限時施工技術(shù)在污水井維修加固中的應(yīng)用

曾昭勇 孔德輔

廣西建工集團第一建筑工程有限責(zé)任公司 廣西 南寧 530001

在排水工程施工項目中，污水井施工是其中一項非常重要的施工內(nèi)容，是保證污水系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵[1-2]。城市污水管網(wǎng)工程地下污水管道、污水井發(fā)生滲漏，產(chǎn)生孔洞，不僅使得管外砂土流入管內(nèi)造成淤積，而且滲漏的污水不斷沖蝕掏空著管道周圍包括基礎(chǔ)的土體，進一步加劇了管道的沉陷、偏移、塌陷，并逐漸向外延伸擴展，危及周圍管道與建筑物的安全[3-4]，亟需進行搶修加固。在污水井水流不間斷、周邊土質(zhì)不良等復(fù)雜施工條件下，污水井維修加固施工難度加大，技術(shù)水平要求高，其施工質(zhì)量直接影響到整個污水井及周邊構(gòu)筑物的安全，因此為了克服項目工期緊、任務(wù)重的困難，保證污水井維修加固施工過程的安全，對復(fù)雜條件下污水井維修加固施工技術(shù)進行研究是很有必要的[5]。

1 工程案例

廣西某污水管網(wǎng)工程的路面突發(fā)塌陷，塌陷區(qū)域土質(zhì)為回填土、砂質(zhì)黏土。塌陷坑洞呈橢圓形，直徑約為4 m，深度約為7 m。經(jīng)研討分析，認為塌陷的原因為：塌陷點下的污水分流井污水量較大，并且有約2.5 m污水落差，污水井的預(yù)制蓋板縫隙滲漏，形成污水滲蝕，掏空井室周邊回填土，土層脫落，同時污水井上方道路的動力荷載作用，加速了污水井周圍土體流失，污水井變形、開裂，從而導(dǎo)致井室蓋板破損，路基失去支撐，而最終導(dǎo)致路面塌陷（圖1）。

圖1 塌陷現(xiàn)場

2 維修加固方案

由于塌陷坑深度為7 m，周邊為道路，坑壁幾乎垂直，需要對坑邊四周放坡開挖卸載及支護，邊坡支護措施采用掛網(wǎng)噴射混凝土支護和基坑拉森鋼板樁支護方案。塌陷坑洞四周放坡開挖卸載并做好支護后，采用長臂挖機對坑底塌落的泥土及瀝青碎塊進行清理，清理完成后進一步探明情況，然后對堵塞的污水分流井井室和排污管道進行疏通清淤，疏通完成后對污水分流井維修加固。

1）為避免污水、地下水對周圍不良土體滲泡，造成土方塌陷，采用掛網(wǎng)噴射混凝土，雙排拉森鋼板樁＋內(nèi)支撐支護加固，保證土體穩(wěn)定性，實現(xiàn)復(fù)雜條件下快速支護開挖施工。

2）采用4塊厚14 mm鋼板預(yù)制加工、焊接成箱體，在鋼板箱體兩壁上定位并切割圓孔，孔徑按進、出污水管的內(nèi)徑確定。箱體與井座鋼筋網(wǎng)連接成整體，尺寸規(guī)格比污水井井壁邊長少40 cm，確保不碰到進、出污水管管口。再按孔徑大小加工2個鋼套筒套入圓孔和污水管。

3）采用整體式維修加固污水井，整體吊裝后即可在井室與箱體之間澆筑C40P6防水混凝土，縮短施工周期。

3 施工過程控制要點

3.1 工藝流程

施工準備→現(xiàn)場半幅車道封閉圍護→測量放線→鋼板樁支護→掛網(wǎng)噴漿→土方開挖→坑底清理→污水井和排污管道疏通清淤→鋼筋籠制作、吊裝→安裝鋼套管→焊接、刷防銹漆→澆筑混凝土→安裝蓋板→土方回填→路面恢復(fù)

