市政排水管道施工中常見質(zhì)量問題分析

廈門火炬集團(tuán)開發(fā)建設(shè)有限公司 陳世武

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，市政建設(shè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施——市政排水管網(wǎng)，也得到了極大完善。排水系統(tǒng)是市政工程中重要設(shè)施之一，如何確保其施工質(zhì)量至關(guān)重要。

1 市政排水管道施工中常見質(zhì)量問題

1.1 常見質(zhì)量問題

近年來，屢屢見諸報端的道路下沉、開裂，乃至于“天坑”等，多是因為市政排水管道出現(xiàn)問題。這是筆者參與建設(shè)的某市政工程項目，從下圖我們可以看出在這個檢查井周邊出現(xiàn)了兩次下沉，第一次沿井邊四周下沉，采取治理措施：切隔瀝青路面，挖去不密實的填筑材料后，重新用C15砼填筑，后再重鋪瀝青；第二次，在井下游（即圖中積水處）出現(xiàn)大面積的沉降，這個部位位于管道與檢查井銜接位置。

1.2 出現(xiàn)“下沉”等質(zhì)量問題的原因

為什么在這個井屢屢出現(xiàn)下沉問題？我們查閱了設(shè)計資料、當(dāng)時的施工日記，并下到井里，仔細(xì)檢查雨水管道和檢查井，終于發(fā)現(xiàn)了原因：此項目雨水管道為直徑 800mm的硬聚氯乙烯PVC-U螺旋單層纏繞管，在管和井銜接處，纏繞管發(fā)生開裂，裂口約2cm，在水流沖刷下，導(dǎo)致管道周邊回填砂被掏空而出現(xiàn)下沉。那么究竟是什么原因?qū)е逻@一質(zhì)量問題的產(chǎn)生？我們推究，可能導(dǎo)致此問題的原因主要有：第一，管材的選用是否存在不合格產(chǎn)品，管材安裝時是否開裂；第二，管道安裝時，是否按照規(guī)范要求施工；第三，檢查井施工是否存在質(zhì)量問題；第四，管道回填材料是否符合設(shè)計及規(guī)范要求。

2 預(yù)防出現(xiàn)“下沉”質(zhì)量問題的具體措施

2.1 管材選用是預(yù)防出現(xiàn)“下沉”質(zhì)量問題的前提條件

現(xiàn)在市場上排水管材主要有傳統(tǒng)的鋼筋砼管和以塑料管（如UPVC管、PVC-U管、HDPE管）、玻璃鋼夾砂管等為代表的新型管材。近年來，市政排水管道新型管材管得到廣泛應(yīng)用，此種管具有密閉性好、抗?jié)B漏能力強(qiáng)、使用壽命長、耐腐蝕、重量輕、便于搬運安裝等優(yōu)點，傳統(tǒng)的混凝土和鋼筋混凝土管由于管材重、定尺較短、運輸施工不便等原因常被取而代之。那如何才能控制到場的管材質(zhì)量，使之能夠滿足我們的設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求呢？本人認(rèn)為，管材的使用上應(yīng)該要求：①所用管材要有質(zhì)量部門提供合格證和力學(xué)試驗報告等資料。②管材外觀質(zhì)量要求表面平整無松散露骨和蜂窩麻面形象，硬物輕敲管壁時響聲清脆悅耳。③安裝前再次逐節(jié)檢查，對已發(fā)現(xiàn)或有質(zhì)量疑問的應(yīng)棄之不用或經(jīng)有效處理后方可使用。

這里要特別提醒的一個指標(biāo)就是“環(huán)剛度”，環(huán)剛度是塑料埋地排水管（新型管材均可認(rèn)為是塑料排水管）抗外壓負(fù)載能力的綜合參數(shù)，為了保證塑料埋地排水管在外壓負(fù)載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設(shè)計中的關(guān)鍵之一。如果管材的環(huán)剛度太小，管材可能發(fā)生過大變形或出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)破壞。反之，如果環(huán)剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過高。

