膠泥質地層市政管網施工回填質量控制研究

李吉明

（中電建生態環境集團有限公司，廣東深圳 518101）

為滿足日新月異的社會發展需要，適應城鎮化越來越快的發展步伐，城鎮各類管網排水項目涉及的范圍日益廣泛且規模也日益龐大。當前，市政排水工程管道建設是城市建設的關鍵部分，積極維護好城市排水系統正常運行已密切關系到城鎮居民的日常生活，關乎民生。城市管道工程是市政工程當中的重要內容之一，管道工程包括新建管道施工及老舊管道的更新維護。

在市政管網工程施工中，回填工序質量控制是新建管道質量控制的重要環節，而微膨脹膠泥質地層管網施工回填質量控制技術具有極強的工程實用意義和經濟效益。施工中，如遇到微膨脹膠泥質地層，可采取渣土外運換填方法處理，但難度較大、成本高、工效低；也可考慮開挖料直接回填，但由于該土料不能滿足作為回填土料的規范要求，回填質量難以達到設計規范及要求，且后續會導致管道變形、拉裂、路面沉降等諸多問題。若對膠泥質土料進行化學改良，可大幅度提高工效。其與常規的壓實回填技術工法相比，能加快施工速度，保證了改良土的含水率，確保了施工的連貫性，也保障了工期。為保證施工回填質量，通過現場試驗總結，找到改良土的合理級配合比和最優含水率，已滿足回填質量要求。該方法有效解決了微膨脹膠泥質地層管網施工回填料的問題，保證了回填質量，避免后續完工管網出現沉降病害問題；利用原土進行管網建設的回填施工，在回填質量有保證的前提下，能有效降低建設成本。膠泥質地層市政管網施工回填質量控制，適用于軟塑狀的黏土網脈，其干強度高、韌性好、具有弱膨脹性、開挖料微膨脹和含水率高等地層。

1 施工工藝及施工準備

該工藝通過化學改良的方法可有效改善膠泥地質的物理特性。在膠泥質土中摻入適量外加劑，混合后將產生一系列的化學反應，膠泥質土的物理性質也會發生某些變化。最終，改良后的膠泥質土滿足管網管道回填工序質量的要求。通過改良原狀土回填料在實際工程中的應用，通過技術指標和經濟指標來闡述改良原狀土回填技術的可行性及經濟性。在工程實踐中，黏土回填填方土料是否滿足設計、規范的要求，將直接影響回填質量。工程實踐中，將填方土料的含水率與最優含水率的差值一般控制在2%～4%之間，以保證填方的穩定性和強度要求。若土料含水量大，通常采取翻松、風干、晾曬等方法，或采取吸水材料、干土相混合的措施；若回填土料過干，可翻松后適量灑水，必要時可灌水浸泡。

1.1 施工工藝流程

管道回填是管網施工質量的一道重要工序，必須下功夫做好回填質量控制這一重要環節，以確保回填質量完全受控。通過研究，找出影響回填質量的因素，總結微膨脹膠泥質地層管網施工工藝，形成切實可行的質量控制方法，提高效率和效益。做好微膨脹膠泥質地層管網施工回填質量控制，如圖1 所示。

圖1 回填施工質量工藝流程圖

1.2 改良土處理

溝槽的回填，必須將溝槽內的雜物清理干凈，不得有生活垃圾、樹根、草皮和木塊等，溝槽內不得有積水，嚴禁溝槽帶水回填，合理設置臨時排水措施，確保地下水、地表水涌入工作面；其次，嚴控回填土料的含水率，結合回填土料和所用的壓實工具，通過現場壓實度試驗確定最優含水率；最后，膠泥質地層市政管網施工回填主要機械設備配置振動平碾、蛙夯、履帶式反鏟挖機、全封閉渣車和裝載機等，外加劑摻合料為生石灰。

現以四川新都毗河項目石板灘污水管道回填為例，以黏土層作為管道地基持力層，測得土體平均含水率24.6%，自由膨脹44%，溝槽回填21 839 m3，黏土所占18 126 m3，占比約為83%。黏土層占比高，土質具有弱膨脹性，含水率高，遠大于最佳含水率，不適用于管道基礎回填，需采取降低土體含水量的技術措施。由于換填所占比例過大，施工成本高，故采用摻入添加劑（生石灰）的方式和土體晾曬來改良土壤，使其滿足回填要求。

據施工現場實測資料分析，以當地4 月份的氣候條件，若采用晾曬處理措施來滿足施工壓實度要求，土體至少要晾曬5 d 才能達到最優含水量的基本要求，通過翻松晾曬處理，原土體含水率能降低2%～4%。經現場實測，隨機土樣含水率見表1。該項目管網擬建場地土體實測平均含水率 24.6%，土體最佳含水率為17.6%。

表1 隨機土樣含水量檢測表%

根據表2 數據分析，采取晾曬處理措施，土體含水率每天降低2%～3%，土體含水量降至最佳含水量的晾曬時間至少需要5 d，才能滿足施工壓實條件。如果采用晾曬的辦法，每層土施工周期為5～6 d，施工周期會大大延長，且多數情況下，巷道狹窄不具備晾曬條件。