3.2 施工要點

3.2.1 現(xiàn)場隔離圍護與交通導(dǎo)流

由于維修加固污水井在路面中間，為了避免施工過程中路面塌陷影響安全，保證車輛和行人安全以及污水井施工有足夠的工作面，需隔離圍護塌陷現(xiàn)場，封閉圍護出現(xiàn)險情的區(qū)域路段半幅車道，并對相關(guān)路口的交通車流進行導(dǎo)流。交通導(dǎo)流采取半幅通行半幅繞行的方式，在交叉路口設(shè)置反光導(dǎo)流指示牌和指示箭頭路標，同時設(shè)置夜間警示燈和導(dǎo)流錐筒。

3.2.2 基坑支護

根據(jù)現(xiàn)場情況，為避免水對周圍環(huán)境的滲泡，造成塌陷，必須對污水井四周進行加固。污水井邊坡采用二級放坡＋掛網(wǎng)噴射混凝土支護和拉森鋼板樁支護。污水井西側(cè)人行道和東側(cè)的部位，采用鋼板樁＋鋼支撐支護方式，支護樁樁深12 m；污水井南北兩側(cè)采用二級放坡＋掛網(wǎng)噴射混凝土支護（圖2、圖3）。

圖2 基坑支護現(xiàn)場

3.2.3 土方開挖

污水井南北兩側(cè)邊坡開挖土方卸載，開挖分兩級階梯放坡，第1級從污水井邊路面往下挖，深度為3.0 m，放坡系數(shù)為1∶1.25，階梯臺寬2.0 m；第2級從3.0 m處至基坑底，深度3.6 m，放坡系數(shù)為1∶1.25，該處梯級主要為修整、放緩邊坡。開挖過程中做好每層臨時防水、排水工作，確?？舆吰略翆拥膹姸群屯暾圆皇艿狡茐模练介_挖采用退挖的方法，每層開挖深度不得超過1.5 m。

圖3 支護平面示意

第1級階梯土方開挖：采用反鏟挖掘機分段分2層開挖至路面以下3.0 m處，每層土方開挖時，應(yīng)按1∶1.25的放坡系數(shù)放坡，修坡過程中應(yīng)時刻注意邊坡的穩(wěn)定。

第2級階梯土方開挖：采用長臂反鏟挖掘機，分段分層開挖修坡至坑底，該階段土方開挖分2層開挖。

1）首先應(yīng)該在第1級階梯坡底用挖掘機修筑1條寬2.0 m的平臺，該平臺可作為第1級與第2級邊坡的緩沖及人員休息平臺。

2）平臺修筑完后開始第2級邊坡土方開挖，開挖高程－3.0 m處至基坑底的邊坡土方，該處開挖主要為修整、放緩邊坡，放坡系數(shù)為1∶1.25。

3）邊坡開挖并支護完成后，采用長臂挖機對坑底塌落的泥土及瀝青碎塊進行清理，注意清理時不要擾動坑底和破壞管井。

3.2.4 掛網(wǎng)噴漿

坑洞南北兩側(cè)二級放坡開挖完成后，邊坡坡面掛鋼筋網(wǎng)片＋噴射C15混凝土護壁支護。施工工藝流程為邊坡土方修整→坡面掛設(shè)φ8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)片、插入φ16 mm@2 000 m，錨固鋼筋→泄水管設(shè)置：沿邊坡設(shè)PVC泄水管φ50 mm@2 000mm梅花形布設(shè)→邊坡噴厚100 mm的C20混凝土護面。

1）人工修整邊坡完成后進行鋼筋網(wǎng)掛設(shè)。先按要求綁扎、固定鋼筋網(wǎng)。面層內(nèi)鋼筋網(wǎng)片應(yīng)牢固固定在邊壁上。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定，但在噴射混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)振動。

3）在鋪設(shè)好鋼筋網(wǎng)片后，插入長度為1 500 mm的φ16 mm@2 000 mm鋼筋用于固定鋼筋網(wǎng)片，自坡頂開始梅花形布設(shè)，外露長度為坡面混凝土噴射厚度，同時可用于控制混凝土噴射厚度。