外壓負(fù)載比較復(fù)雜，主要包括土壤重量和地面產(chǎn)生的靜負(fù)載，以及運輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動負(fù)載。塑料埋地排水管承受負(fù)載的機(jī)理也比較復(fù)雜，因為塑料管屬于柔性管，在外壓負(fù)載下，管材和周圍的土壤（回填材料）產(chǎn)生“管土共同作用”。換句話說，是管材和周圍土壤（回填材料）共同來承受外壓負(fù)載。決定塑料埋地排水管鋪設(shè)后能否正常工作的“負(fù)載”、“管材”和“土壤（回填）”三個參數(shù)都很重要，而且相互影響。所以環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負(fù)載的情況，還取決于鋪設(shè)后管道周圍土壤（回填材料）的情況。根據(jù)世界各國的經(jīng)驗，塑料埋地排水管在外壓負(fù)載下是否能夠安全使用的因素中，鋪設(shè)情況是最主要的。如果鋪設(shè)情況比較好，環(huán)剛度較低的管材也不會有很大變形；反之，如果鋪設(shè)情況不好，即使用環(huán)剛度比較高的管材也可能變形過大和出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)。但是，要保證鋪設(shè)情況良好并不是都能做到的事，而且也是需要成本的。

結(jié)合以往施工及設(shè)計經(jīng)驗，我們建議在設(shè)計塑料埋地排水管時盡量選擇較高的環(huán)剛度。

2.2 管道安裝是預(yù)防出現(xiàn)“下沉”質(zhì)量問題的有力保障

管道安裝我們分為溝槽基礎(chǔ)、下管和接口安裝三部分來簡單闡述。

首先，溝槽基礎(chǔ)條件不良將導(dǎo)致管道和基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷,一般造成局部積水,嚴(yán)重時會出現(xiàn)管道斷裂或接口開裂。主要預(yù)防措施:（1）認(rèn)真按設(shè)計要求施工，確保管道基礎(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定。當(dāng)?shù)鼗刭|(zhì)水文條件不良時，應(yīng)進(jìn)行換土改良處治，以提高基槽底部的承載力；（2）如果槽底土壤被擾動或受水浸泡，應(yīng)先挖除松軟土層后和超挖部分用砂或碎石等穩(wěn)定性好的材料回填密實；（3）地下水位以下開挖土方時，應(yīng)采取有效措施做好坑槽底部排水降水工作，確保干槽開挖，必要時可在槽坑底預(yù)留 20cm厚土層，待后續(xù)工序施工時隨挖隨封閉。

其次，下管可用人工和起重機(jī)進(jìn)行：采用人工下管時，可由地面人員將管材傳遞給溝槽施工人員；對放坡開挖的溝槽，也可用非金屬繩索系住管身兩端，保持管身平衡均勻溜放至溝槽內(nèi)，嚴(yán)禁將管材由槽頂滾至溝槽內(nèi)；采用起重機(jī)下管時，應(yīng)用非金屬繩索系住，不得穿心吊裝，以防管道因吊裝而出現(xiàn)破損。

最后，管材接口安裝應(yīng)遵循幾個方面：（1）承插接口時，承插口管應(yīng)將插口順?biāo)鞣较?，承口逆水流方向，同時，插口外側(cè)和承口內(nèi)側(cè)應(yīng)擦拭干凈。（2）PVC-U管材粘接劑，主要成分是聚氯乙烯的溶劑，其粘接原理是先將粘接劑涂抹在承口內(nèi)表面和插口外表面，將PVC-U管表面溶脹或溶解，借助承插時的擠壓力，將兩個溶脹的表面擠壓成一體。粘接劑中的溶劑極易揮發(fā)，揮發(fā)后使溶解的淺層表面重新成為硬質(zhì)固體，基本不影響母體的強(qiáng)度，而又使粘接強(qiáng)度達(dá)到承壓要求。特別注意：膠粘劑的用量不宜過多或過少，少了不能保證嚴(yán)密或強(qiáng)度，多了則在承插后順管材內(nèi)壁或外壁流淌，腐蝕管材，使管材外壁或內(nèi)壁變軟，送水或升壓時易從該處破裂。

