復雜地形給排水管道施工優化分析

陳志云

隨著新農村建設的進展，鄉村排水環境的改善越顯重要，本文通過鄉村排水管工程對復雜地形的施工優化進行分析，提出鄉村排水管道工程的細化設計施工，合理安排施工組織，施工工藝、達到項目建設效益、為新農村建設提供參考。

一、工程概況

本文論述樣本項目為七里產業園、蘭圃產業園、五虎山片區文化旅游產業園配套給排水工程建設項目，主要建設內容包括農村污水收集及雨污水管道修復等2個子項。

農村污水收集子項為7 個村莊污水收集，新建污水主管約55.49km，接戶管約82.93km，污水泵井13 座，三格化糞池85 座，新建雨水管約7.99km，雨污水管道修復子項為周邊現狀雨污水管網修復。建設項目總投資26446 萬元，工程費用為22514 萬元，工程建設其他費用為2672 萬元，預備費為1259 萬元。

二、管道施工準備

1.熟悉圖紙

項目建設意圖通過工程的實施，實現村莊污水應接盡接，降低點、面源污染。目前國家沒有發布相關農村污水收集工程的設計規范，因此圖紙中僅對主要管做了明細設計，其余多項施工內容按類似項目進行暫估設計，對于工程成本控制及后期項目審計造成風險。管道路由與泵站選址時僅通過老舊地形圖結合局部現場勘察確定，較為粗獷，未考慮征地難度、周邊現狀和構筑物條件等因素的影響，給實施增加了不確定性。

2.施工放樣

本項目地形復雜多變，個別村莊依山而建，高程變化大。村內河道交錯，村內居民樓密集，管道穿越地形復雜多變，視野受限，加之項目主管工程量較大，常規全站儀測量困難且耗時。而GPS-RTK 技術不受地形地貌影響，測量誤差在厘米級，滿足檢查井位置放樣測量的精度要求，可在熟悉圖紙的過程中一同將放樣坐標點錄入至GPS 手簿，實地校正后按儀器顯示情況尋找放樣點，實現精準快速對井中位樁的放樣。項目僅用2 人耗時一周時間完成了主管63.5km 放樣，提高放樣效率。

3.施工進度安排

項目需要在550 天內完成建設，扣除雨季、臺風、春節影響及預留不確定性因素的時間，有效工期約為460 天。建設管線總長度為146.5km，平均每天需完成約320m 管道施工。按班組平均生產能力，要10 個工作面作業可按期完工。

村莊內道路狹小，已有的電力、通信、給排水等管線已經占據大部分位置。部分管道建設前需要先拆除原有合流管，在原管道位置建設分流制雨、污水管，無法等到新建排水管施工完成后，替換舊有排水系統，意味著管道建設完成不久后就會進行排水。為了保證施工質量，避免基坑泡水，所有管道一旦鋪設就需要具備排水功能。為此項目組初步設想先行建設村莊與市政管線的接駁口，再從接駁口向上游逐步施工，保證管道排水。項目7 個村莊分為4 個片區，只有6 處市政污水接駁口，無法滿足10 個工作面需求。

必須設法增加工作面，滿足約定工期。局部新建的排水管也要具備排水能力，需尋找臨時排放口。經過項目參建單位與當地村委協商，對比環境效益，決定在村莊現狀排污口中選取合適位置設置臨時排放口，爭取早日完成排水系統建設，將污水從臨時排放口轉向市政接駁口排放，早日改善居民用水安全，提升居住環境。經摸排村莊現狀排污口，結合管道排水方向，設置2 處臨時排放口。7.99km 的雨水管道向臨近河道排水，排放口較多，工作面基本不受排放口限時，雨水管總體按滿足工作面需求考慮。項目整體共有9 處工作面可同時開展施工，仍然無法滿足10 個工作面需要。

項目部對圖紙進行整體歸納，將排水必經管線歸為主管，搜集片區接戶污水的歸為支管。當主管由排放口施工至支管分叉口時，支管與主管具備同時施工條件，即可增加工作面。經統計支管工程量約12km，對應接戶管約18km，共計30km。可在主管施工一部分后增加2 個班組，根據主管進度機動調度施工主管，滿足工作面需要，符合工期計劃。

4.加強社會宣傳

農村排水建設涉及千家萬戶，管道在村莊道路中縱橫穿梭，影響農戶出行。部分管道穿越田地，影響生產，施工至接戶管時甚至直接影響生活，導致阻工現象嚴重。施工前應主動向村委公開工程信息，提交工程圖紙，進行項目交底，并在村委、活動中心等人員密集處公示。村委向村民進行事前會議宣傳，施工中循環廣播等手段宣講工程建設目的。農村污水工程是為了改善村民居住環境、提高排水安全，對提高村民生活質量有利。也可調動村民參與工程監督，提升工程質量。選取臨河截污管段先行實施，直觀地讓村民感受到工程建設對生活環境的提升，作為示范標準，做好宣導工作，最大程度征得群眾支持。