3.2.5 污水井及管道疏通清淤

基坑支護完成后，對堵塞的污水井和排污管道進行疏通清淤，從污水分流井開始往下游管道進行疏通清淤，長度50 m，排污管的管徑為1.8 m，中間分別有2個檢查井，從檢查井分別向兩頭疏通清淤。

1）疏通清淤前準備。

①上游污水管道停排1 d，并在上游檢查井采用氣囊封堵管道。停水后，如井、管中尚有余水，則使用大功率抽水機抽排。

②了解污水井管道使用年限、使用情況、堵塞情況、埋入和露出建筑物部分有無損壞等問題。

周作人通過“疾虛妄”的精神內(nèi)核，把一東一西遙遙相對的王充與路吉阿諾斯相提并論，二者雖然相隔千年的距離，卻達成一種思想上的遙相呼應(yīng)。同時也把自己和他們聯(lián)系在一起，如果說王充是周作人在中國歷史上找到的神交知己，那么異國他鄉(xiāng)的路吉阿諾斯則與他超越時空產(chǎn)生精神上的共鳴。

③揭開井蓋使用鼓風(fēng)機進行換氣通風(fēng)，各檢查井通風(fēng)30～50 min。下井施工前檢測井內(nèi)有毒氣體濃度，并進行活體試驗等，符合下井條件后方可下井。

④施工前安排專業(yè)人員下井檢查有無暗道，或者異常涌流，以及塌陷危險排水構(gòu)筑物等威脅施工人員的各項因素，發(fā)現(xiàn)情況及時處理。

2）清淤施工。

①降水、排水：使用泥漿泵將檢查井內(nèi)污水排出至井底淤泥。

②稀釋淤泥：高壓水車向井室內(nèi)灌水，使用疏通器攪拌檢查井和污水管道內(nèi)的污泥，使淤泥稀釋。

③吸污：用高壓吸污車將管道內(nèi)的淤泥、小粒徑碎石通過吸污管抽吸干凈，2個檢查井井底剩余的少量淤泥可通過在井室內(nèi)用高壓水槍進行沖擊，再一次進行稀釋、抽吸干凈。

④高壓清洗車疏通：使用高壓清洗車進行管道疏通，將高壓清洗車水帶伸入上游檢查井底部，把噴水口向著管道流水方向?qū)使艿肋M行噴水，污水管道下游檢查井繼續(xù)對室內(nèi)淤泥進行吸污。

⑤通風(fēng)：施工人員進入檢查井前，井室內(nèi)必須使用鼓風(fēng)機進行換氣通風(fēng)，檢查井室內(nèi)空氣循環(huán)的效果，測量井室內(nèi)氧氣的含量，施工人員進入井內(nèi)必需佩戴安全帶、防毒面具及氧氣罐。

⑥清淤：不間斷通風(fēng)，清理好檢查井，用高壓疏通車對管道進行沖洗，再用竹片或穿線器將2個檢查井連通，然后將繩系在竹片或穿線器的一端，將繩帶至另一檢查井，在繩的一頭系上托泥板，托泥板的另一邊也系1根長繩（大于2個檢查井間的距離），托泥板先用小的，然后再一步一步用大的把管道內(nèi)淤泥拖出、外運。

3）污水井井室蓋板清理。

①采用吊車將蓋板上的預(yù)制檢查井井筒分節(jié)吊走，按要求放到基坑外。

②井筒吊走后，采用長臂挖機對井室蓋板上的塌方土及瀝青碎塊進行清理，清理過程中需避免碰觸蓋板，避免造成二次損壞。

③如機械無法清理干凈，最后剩余少量余土和雜物，可采用人工清理。

3.2.6 污水分流井修復(fù)加固

清淤完成之后，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對污水分流井進行修復(fù)。主要是對井蓋板進行更換，并且對井室進行重新加固。