這里還要特別注意，當(dāng)雨季施工時，應(yīng)采取防止管材漂浮措施。管道安裝尚未回填，一旦遭到水淹，應(yīng)進(jìn)行管中心線、管底標(biāo)高復(fù)測和外觀檢查，如發(fā)生位移、漂浮或拔口現(xiàn)象，應(yīng)返工處理。

2.3 檢查井施工是預(yù)防出現(xiàn)“下沉”質(zhì)量問題的重要基礎(chǔ)

第一，檢查井基礎(chǔ)施工不良易導(dǎo)致變形、下沉，其主要防治措施有：（1）認(rèn)真做好檢查井的基層和墊層，規(guī)范流槽的做法，防止井體下沉。（2）檢查井砌筑質(zhì)量應(yīng)控制好井室和井口中心位置及其高度，防止井體變形。

第二，檢查井是否滲漏，井壁與其連接管的結(jié)合處是否滲漏主要靠閉水試驗。閉水試驗應(yīng)做好試驗前的準(zhǔn)備工作和具體的試驗方案；試驗前，需將灌水的檢查井內(nèi)支管管口和試驗段兩端的管口，用水泥砂漿砌磚堵死，并抹面密封，待養(yǎng)護(hù)3～4d達(dá)到一定強(qiáng)度后，在上游井內(nèi)灌水，當(dāng)水頭達(dá)到要求高度時，檢查磚堵、管身、井身有無漏水，如有嚴(yán)重滲漏要進(jìn)行封堵，待浸泡24h后，再觀察滲水量，測定時間不應(yīng)小于 30min；同時應(yīng)正確計算滲水量，在閉水試驗中要真實記錄各種數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)量準(zhǔn)確計算滲水量。避免發(fā)生滲漏應(yīng)注意做好以下幾點：一是砌堵前應(yīng)把管口0.5m左右范圍內(nèi)的管內(nèi)壁清洗干凈，涂刷水泥原漿，同時把所用的磚塊潤濕備用。二是砌堵砂漿標(biāo)號應(yīng)不低于M7.5，且具良好的稠度。三是勾縫和抹面用的水泥砂漿標(biāo)號不低于M15。管徑較大時應(yīng)內(nèi)外雙面勾縫或抹面管徑較小時只做外單面勾縫或抹面。四是條件允許時可在檢查井砌筑之前進(jìn)行封砌，以保證質(zhì)量。五是預(yù)設(shè)排水孔應(yīng)在管內(nèi)底處，以便排干和試驗時檢查。

第三，檢查井施工應(yīng)注意的一些問題：一是嚴(yán)格控制檢查井基礎(chǔ)的質(zhì)量，不能帶水澆筑墊層和基礎(chǔ)，要保證基礎(chǔ)的幾何尺寸和高程符合設(shè)計要求，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時才能砌磚；二是流槽采用與井墻一次砌筑的磚砌流槽，如改用C10砼時，澆筑前應(yīng)先將檢查井之井基、井墻洗刷干凈，以保證共同受力；三是嚴(yán)格控制井身的砌筑質(zhì)量，井壁必須豎直,不得有通縫；砂漿要飽滿，勾縫全面不遺漏；抹面前清潔和濕潤表面，抹面時及時壓光收漿并養(yǎng)護(hù)；遇有地下水時,抹面和勾縫應(yīng)隨砌筑及時完成，不可在回填以后再進(jìn)行內(nèi)抹面或內(nèi)勾縫。四是與檢查井連接的管外表面應(yīng)先濕潤且均勻刷一層水泥原漿，并座漿就位后再做好內(nèi)外抹面，以防滲漏。

2.4 管道回填及井邊回填是預(yù)防出現(xiàn)“下沉”質(zhì)量問題的科學(xué)依據(jù)

在城市規(guī)劃中，由于受用地條件限制，排水管道大多被布置在機(jī)動車道下，隨著時間推移，以及種種因素影響，管道或檢查井周邊會出現(xiàn)不均勻沉降，嚴(yán)重影響道路使用功能。其中，絕大多數(shù)路面下沉或井邊下沉是因為回填問題引起的。因此，這里著重闡述一下回填中應(yīng)注意的事項：

