大口徑混凝土污水管穿越復雜地形地質處理及工藝改進

【摘? 要】大口徑的鋼筋混凝土污水管是要穿越公路和鐵路的橋梁，附近的建筑物挖開施工的支護，出現深埋之后會出現嚴重的流砂層的地質狀況和復雜地形，應該對此采用不一樣的設計方案，對施工規劃和工藝安裝問題進行解決。臨沂市河東區的污水處理廠主要管道沿河布設，工期較短，在其管道設計中及施工的方面采用較為特殊的方案和工藝措施，可以獲得更好的效果。

【關鍵詞】混凝土污水管;復雜地形地質;設計施工方案

引言

這些年來，由于我國的進步，該類型項目的全面施工建設工程也變得越來越多。穿越復雜地形地質處理和工藝的改進有沒有符合其要求，是決定性一步。本文章對工程的方案和工藝的改進實行全面分析，為其工程的處理提供更多的參考措施。

1.工程基本情況

臨沂市河東區位于魯南地區，臨沂市區東部，屬平原地帶，地形相對平緩，規劃城市污水管網實行雨污分流，近年來在城市建成區和新建區，先后鋪設了φ400mm～φ1500mm之間不同管徑的鋼筋混凝土污水管道總長40余公里。其中沿河底布設的大口徑主管道，設計直徑為φ100mm、中1500mm兩種規格，管道埋深在5m-7m，沿線地質情況為：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，在整個施工過程中，由于受地形、地質條件限制，為保障交通和建筑物安全，且有利于今后的管理，施工中遇到了嚴重塌方和地下滲水問題，通過采取不同的設計和施工方案解決，從而保證了施工工期和質量。

2.工程地質情況

斷面勘探深度內各工程地質層特征綜述如下：一是層素填士，灰黃色、可塑、稍濕巖性主要成份為粉質粘士，含少量礫石。主要分布于北膠新河河堤上部。層厚1.40m，層底標高9.82m，層底埋深1.40m。二是層粉質粘土：灰黃，褐紅色，可塑硬塑，稍有光滑，搖振反應無，干強度及韌性中等，含鐵錳質結核及鈣質結核.鐵錳質結核粒徑10-40mm，鈣質結核粒徑5-60mm，含量約5%～10%，局部富集表層多為耕植土。該層全區分布。層厚2.20-4.80m，層底標高4.51-8.78m，層底埋深2.20-4.80m。三是層全強風化泥質砂巖。棕紅色夾淺灰色，原巖結構基本破壞，巖芯呈砂土狀，夾少量原巖碎塊，手扳易碎。層厚1.90-6.70m，層底標高0.70- 4.66m，層底埋深4.10-9.70m。四是層中等風化凝灰巖。找灰色，紫灰色，凝灰質結構，塊狀構造，裂際較發育，裂隙充填物為粘土，巖芯呈柱狀，節長一般10-30cm， 最長可達200-320em。該層未揭穿，揭露厚度2.30-13.20，層頂標高2.26--18.78m。巖石單軸抗壓強度最高為39Mpa。穿越經過的地層主要是素填土.粉質粘士.全-強風化泥質砂巖中等鳳化泥質砂巖。

3.管道穿越復雜地形與地質處理方案

3.1穿越鐵路與公路路基及橋涵的處理

由于受地區地形條件的限制，大部分的污水主管道沿河道布設，其中2處會穿越鐵路路基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，在工作井外圍布設井管，實施井點抽排降水;2處鐵路橋下穿越時，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，不能按常規開挖施工，經過與鐵路設計單位研究，采取了在橋墩外側先做混凝土旋噴樁支護，達到設計強度后，再進行開挖施工;另一處橋下由于鐵路上下行線對安全的要求很高，采取了旋噴樁支護后中間頂進預制鋼筋混凝土U形保護槽方案，以上技術措施較好的解決了管道經鐵路下穿越不安全的問題。

3.2鄰近建筑物開挖支護和降水方案

沿線許多地段受場地和拆遷的限制，管道距離居住樓房、 橋墩或道路比較近，正常開挖沒辦法保證建筑施工和人員的安全性。對與鄰近的樓房地段，采取了沿建筑物外側（1.5m）平行布設一定的簡易降水井，提前抽排降低地下水位，并在開挖面邊沿打人鋼管樁（φ15cm）形成連續墻，然后有效進行開挖施工;在鄰近鐵路橋墩處，實施了鋼筋混凝土灌注樁（φ30cm）形成了連續墻，頂端設連續梁加固的支護措施;部分埋設深度（3m～4m）相對較淺的流沙和塌方地段，采取在基礎外圍（間隔50em）打人槽鋼（深人基礎下大于80em）形成的支撐樁，外側打入鋼板（厚lem，布設一定的排水孔）形成整體支護，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。

3.3沿河底布設管道檢查井的處理

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

4.施工工藝的改進

4.1基槽施工采取分段開挖梯級降水

因為主管道布設在河內，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，做好降水工作是關鍵任務。施工過程中采取了上游填筑圍堰提前導流，施工段按照分段開挖梯級降水的方案。就是在開挖面上游50m-100m處布設抽水機械，提前截排河道滲流水，保持河底施工處于無水作業狀態，然后安排第一臺挖掘機（挖深1.5m-2.5m）開挖上層土方，當形成一定長度的工作面后，安排第二梯級的挖掘機根據設計基礎高程開挖管道基槽，為有效控制基槽水位，在設計底高程下基槽兩側布設了0.3mx0. 3m的縱向排水溝，間隔30m設集中排水點，進行第二梯級排水。當形成一定的工作面后平整基礎，進行管道基礎混凝土澆筑。從而保證了整個施工段連續施工無水作業有序進行，施工質量進度得到保證。

4.2現澆鋼筋混凝土檢查井改為兩階段施工工藝

設計管道檢查井均為現澆鋼筋混凝土結構，由于河道內施工受地下水和工期所限，為加快進度保證質量，采取了提前預制鋼筋混凝土井底盤的兩階段施工工藝。首先根據設計配筋提前預制檢查井底座，周邊預留1Sem高邊墻一同制作。在基礎施工階段，提前吊裝就位，然后安裝管道，上部邊墻澆往后續施工，大大加快了進度，保證了管道安裝和二階段檢查井澆注的協調施工，工程后期閉水試驗結果均滿足工程要求

4.3管遒安裝工藝改進

本工程所用管道為預應力（三階段）鋼筋混凝土級管.單根長度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長臂吊車吊裝，然后由人工借助手拉葫蘆相鄰兩節管道捆綁牽拉就位勞動強度大，不能連續作業，進度受影響，同時吊車等待租賃費用也較大。經過摸索，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，能夠快速準確的完成橡膠承插口的對接，施工進度加快，安裝質量得到保障

5.結束語

綜上所述，對其污水管道進行施工，會因為選用的多線路通常情況下會經過建成區，出現的復雜地質地形時所帶來了很大的施工困難，再加上施工周期比較緊。為此，在建設計劃污水管道施工時采用不一樣方案技術和施工工藝措施，實現水務一體化的管理，可以有效解決了污水管道施工和穿越的問題，使運行效果可以達到良好狀態。

參考文獻

[1]張盤新.污水處理廠設備安裝要點概述[]城市建設理論研究（電子版），2012（4）.

[2]張繼鋒，污水處理廠工程設備安裝的質量控制要點[D.城市建設理論研究（電子版），2014（ 13）.

作者簡介：王赟（1984--），男，湖北黃岡人，在職研究生，中級工程師，從事市政工程設計及施工管理工作。