表2 素土翻曬含水量變化數據表

采取對土體摻入添加劑方式，對摻入添加劑24 h后土樣含水量數據變化進行檢測統計。經反復試驗對比，摻入16%～20%生石灰拌和并靜置24 h，實測含水率數據（表3）。填方土料的含水率與最優含水率的差值滿足規范要求且達到節約施工成本、縮短施工周期、滿足回填壓實度等設計要求。

表3 素土摻入生石灰含水量變化數據表

完成試驗段工作，對不同邊界條件下的原狀土進行回填試驗，確定不同回填土配比、含水率、分層厚度、溝槽支護方式、試驗長度及碾壓設備和壓實遍數等，通過實驗室試驗與現場試驗相結合的方式，針對不同試驗結果，總結利用原狀土回填施工要點及技術工藝。

2 回填質量控制

施工過程中，必須嚴格按照設計方案施工，以保障良好的施工效果，明確施工主體責任，提升對質量的把控程度。嚴格落實相關質量管理制度，做好自查、互查、自檢和互檢，組織交底專題會，落實質量、安全、技術的書面交底工作并簽字。

2.1 下料及攤鋪整平

回填前須檢查敷設的管材是否存在破損、變形、裂縫等，若發現有破損、變形、裂縫等質量問題的，應立即進行修補或更換管材，以便盡快進行溝槽的回填施工。溝槽清理完畢后，將回填料按要求回填至溝槽內，根據試驗段確定的每層虛鋪厚度進行填料，并均勻攤鋪整平，避免薄厚不均及局部堆集，以免影響壓實效果。下料時，一定要注意管道兩側及管頂以上50 cm 范圍內回填質量控制，回填材料應由溝槽兩側對稱回填，嚴禁直接回填在管道上；其他部位的回填，宜均勻下料至槽內，不要集中推入槽內；回填材料的拌和應在溝槽外進行，并在運入溝槽之前拌和均勻，嚴禁在槽內進行回填料的拌和。

2.2 回填壓實

對于管道半徑以下的區域，在進行回填作業時，要采取防止管道飄浮、位移的有效措施。宜在一晝夜中氣溫最低時段進行管道回填作業，回填夯實應從管道兩側同時進行，以避免管道發生位移、浮管。溝槽回填時，自管底基礎部位開始，直到管頂以上50 cm 范圍內，不得使用機械作業，必須進行人工回填、夯實；管頂50 cm以上的部位可用機械從管道軸線兩側同時夯實，每層回填厚度應小于等于20 cm。管道回填的壓實應逐層進行，不得一填到頂、一次成型，再壓實。回填過程中，不得損傷已敷設好的管道；壓實時，應于管道兩側對稱同時進行，并注意觀察管道是否位移或損傷。如果回填井段長度較長，可分段回填壓實，其相鄰段的接茬應做成臺階型，并不得漏夯；對于管道兩側和管頂以上50 cm 范圍內胸腔的夯實，根據試驗段壓實參數，可采用輕型壓實機具，管道兩側的壓實面高差不宜超過30 cm；溝槽底至管頂以上1.0 m 范圍內禁止采用推土機等大型機械進行回填壓實；對于有雙排或多排管道的溝槽，在基礎底面位于同一高程時，其管道之間的回填壓實應與管道、槽壁之間的回填壓實對稱進行；有雙排或多排管道的溝槽，但基礎底面的高程不同時，應從基礎較低的溝槽開始回填，當回填至較高基礎底面高程時，管道之間的回填壓實應與管道與槽壁之間的回填壓實對稱進行。分層回填夯實施工工藝如圖2 所示。

圖2 分層回填夯實施工工藝現場照片

3 安全、環保措施

3.1 安全措施

對施工中可能存在的安全隱患進行詳細排查，并有針對性地制定切實有效的防護措施；建立健全建筑工地安全管理規章制度、安全監控網絡、安全保障體系，并認真貫徹執行；同時，嚴把進場物資、設備等質量關，物資、設備等及時報廢，杜絕安全隱患的存在。

3.2 環保措施

管網回填施工過程中，容易出現揚塵、地下水污染、市政管井堵塞和道路污染等情況。為將管網回填帶來的環境污染降到最低，一般應采取環保措施：①對計劃分時段施工的區域，為防止施工噪音擾民，應注意控制施工時段。②對需采用發電機的加固部位，需增設隔音棚，將噪聲盡量降到最低。③土方施工必須采用濕法。當出現4 級以上大風或天氣異常時，微細顆粒材料將停止施工。④施工現場裸土3 個月以上不使用的必須進行綠化，8 h 內不擾動的臨時裸土必須采用遮陽網或彩條布進行遮蓋。土料堆高及坡比嚴格按照規范要求執行。⑤現場定時灑水，防止風塵。⑥現場使用的生石灰，按要求儲存并碼放整齊，現場庫房安排專人負責，做好出入庫登記，臺賬記錄完整、準確，倉容整潔。

4 結束語

膠泥質地層市政管網施工回填質量控制有效解決了在膠泥質地層施工中如何實現開挖土料的資源化利用重大技術難題。提高了施工效率，化解了管網施工中利用原土回填施工的難題。通過研究從回填土技術的回填質量及性能參數、質量控制效果、投資經濟指標及實施周期等不同角度總結施工要點，提高效率和效益，節約施工成本，有較大的社會效益。在提高人民生活質量的同時減少施工對周邊環境的影響，提升企業品牌形象。對市政道路雨污水管網建設等類似工程有指導和借鑒意義。