首先，排水管道管溝的回填前，應(yīng)檢查管道有無損傷或變形，有損傷的管道應(yīng)修復(fù)或更換；管道回填應(yīng)從管道兩側(cè)平衡進(jìn)行，溝內(nèi)不得有積水，不得使用腐植土，垃圾土和淤泥等。其次，在土的回填時，要嚴(yán)格控制回填土土質(zhì)，回填土中不得含有碎磚、石塊、混凝土碎塊及大于 10cm的硬土塊；填土含水量以接近最佳含水量為宜。 同時，嚴(yán)格控制回填土壓實度，由專職實驗人員采用核子密度儀測錄其壓實度，以保證回填土壓實度達(dá)到剛性管道或柔性管道溝槽回填土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?！堵竦赜簿勐纫蚁┙o水管道工程技術(shù)規(guī)程》CECS17：2000規(guī)定，“回填土?xí)r先將管下支撐角范圍內(nèi)的肋角部分用砂礫土回填密實，其高度不得小于0.2dn。然后用砂土或符合要求的原土回填管道兩側(cè)，每次回填密實后的厚度不宜小于 100mm，不得大于 200mm，且必須從管兩側(cè)同時回填，夯實后再回填一層，直到回填至管頂0.3m 處……”如果不按規(guī)程進(jìn)行，隨便將土尤其是凍土一次性填于管溝中，既不在支撐角內(nèi)填砂料或填符合規(guī)定的原土，也不分層夯實，有如下后果：一是無法保證地基平實，造成管道局部彎曲。如果地基上有硬物，在管道送水或運行中因流速變化或氣體存在而使管道產(chǎn)生振動，硬物（如石塊等）會與管子發(fā)生撞擊，使管子破裂或逐漸磨穿。二是無法保證管道兩側(cè)土壤密實，在管道振動或有熱膨脹時，易發(fā)生側(cè)移，造成管道彎曲，接頭受力，導(dǎo)致管材或管件因承受巨大應(yīng)力而破裂。因此，對管道回填土工作應(yīng)予以高度重視，嚴(yán)格按規(guī)程要求進(jìn)行，防止管道局部集中受力（管道接頭是管材較薄弱部位，如回填質(zhì)量不高，極易造成土荷載、水的重力荷載及其它荷載集中作用于承口部位，導(dǎo)致接口開裂）。還應(yīng)注意管溝兩側(cè)外負(fù)荷的不均勻（車輛、堆置物等）而引起地基下沉，必要時予以適當(dāng)處理。最后，管道回填時還應(yīng)注意，管道半徑以下回填時應(yīng)采取防止管道上浮、位移的措施。

根據(jù)多年施工經(jīng)驗，塑料管道施工時先用砂袋間隔壓住管道，再兩側(cè)平衡回填中粗砂，而后灌水振搗密實，有效地防止了管道上浮及發(fā)生位移。管槽回填從管底基礎(chǔ)部位開始到管頂以上500mm范圍內(nèi)，必須采用人工回填；管頂500mm以上部位，可用機(jī)械碾壓密實。目前，本地區(qū)排水管道的坑槽回填通常都用中粗砂，管槽從胸腔部位填至管頂 500mm回填砂，灌水振搗密實，實踐證明效果很好。管槽較窄時可采用微型壓路機(jī)填壓或人工和蛙式打夯機(jī)夯填。不同的填料，不同的填筑厚度應(yīng)選用不同的夯壓器具，以取得最經(jīng)濟(jì)的壓實效果。溝槽頂 500mm以上填料中的淤泥、樹根、草皮及其腐植物既影響壓實效果，又會在土中干縮、腐爛形成孔洞，這些材料均不可作為填料，以免引起沉陷。遇地下水或雨后施工必須先排干水，再分層隨填隨壓密實；杜絕帶水回填或水夯法施工。

總之，排水管道工程屬于隱蔽工程，必須嚴(yán)格控制進(jìn)場管材質(zhì)量，要求施工單位按設(shè)計圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行施工，在施工過程中要努力克服各種通病，保證工程質(zhì)量最大限度地減少道路病害，延長道路的使用壽命。

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