三、優化施工圖建議

1.檢查井優化

設計中要求道路寬度大于2.5m 的管道采用DN1000 壁厚200mm 的預制鋼筋砼檢查井施工，預制井最大最重的下部結構0.65m3，總量約為1.6t，需要采用65 型挖掘機起吊安裝。預制井下部結構最大寬度為1.5m，加上挖掘機2.87m 最小回轉半徑，作業回轉半徑為3.62m，無法在小于3.62m 路寬處施工。村莊內地質多為黏土、雜填土，根據規范要求，對應土質管槽坡頂有動載時的坡比為1：0.67 至1：1.25，管道埋深約1.5m，對應管槽上口最小寬度為3.8m，65 型挖機輪距僅有2.06m，無法騎槽吊裝鋼筋砼檢查井。經與設計師探討分析，使用更為輕便的預制塑料檢查井，即滿足人工轉運安裝，又滿足功能及安全性能。且每座塑料井可節約造價1000 元，共可節約120 萬元。項目最終單車道埋設檢查井調整為預制塑料檢查井施工。

圖紙要求在接戶管轉彎、匯流處設置PVC 清掃口，供后期村民維護。但施工中發現村民認為格柵狀的PVC清掃口容易散發臭味，時間久后外部雜物也容易落入清掃口內，且擔心塑料制品在長期陽光照射后容易老化、粉碎，存在安全隱患。項目部征求村民意見，擬采用農村戶表改造中小型閥門的球墨鑄鐵閘罐作為PVC 清掃口小型成品井室，對主要位置的清掃口進行保護。經統計位于經常行走或陽光照射強烈處的清掃口約4100 處，增加造價110 萬元。項目參建單位及當地村委代表通過會商議定，根據項目投資額與村民使用需求，在主要清掃口處增設球墨鑄鐵閘罐井。

2.管道標高優化

圖紙中并未具體要求小口徑的接戶管道具體標高，僅注明管頂覆土DN100 以下管道不小于0.3m，DN150以上管道不小于0.5m，覆土不足時需采用混凝土滿包加固管道。多數農戶現有排水口標高過高，直接進行管道接戶，管頂覆土不足需滿包加固，增加施工工期，且滿包1m3混凝土價格高于填砂900 元，造價過高不利于限額控制。接戶前先增設一口接戶井降低排水口標高，使管道滿足管頂最小覆土要求，再向支管進行接駁，減少管道包封工程量。

項目所處地理位置易受臺風、大雨侵襲，部分管道又處于河道旁，地勢低洼，當降雨量過大時雨水容易通過接戶管倒灌至房屋中。建議在考慮項目投資可控的基礎上，為防止倒灌應盡可能增加管道水流坡度，增加接戶管上游水頭壓力。

3.管道路由及泵站選址建議

農村中存有大量農林性質用地，管道路由選取中有時為了避開道路會選取從田地中穿過。但多數田地土質較為松軟，為避免管道沉降，基礎需加設木樁，設置機械行走便道，管道進行滿包，并未比在道路中鋪設管道減少工程量。而管道回填砂又影響后續農戶耕種生產，借地賠償協調困難。

泵站選址時常設置在林地或池塘周邊尚未使用的開闊地區，但農村地區民俗觀念較強，常常對樹林、竹林有風水意識，征地較為困難。當泵站設在池塘邊時，往往地下水位高，基坑開挖時需要設置維護、防水措施。而農村地區道路狹小，周邊架空線纜也較多，拉森樁打樁機、攪拌樁等機械進出困難。

農村污水管道路由及泵站選址前建議考慮周邊環境、風俗影響，進行實地走訪了解可行性。

4.排水方式調整

因分流制排水系統改造較為徹底，可最大程度保護水體環境，設計中大多按分流制系統考慮。對村莊內大截面溝渠，直接在原狀渠道中鋪設排水管進行分流。其中部分建設年限早，使用長達2m 的大型條石漿砌成截面為1.8×0.8m 的溝渠，溝渠強度高。經現場摸排及與周邊居民確認，該條溝渠建設截面大，建設時沒有單獨設置檢修口，使用過程中也未發生過堵塞。后期村民擴建房屋時直接將渠道條石直接作為房屋基礎，將部分溝渠覆蓋，導致無法揭露溝渠蓋板。經對比分析施工難度、工程投資、周邊房屋安全性與建設效益，該類位置調整為截流式合流制排水。保留原合流渠道，選取合適位置設置截流井。即能在平時對污水進行搜集，也能對初期雨水起到一定處理效果。

四、施工措施

1.土方平衡措施

坑槽挖方工程量約14 萬方，工程量大、運距遠。又因為運輸道路狹窄，大部分的場內運輸采用拖拉機，運輸成本高。土方做好平衡調配，盡量利用原土回填，減小外運量可以有效降低項目成本。挖方時可回填的好土與不符合回填要求的土應分區堆放，剔除好土中大于40mm 的石塊，回填前對回填土進行復查，合格后回填。雖然挖方時需多安排小工區分土方，但相比于高額外運及外購回填土源相比，仍有較高的經濟優勢。

