)分兩次夯實碾壓。③控制好灰土的含水率，在實際施工過程中，可采用“手握成團，落地開花”的直觀經(jīng)驗來判斷。④對土層壓實度的要求越高，灰土強度則越大，壓實系數(shù)通常不低于0.95。

灰土墊層的主要作用：①對灰土墊層以下的地基土起到保護作用，并且形成一層穩(wěn)定的防水層。②可消除地基受力土層的濕陷性，減輕地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。③減輕地基土的自重濕陷，即使出現(xiàn)較小面積漏水，也可使地基土的自重濕陷性表現(xiàn)不出來，保證基礎(chǔ)上部構(gòu)筑物的安全。

（3）素土墊層。本方法適用于方便取土地區(qū)地基處理。素土墊層法是指先將基坑以下部分或全部的軟弱土挖去，然后采用素土分層回填、分層夯實。在Ⅰ級非自重濕陷性黃土的施工環(huán)境，給水管徑較小時，常采用素土墊層基礎(chǔ)。一般以粘性土作為素土墊層的土料，而且在回填土料施工時必須在無水干燥的管溝中施工。在夯實土層時，需使土的含水量接近最優(yōu)含水量，回填土應(yīng)分層夯實，多層虛鋪土的厚度可依照灰土墊層的虛鋪厚度執(zhí)行。

（4）混凝土或鋼筋混凝土墊層。本方法適用于對地基基礎(chǔ)要求較高的項目施工。采用此種墊層與灰土墊層的作用是一樣的，但防護性能遠比灰土墊層好很多，同時造價較高。多用于附屬構(gòu)筑物的地基處理，除了灰土墊層外，還要做100mm厚的混凝土墊層。

（5）綜合管廊。將給水管道敷設(shè)在綜合管廊內(nèi)，避免了土壤和地下水對管線的腐蝕，同時增強了給水管道的使用壽命。綜合管廊內(nèi)一般設(shè)有檢修和巡視的空間，便于維護管理人員定期進入綜合管廊對管道進行巡視、檢查和維修管理，確保管廊內(nèi)各管線的穩(wěn)定安全運行。

2 管材的選用與管道防腐

2.1 管材的選用

濕陷性黃土地區(qū)，給水管材的選用要求比普通地區(qū)會較高，通常優(yōu)先選用鋼管、球墨鑄鐵管和PE管材。

2.2 管道防腐

由于濕陷性黃土的土質(zhì)特性，會對直埋的管道有一定的腐蝕作用，為防止管道被腐蝕而導致漏水，應(yīng)對敷設(shè)的管道及管件做好防腐處理。

通常鋼管外防腐做法為采用環(huán)氧煤瀝青防腐層和3PE防腐層（底層為環(huán)氧粉末涂層，中間層為膠粘劑層，外層為聚乙烯層），內(nèi)防腐的作法是內(nèi)噴液體環(huán)氧樹脂。球墨鑄鐵管的外防腐采用瀝青漆防腐，內(nèi)防腐的通用作法是普通硅酸鹽水泥砂漿內(nèi)襯。

3 管道敷設(shè)要求

（1）下管。管道在下管前，需要反復查看管材質(zhì)量及管道內(nèi)雜物必須清除干凈，并且要檢查溝槽深度、寬度以及溝底平整度是否符合設(shè)計要求。下管施工時，必須要保證管道平穩(wěn)下放至溝槽底部，且不得發(fā)生碰撞，以免造成管材的破壞。

（2）排管。目前給水管線管材較多選用球墨鑄鐵管，接口方式為承插接口，一般情況下應(yīng)使承口迎著水流方向，避免接口處漏水；在有坡度地區(qū)鋪管施工，以承口朝上坡方向為宜。

（3）管道安裝。管道安裝時，應(yīng)隨時清掃管道中的雜物，承口內(nèi)及膠圈上的粘接物必須清擦干凈，在插口外表面和橡膠圈上需均勻地刷潤滑劑，管子推入承口深度應(yīng)達到標記環(huán)。管道暫時停止安裝時，兩端應(yīng)臨時封堵，以免建筑垃圾進入管內(nèi)引起堵塞。管道安裝后，試壓前，除接口外，在管道兩側(cè)及管頂以上回填一部分土，以防管道移位和漂管事故發(fā)生。

（4）管道試壓。給水管道試壓是管道施工完成后對質(zhì)量檢驗最重要的措施，其目的是檢驗施工質(zhì)量是否符合驗收規(guī)范，衡量接口、管材及管件質(zhì)量是否達到設(shè)計質(zhì)量要求。試壓管道長度不宜過長，通常不大于1.0km，當超過1.0km時，宜分段試壓。灌水時應(yīng)從下游緩慢灌入管道，在試驗管段的上游管頂及管段中易堆積氣體的凸起點設(shè)置排氣閥，以便將管道內(nèi)的氣體排除，避免造成對管道試壓的影響，而且各類閥門在試壓過程中均要全部處于開啟狀態(tài)。

（5）沖洗消毒。對試壓完成后的新鋪給水管道，在接入市政管網(wǎng)前必須進行沖洗消毒。消毒前，應(yīng)先用流速大于1.0m/s的水流沖洗水管，在管道末端選擇排水點將沖洗水排出，當沖洗到出水口水樣濁度符合要求，即可進行消毒處理。在對管道消毒處理時，應(yīng)使用有效氯離子含量大于20mg/L清潔水浸泡24h后再進行沖洗，直至滿足規(guī)范要求為止。

4 結(jié)語

綜上所述，濕陷性黃土地區(qū)給水管線施工最重要的就是通過地基基礎(chǔ)處理、選用高性能的管材、做好管線內(nèi)外防腐、提高布管質(zhì)量、加強管道接口處理、加強施工過程監(jiān)控等方式，保證給水管線工程交付使用后的管基穩(wěn)定，防止管道漏水，為給水管線工程合理使用年限的全生命周期提供支撐。