1）井室修復(fù)加固。

①將原污水井井室蓋板打開，采用4塊厚14 mm鋼板加工、焊接成箱體（長3.5 m×寬2.2 m×高5.0 m），尺寸規(guī)格比污水井井壁四邊最少小40 cm，以可以吊裝入水井內(nèi)而不碰到進、出污水管管口為準。按照進出污水管的位置，在鋼板箱體兩壁上定位并切割圓孔，孔徑按進、出污水管的內(nèi)徑確定。再按孔徑大小加2個壁厚12 mm的鋼套筒，直徑和長度以能套入圓孔和污水管內(nèi)50 cm為準。預(yù)制內(nèi)村箱體如圖4所示。

圖4 預(yù)制內(nèi)襯箱體

②箱體加工后，采用50 t履帶吊吊裝進入井內(nèi)，井室與箱體的位置以對角線重合為準。將預(yù)制的鋼套筒與上、下游管口及箱體連接，并做好防腐處理，再進行混凝土包管施工。

③井室與箱體之間設(shè)置豎向鋼筋網(wǎng)片，固定好后，井室與箱體之間澆筑C40P6防水混凝土。井室平面、立面如圖5、圖6所示。

圖5 井室平面圖示意

圖6 井室剖面圖示意

2）防腐處理。防腐層施工前，先將基層表面上的灰皮用鏟刀鏟掉，用掃帚將塵土、砂粒等雜物清掃干凈。如有油污時，應(yīng)用鋼絲刷和砂紙刷掉?；鶎颖砻嫫秸枷萏幰盟嗄佔犹钇?。防腐層施工（環(huán)氧瀝青涂層厚度為1 mm，可分成2遍進行施工），第1層涂刷將已攪拌好的環(huán)氧瀝青涂料用塑料或橡膠刮板均勻涂刮在已涂好底膠的基層表面上，厚度約為0.3 mm，要均勻一致，操作時從內(nèi)向外退著操作。第2層涂刷涂膜固化到不黏手時，按第1層材料施工方法，進行第2道防腐施工。為使涂膜厚度均勻，刮涂方向必須與第1層刮涂方向垂直，刮涂量比第1層略少，厚度以約0.4 mm為宜。要求滿涂，厚度均勻一致，封閉嚴密，厚度達到防腐要求，無起鼓、開裂、翹邊等缺陷。

3）污水井周圍回填。井周寬50 cm范圍內(nèi)的回填材料，均應(yīng)采用無砂大孔混合料或低強度等級的混凝土，并需振搗密實。內(nèi)襯鋼板應(yīng)在使用前采用防腐瀝青漆進行防腐處理。污水井混凝土的強度應(yīng)達到設(shè)計規(guī)定的強度后方允許回填。

4）蓋板更換。采用預(yù)制鋼筋混凝土蓋板對原污水井的蓋板進行更換，材料規(guī)格尺寸按設(shè)計圖紙定制。檢查井蓋板吊裝完成后，施工上游管段管頂加強混凝土蓋板并按要求回填。

3.2.7 道路瀝青混凝土面層恢復(fù)施工

水穩(wěn)層應(yīng)養(yǎng)護3 d后方可進行瀝青混凝土面層施工。按照工程原道路路面恢復(fù)道路瀝青混凝土面層，瀝青混凝土面層為3層結(jié)構(gòu)，下層為厚8 cm粗粒式瀝青混凝土層，中層為厚6 cm中粒式瀝青混凝土層，上層為厚4 cm細粒式瀝青混凝土層。

4 結(jié)語

限時施工技術(shù)在污水井維修加固中的應(yīng)用對提升工程的質(zhì)量和施工效率有著非常重要的實際意義。通過工程實踐，對施工中問題的處理，在復(fù)雜條件下污水井維修加固施工過程中引入限時施工技術(shù)，提高施工效率，通過采用整體式維修加固污水井，加固后效果良好，不僅恢復(fù)了污水系統(tǒng)的正常排污功能，而且加固了污水井、管道，確保了路面運行狀況良好，具有較高的應(yīng)用推廣價值。