2.管道挖填措施

村莊內道路寬度變化大，施工機械行走影響嚴重。根據管道所處道路寬度對埋設工藝進行區分，大致上分為普通挖掘機、微型挖掘機、人工挖掘三大類，并對應進行勞動力資源安排。小于1.5m 道路的使用人工作業，1.5 至4.0m 道路的使用微型挖掘機施工，4.0m以上使用普通挖掘機施工。經統計道路寬在4.0m 以上的管道僅占20%，且多為村口等交通要道，僅需安排4輛調度使用。

周邊房屋多為聯排，相互緊挨的建設形式，如果道路封閉施工，會導致整條巷道2 側居民出入必須通過施工區域，危險性較大。根據土質、管道埋深，盡量縮小管道上口寬度，降小施工區域，降低對交通的影響。為避免溝壁土方滑坡，土質較為松軟位置選用木樁加擋土板，并采用快挖快填方式組織施工，開挖的溝槽必須盡快完成下管安裝回填，原則上不允許整條巷道出現未回填現象。每個點位施工前做好施工通知，設置交通繞行方案，派駐專人進行交通指揮，并要求施工員、材料員、班組長書面確認施工環境、施工方法、工程量及人材機需求。做到施工一步到位。為保證快速安裝管道的密封性能，設計采用雙膠圈承插連接，提高管口抗變形能力，密封性能良好。

3.裝配式檢查井質量控制

項目全線采用裝配式預制檢查井施工，材料質量固然重要，但從實際施工情況分析，如安裝不到位，也將對檢查井質量產生影響。

塑料檢查井中很多施工單位為了安裝便利，選用厚度一般的通用型密封圈進行連接。但通用密封圈廠家生產不規范，生產標準不一，難以控制質量，特別是管口變徑時，因為有多個配件安裝容易造成脫節、變形。密封圈應要求檢查井供應商配套提供，且需要品牌一致。正規檢查井供應商配套提供的密封圈厚度較厚、韌性強，使接口對接較硬，可以在承口處涂抹洗潔精降低摩擦力。在正式施工前，可以在路上進行安裝試驗，培訓檢查井連接作業步驟，測試檢查井密封性能。

壁厚為200mm 鋼筋砼井屬于定制產品，廠家只有平口井節。平口井節在水位較高時易滲水，不利于工程質量。施工前應提前尋找廠家要求定制生產企口裝配式的鋼筋砼檢查井。

4.周邊房屋保護

村莊內房屋結構不一，有框架結構的同時也有很多年代久遠的磚木瓦房與土坯房，部分房屋是建設的砌筑基礎，有的沒有基礎。施工破路的震動或是溝槽開挖時土方的滑移容易破壞房屋產生裂縫。

混凝土道路破路前對路面進行切縫，并且做到將混凝土面層結構切透，將拆除的路面進行分離，降低破路震動。溝槽開挖調整為垂直開挖，并設置擋土板防止滑坡。局部老舊房屋太近，開挖風險大的管道調整為頂拉管工藝進行施工。

5.頂拉管施工

由于村莊道路狹窄現有管線眾多開挖修復工程量大，周邊房屋結構薄弱開挖施工影響大，市政管道接駁口穿路開挖施工影響交通嚴重，項目中多處部位使用了頂拉管工藝鋪設管道。

頂拉管工藝類似于水平定向鉆，采用機具也較為相似。頂拉管在導向轉進與擴孔階段基本與定向鉆一致，但回拖時其采用的柔性密封自鎖承插接口實壁管，每節管道長度短，安裝輕便比熱容或電熔連接快速，鎖閉性能優良。可以在回拖的過程中邊拖邊安裝管道，無須統一連接好管道后再開始回拖，但相較于定向鉆工藝，其出土點不需要有長條形的施工用地也可以實施，適用場景更為廣泛。回拖的過程中管道后端設置的后錨頂板在回拖力以外同步提供了鼎力，更好地克服了管壁與土層之間的摩擦阻力，同時也免于管頭單向受拉的斷管風險。

項目實際運用中在周邊老舊房屋較進時，選用無底板預制檢查井作為護壁，人工井內挖土下沉預制井，檢查井封底后配合頂拉管工藝施工。對周邊土層擾動小，給房屋做到了較好的保護。遇結構損傷房屋處，在管線回拖路面鉆小孔泄壓，防止泥水壓力使路面上拱，影響房屋安全。在位于市政道路中部的接駁時，將鉆機設置在村莊一側，通過市政管道檢查井作為工作井，在井內進行關節安裝、后錨頂進，減小了施工區域，降低交通影響。

五、結語

在重視改善農村人民居住環境，建設新農村中，農村道路管網形成過程長久，建設結構、形式并沒有統一的規劃，也沒有統一的標準，造成村內環境復雜多變。在對鄉村排水管道進行改造的過程中，除常規的施工圖紙交地、原材料質量控制、施工工序過程管控外，也應該同時重視對現場地處位置走訪、摸排，識別施工重點及難點，完善并優化圖紙，調動居民積極性。通過調整施工工藝、管道走向、調配施工組織，可有效降低施工難度、縮短工期、減小對周邊環境與居民的影響、提高工程效益，推動新農村建設。