淺談薊縣新城高水位含流砂地質(zhì)市政排水管道的施工

【摘 要】本文針對薊縣新城高水位含流砂地質(zhì)的特點，結(jié)合近幾年薊縣地區(qū)排水工程的施工經(jīng)驗，分析總結(jié)了在高水位含流砂軟土地質(zhì)情況下進行市政管道施工的方法，為以后類似地質(zhì)條件下進行市政管道施工提供借鑒。

【關鍵詞】高水位；含流砂；軟土地質(zhì)；排水管道

1、引言

隨著薊縣經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對環(huán)境和居住條件的要求越來越高，建設薊縣新城是加快構(gòu)建中等旅游城市的根本要求，對加強于橋水庫水源保護，改善群眾生產(chǎn)生活條件，具有十分重要的作用。新城規(guī)劃居住人口50萬人，總面積57平方公里，政府對新城的建設和開發(fā)力度不斷加大，新城區(qū)域內(nèi)市政工程亦隨之大范圍的開展。作為市政工程配套設施中的排水管道工程，在整體施工中起著非常重要的作用，與人民的生活和生存環(huán)境息息相關，而且它的施工進度和施工質(zhì)量直接影響后期的道路施工。

2.工程概況及地質(zhì)分析

薊縣新城地區(qū)屬于燕山山脈南麓平原地貌，大部分為貧耕地、半耕地及州河、么河、沙河等河流河灘地，地層中主要為淤泥質(zhì)土與粉質(zhì)沉積粘土和砂粒土混雜為主。地層由上到下依次為：耕植土0.3～0.5m，沙壤土0.6～1.5m，中砂層0.4～1.3m，粗砂及砂礫層，0.5～4.0m，區(qū)域內(nèi)地下水位較高，一般在地表下1.5～2.7m左右。此類地質(zhì)屬于軟土地質(zhì)對排水管道的施工較為不利。結(jié)合近幾年來在薊縣城區(qū)及上倉酒業(yè)和綠色食品加工區(qū)高水位含流砂軟土地質(zhì)進行管道施工的經(jīng)驗，對新城區(qū)域軟土地質(zhì)條件下的管道施工方法及措施進行了簡要分析和論述。

3、施工的要點和難點分析

根據(jù)高水位含流砂軟土地質(zhì)特點，排水管道施工要點及難點有以下幾項：（1）土方的開挖。地下水位高和含流砂淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)問題直接影響溝槽的整體穩(wěn)定性及溝槽基礎的穩(wěn)固程度（2）降水措施的得當。降水措施的選擇是否得當直接影響成槽進度和溝槽的穩(wěn)定性，進而影響整個施工過程，尤其含砂性土地段很容易造成滑坡、流坡及坍塌事故。（3）墊層高程的控制。高水位地段，含水量較大，就需要不間斷的排水，對槽底的整平和墊層的鋪設質(zhì)量和速度要求較高。（4）管道鋪設的速度和準確率。此類地質(zhì)對管道施工危害最大，無論是圍護樁還是明挖槽，尤其管道鋪設過程中對溝槽邊的壓力加大和擾動，都容易造成溝槽溜坡和坍塌或流砂。所以管道的鋪設速度和準確率要求高。（5）閉水試驗。必須做好閉水試驗，檢驗管道的施工質(zhì)量，為后續(xù)工程打好基礎。（6）回填及時與壓實度控制。高水位含流砂地質(zhì)對回填材料、回填質(zhì)量、回填壓實度要求較高。

4、施工方法和施工過程的措施分析

4.1開挖方法的確定。根據(jù)地質(zhì)地層情況及現(xiàn)場施工環(huán)境要求，本區(qū)域內(nèi)管道主要采用明開施工為主，非開挖施工為輔。采用明開主要是新城原地貌大部分為貧耕地、半耕地及州河、賓昌河、么河、漳河等河流河灘地，除湖西路北段外基本周邊場地開闊，對工程進行明挖與支護樁進行難易和經(jīng)濟測算，采用明開施工，其工藝簡單、施工過程中易于根據(jù)地質(zhì)情況變化及時調(diào)整施工方案。湖西路北段經(jīng)過老城區(qū)，由北向南橫跨原有城區(qū)主干道人民西大街和南環(huán)路，過路段雙側(cè)管道396米，交通量大，管段長采用頂管非開挖技術施工。此工藝開挖面小、占地少、施工速度快，適合過路段，但造價較高。

4.2開挖過程控制及降水

4.2.1開挖。在明槽開挖時，當槽深小于2米時，按1：0.4放坡，槽深小于3.5時，按1：0.75放坡，挖深大于3.5時分兩步開挖，兩臺挖掘機配合施工，一臺負責上步土開挖及裝車，另一臺負責下步開挖及修整邊坡和槽底，這樣可大大加快施工進度，上層按1：0.4挖至2米左右控制在距流砂層0.5深處，溝槽兩邊不得堆土以減輕下部開挖時的溝槽兩側(cè)荷載，兩側(cè)留2米寬臺階，下層按1：0.75放坡開挖至設計標高。在溝槽開挖時，應將上層沙壤土與砂礫土分別堆放，以便溝槽回填時分別利用并充分保證施工質(zhì)量。

