市政管道施工技術分析

張 帥

(中國電建市政建設集團有限公司，天津 300000)

0 引言

市政污水管道工程是城市基礎設施建設的重要組成內容，是提高人們生活環(huán)境，避免亂排亂放的主要民生工程。隨著污水管道工程建設逐漸增多，施工技術和施工工藝不斷成熟，但也出現(xiàn)了管道連接不緊密、路面沉降、支護不規(guī)范等一系列的質量和安全問題。本文對污水管道施工過程進行了分析，并對某些問題進行了探討和改進，為實際工程提供參考。

1 溝槽開挖

溝槽開挖是管道施工一項重要的基礎工作，其細節(jié)性不容忽視。溝槽開挖的形式應根據(jù)施工現(xiàn)場周邊環(huán)境、土質和地下水位等因素確定，如表1所示。溝槽開挖斷面應符合施工方案的要求，并且槽底應有足夠的工作面。為確保原狀地基土不被擾動，一般采用機械開挖至槽底標高以上200 mm～300 mm，然后由人工開挖至設計高程，整平，且應嚴格控制開挖的進度，防止晾槽時間過長，降低溝槽安全系數(shù)。應嚴格控制溝槽上兩側靜載和動載對溝槽的影響，如堆土高度和機械振動。為保證管道出現(xiàn)不均勻沉降，溝槽地基承載力應滿足規(guī)范設計要求，當出現(xiàn)軟弱地基、槽底局部擾動或受水浸泡時，應及時采用天然級配砂礫石、石灰土或三合土換填。

表1 溝槽形式

2 溝槽支護

管道工程一般集中在城市中心，溝槽的開挖會引起開挖地區(qū)土體的應力狀態(tài)產(chǎn)生變化，給周邊道路、建筑及人們出行帶來很大影響，并且在開挖過程中可能會遇到不同的土質，因此，邊坡的穩(wěn)定性顯得尤為重要。溝槽支護形式的合理性是提高安全系數(shù)的重要保障，常見的溝槽支護形式主要有:鋼木支護、混凝土灌注樁支護、土釘墻支護、鋼板樁支護等。

施工現(xiàn)場有足夠的場地，地質條件較好，開挖較淺且地下水位較深時，可以無支護放坡開挖，開挖深度一般小于3 m，坡度可采用1∶0.5～1∶1.25。當現(xiàn)場沒有足夠場地時，可以采用鋼木支護，如圖1，圖2所示。

土釘墻支護體系是由被加固的原位土體、土釘錨固體和坡面上噴射混凝土面板組成，如圖3所示。土釘墻支護適用于周邊沒有地下障礙物，地下水位較深，土質以粘性土、砂土、碎石土為主。溝槽深度可達5 m～8 m。

圖1 無支護放坡

圖2 鋼木支護

圖3 土釘墻支護

鋼板樁支護是目前市政管線施工中最常用的支護方式，主要分為型鋼支護和拉森鋼板樁支護。由型鋼或拉森樁、圍檁、橫撐組成。鋼板樁支護符合先支后挖的原則，可根據(jù)溝槽深度設置一道或多道橫撐，具有較強的安全性能。對于土質較差，施工場地狹小或周邊環(huán)境復雜等情況鋼板樁是一種理想的支護形式，如圖4所示。其缺點是支撐工作量大、對土體的擾動較大，尤其是拔出時對回填土的壓實度有較大影響。目前常用的主要是型鋼支護和工字鋼支護，其布置形式主要有全順支護、全丁支護、一順一丁支護，如圖5～圖7所示。全順支護對工字鋼的用量較少，同時縮短了打樁時間，但是這種方式導致工字鋼弱軸受彎，發(fā)揮不出工字鋼良好抗彎性能的特點。全丁支護雖然具有較強的支護強度，但是施工并不方便，一順一丁支護集合了前兩種支護的優(yōu)點，因此被廣泛采用。相比于工字鋼支護，拉森鋼板樁為互扣式，樁與樁之間連接緊密，具有較好的止水性能。