4.2.2降水。降水采用排水溝明排水和大口徑井法配合降水。明排水適用于排除地表水及溝槽深度較淺的地下水。在淺溝槽出水段，采用排水溝排水。在規(guī)劃路二、中昌南大道、城南東大街，五行路南段等，溝槽深度不大，溝槽的兩側(cè)設置0.6米寬0.6米深排水溝，為了保證水流能夠順利排出，每隔50～80m設置一道集水井，集水井直徑1.2米左右，采用干磚砌筑，井底標高低于基坑1.5m左右。大口徑井在本地區(qū)應用較廣，降水深度超過6米，地下流砂多發(fā)地質(zhì)的基槽多采用此法，能夠很好降低地下水位解決流砂滑塌問題。五行路北段，湖西路南段，伍德大道等適用此法。大口井應在挖土前打好抽水，抽水比挖土提前時間量根據(jù)土質(zhì)確定，滲透系數(shù)小時應提前時間多。在打大口井時同時打水位觀測井，觀測水位達到預定深度以下方可挖土。人工挖土時降至預定深度2/3即可挖土，機械挖土時必須降至槽底以下0.5米方可進行挖土。大口井的深度、間距，根據(jù)土質(zhì)、水量和基坑深度及經(jīng)驗確定。若遇雨季施工，應及時排水，避免泡槽，溝槽不允許積水。在施工過程中不得間斷排水，并應對排水系統(tǒng)經(jīng)常檢查和維護。

4.3管道基礎施工

4.3.1管道基礎下特殊土層的處理。管道基礎下特殊土層的基礎處理對于含流砂軟土地質(zhì)條件下的排水管道施工非常關鍵。管道基礎應座落在穩(wěn)定的未擾動的土層上，在本工程中部分管道坐落在現(xiàn)狀河道及現(xiàn)狀土層之上，結(jié)合道路路基填墊方法、河道深淺及擬建管道深度等不同情況，確定如下基礎處理方法：

（1）管道開槽槽底標高座落于現(xiàn)狀土層上，開槽后不準擾動原狀土，按常規(guī)管道基礎施作施做。（2）管道開槽槽底標高座落于現(xiàn)狀河道底之上或遇到軟弱土情況時，當厚度小于0.5米，則應全部清除，挖至現(xiàn)狀土層，換填級配砂石至管道基礎底部，密實度要求達到90%以上，其上再按管道基礎施作；當淤泥厚度大于0.5m時，應至少超挖500mm，再拋塊石擠淤，然后換填級配砂石至管道基礎底部，密實度要求達到90%以上（且應滿足相關道路及設施要求），其上再實施管道基礎。

4.3.2管道基礎，本工程承插式膠圈接口鋼筋混凝土管采用砂石基礎。施工時先在基底鋪設一層沙礫或碎石，碎石粒徑為25cm以下，上面再鋪2cm砂墊層（中、粗砂），用振動平板夯夯1-2遍，總厚度依照設計要求執(zhí)行。為了避免管道安裝后產(chǎn)生沉降，此在鋪墊層時考慮預沉量并抬高30～50mm。管底與墊層接觸兩側(cè)的腋角，必須用砂填充插搗密實，與管底緊密接觸。

4.4管道安裝。本工程采用鋼筋混凝土承插口管，安裝前，對管材進行檢查，應無露筋、裂縫、脫皮、碰傷等外觀質(zhì)量缺陷，對不合格的應退回廠家，嚴禁使用。下管前對管道基礎進行檢查，保證基礎尺寸及高程的正確。下管時，盡量做到一次就位，下管要穩(wěn)、準、快，管道安裝將插口順水流方向，承口逆水流方向，由低向高處依次安裝。鋼筋混凝土承插口管采用橡膠圈接口，橡膠圈材料為氯丁橡膠，膠圈不應有氣孔，裂縫和重皮。

4.5閉水試驗。閉水試驗前，應做好水源引接及排水疏導路線設計。試驗管段符合以下要求：管道及檢查井外觀質(zhì)量已驗收合格；管道未回填且溝槽內(nèi)無積水；全部預留孔應封堵，不得滲水；管道兩端堵水氣囊承載力大于水壓合力，封堵嚴密不漏水。管道灌水應從下游緩慢灌入。對于含流沙地質(zhì)條件下排水管道的嚴密性試驗非常重要，是檢驗管道質(zhì)量的有效手段，若嚴密性不足，將嚴重影響以后用的正常使用，甚至造成泥沙回灌入管內(nèi)，難以維修。

4.6溝槽回填

（1）、綠化帶及人行道下的排水管道分層回填素土并夯實，密實度>90%；道路下的排水管道從槽底至管頂以上50cm范圍內(nèi)均回填級配碎石和土石屑；管道兩側(cè)及管道有效支撐角范圍回填密實度達到95%以上，其余部分達到90%以上，管頂50cm以上回填8%灰土至路面以下1m，壓實度按道路要求施做。

（2）、回填前首先將槽內(nèi)的雜物、淤泥清除干凈，回填時溝槽內(nèi)應無積水，不得帶水回填，不得回填淤泥、有機物及凍土?；靥钔林胁坏煤惺瘔K、磚及其他雜硬物體。

（3）、管區(qū)應分層對稱回填，嚴禁單側(cè)回填，回填材料的每層虛鋪厚度為200mm。

5、結(jié)束語

城市排水管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市不可或缺的基礎設施，薊縣新城地區(qū)的管道主要施工特點為高水位含流沙溝槽，施工中應根據(jù)其特點，精心組織、扎實做好開工前準備工作、精細施工，更好地完成新城的市政基礎設施建設。

參考文獻：

1、《天津市市政工程施工技術規(guī)范》2004；

2、張領護王敬昌《含流沙地質(zhì)條件下排水管道工程施工技巧》2003《中國給水排水》