圖4 拉森鋼板樁支護

圖5 全順支護

圖6 全丁支護

圖7 一順一丁支護

3 管道敷設

隨著技術的發(fā)展，越來越多的市政管道工程中采用材質較好的HDPE，UPVC等塑料管道［1］。HDPE—聚乙烯塑料纏繞結構壁管具有以下優(yōu)點:

1)具有足夠的環(huán)剛度以抵抗土壤荷載，且聚乙烯具有極強的耐腐蝕的能力;

2)管道內壁光滑，相比混凝土管，流動阻力較小，沉淀物不易在管內積聚;

3)具有柔性，允許一定的變形率，且連接方便、快捷，密封性好;

4)質量輕，接頭少，無需機械吊裝即可進行管道安裝;

5)使用壽命長，埋地壽命可達50年以上。

管道基礎的好壞是管道沉降變形的重要保障。當土質較好時，管底應鋪設一層20 cm厚中粗砂墊層，當在軟弱地基上時，宜先鋪一層厚度不小于150 mm的砂礫，其表面再鋪厚度不小于50 mm的中粗砂墊層。

管道連接方式有承插式柔性連接、套筒連接、法蘭連接、卡箍連接、電容連接、熱熔連接等，連接所用的配套管件必須由管節(jié)生產(chǎn)廠家配套供應，電容連接、熱熔連接、套筒連接、法蘭連接、卡箍連接應在當日溫度較低時進行。

管道施工時應嚴格控制管道變形率、軸線位置、管道與檢查井連接等問題。施工過程中一般通過控制好回填質量和壓實度實現(xiàn)管土共同作用減少管道的變形率，尤其是管道兩側的壓實度不小于95%，通過管道兩側夯實過程中管道出現(xiàn)的豎向反向變形，來抵消管道上部的部分荷載。對于HDPE結構壁管，一般增加環(huán)剛度來控制管道變形率，埋深小于4 m時，環(huán)剛度不小于8 kN/m2，埋深不小于4 m時，環(huán)剛度不小于12.5 kN/m2。管道變形率的檢測可采用圓度板管內拖拉法進行檢測。當管道質量較輕時，如果回填不對稱進行，很容易使管道產(chǎn)生軸線偏移。因此，在回填時，應先在管道上部用裝滿砂的編織袋壓實，同時管道兩側腋角應壓實，并且分層對稱回填。管道與檢查井的連接直接關系到管道系統(tǒng)的密閉性，因此，采用與塑料管道相對應材質的塑料檢查井［2］將是一個有效的方法。

4 溝槽回填

溝槽回填是市政工程施工中重要的一環(huán)，應在密閉性試驗合格后及時進行。土方回填時，應注意以下幾個問題:

1)回填土中不得含有淤泥、垃圾、腐殖土等軟弱材料，保證壓實質量;

2)溝槽內不得有磚、石等雜物，槽內不得存有積水，雨天時，應將土方及溝槽苫蓋好;

3)管道腋角應采用中粗砂壓實，防止出現(xiàn)空洞，管道兩側應同時夯實，高差不得超過30 cm，防止管道出現(xiàn)位移;

4)管道半徑以下回填時應采取防止管道上浮、位移措施;

5)從管底基礎開始到管頂以上500 mm范圍內，必須采用人工夯實，且回填土的虛鋪厚度應根據(jù)壓實機具按規(guī)定選取;

6)井室周圍回填應沿井室中心線對稱進行，路面范圍內的井室周圍應采用石灰土、砂、砂礫等材料回填，且回填寬度不小于40 cm。

5 結語

管道施工雖然理論上較為簡單，但實際操作中若施工不規(guī)范，管理不嚴格，將會為以后埋下嚴重的質量問題，且不能保證管道使用的長久性。為使管道施工更快捷、方便，也需要我們在實際工程中不斷摸索新的方法、新的技術。