大口徑混凝土污水管穿越復(fù)雜地形地質(zhì)處理及工藝改進(jìn)

【摘? 要】大口徑的鋼筋混凝土污水管是要穿越公路和鐵路的橋梁，附近的建筑物挖開施工的支護(hù)，出現(xiàn)深埋之后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的流砂層的地質(zhì)狀況和復(fù)雜地形，應(yīng)該對(duì)此采用不一樣的設(shè)計(jì)方案，對(duì)施工規(guī)劃和工藝安裝問題進(jìn)行解決。臨沂市河?xùn)|區(qū)的污水處理廠主要管道沿河布設(shè)，工期較短，在其管道設(shè)計(jì)中及施工的方面采用較為特殊的方案和工藝措施，可以獲得更好的效果。

【關(guān)鍵詞】混凝土污水管;復(fù)雜地形地質(zhì);設(shè)計(jì)施工方案

引言

這些年來，由于我國的進(jìn)步，該類型項(xiàng)目的全面施工建設(shè)工程也變得越來越多。穿越復(fù)雜地形地質(zhì)處理和工藝的改進(jìn)有沒有符合其要求，是決定性一步。本文章對(duì)工程的方案和工藝的改進(jìn)實(shí)行全面分析，為其工程的處理提供更多的參考措施。

1.工程基本情況

臨沂市河?xùn)|區(qū)位于魯南地區(qū)，臨沂市區(qū)東部，屬平原地帶，地形相對(duì)平緩，規(guī)劃城市污水管網(wǎng)實(shí)行雨污分流，近年來在城市建成區(qū)和新建區(qū)，先后鋪設(shè)了φ400mm～φ1500mm之間不同管徑的鋼筋混凝土污水管道總長40余公里。其中沿河底布設(shè)的大口徑主管道，設(shè)計(jì)直徑為φ100mm、中1500mm兩種規(guī)格，管道埋深在5m-7m，沿線地質(zhì)情況為：地表覆蓋層2m～3m的壤土，以下3m～5m流沙層，局部地段有巖石突起，管道穿越鐵路、公路橋涵，鄰近樓房地段開挖，在整個(gè)施工過程中，由于受地形、地質(zhì)條件限制，為保障交通和建筑物安全，且有利于今后的管理，施工中遇到了嚴(yán)重塌方和地下滲水問題，通過采取不同的設(shè)計(jì)和施工方案解決，從而保證了施工工期和質(zhì)量。

2.工程地質(zhì)情況

斷面勘探深度內(nèi)各工程地質(zhì)層特征綜述如下：一是層素填士，灰黃色、可塑、稍濕巖性主要成份為粉質(zhì)粘士，含少量礫石。主要分布于北膠新河河堤上部。層厚1.40m，層底標(biāo)高9.82m，層底埋深1.40m。二是層粉質(zhì)粘土：灰黃，褐紅色，可塑硬塑，稍有光滑，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度及韌性中等，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核.鐵錳質(zhì)結(jié)核粒徑10-40mm，鈣質(zhì)結(jié)核粒徑5-60mm，含量約5%～10%，局部富集表層多為耕植土。該層全區(qū)分布。層厚2.20-4.80m，層底標(biāo)高4.51-8.78m，層底埋深2.20-4.80m。三是層全強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。棕紅色夾淺灰色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，巖芯呈砂土狀，夾少量原巖碎塊，手扳易碎。層厚1.90-6.70m，層底標(biāo)高0.70- 4.66m，層底埋深4.10-9.70m。四是層中等風(fēng)化凝灰?guī)r。找灰色，紫灰色，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂際較發(fā)育，裂隙充填物為粘土，巖芯呈柱狀，節(jié)長一般10-30cm， 最長可達(dá)200-320em。該層未揭穿，揭露厚度2.30-13.20，層頂標(biāo)高2.26--18.78m。巖石單軸抗壓強(qiáng)度最高為39Mpa。穿越經(jīng)過的地層主要是素填土.粉質(zhì)粘士.全-強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖中等鳳化泥質(zhì)砂巖。

3.管道穿越復(fù)雜地形與地質(zhì)處理方案

3.1穿越鐵路與公路路基及橋涵的處理

由于受地區(qū)地形條件的限制，大部分的污水主管道沿河道布設(shè)，其中2處會(huì)穿越鐵路路基3處穿越鐵路橋涵、4處穿越公路及橋涵?？紤]對(duì)路基安全及交通的影響，在穿越鐵路、公路路基和橋下，均采取了非開挖頂管施工方案。由于管道埋深大，地下水豐富，鋼筋混凝土工作井和接收井均采取了沉井施工方案。為較好的控制地下水位，在工作井外圍布設(shè)井管，實(shí)施井點(diǎn)抽排降水;2處鐵路橋下穿越時(shí)，因交叉角度較小管道靠近墩基較近，管底高程低于橋墩基礎(chǔ)，不能按常規(guī)開挖施工，經(jīng)過與鐵路設(shè)計(jì)單位研究，采取了在橋墩外側(cè)先做混凝土旋噴樁支護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行開挖施工;另一處橋下由于鐵路上下行線對(duì)安全的要求很高，采取了旋噴樁支護(hù)后中間頂進(jìn)預(yù)制鋼筋混凝土U形保護(hù)槽方案，以上技術(shù)措施較好的解決了管道經(jīng)鐵路下穿越不安全的問題。

3.2鄰近建筑物開挖支護(hù)和降水方案

沿線許多地段受場地和拆遷的限制，管道距離居住樓房、 橋墩或道路比較近，正常開挖沒辦法保證建筑施工和人員的安全性。對(duì)與鄰近的樓房地段，采取了沿建筑物外側(cè)（1.5m）平行布設(shè)一定的簡易降水井，提前抽排降低地下水位，并在開挖面邊沿打人鋼管樁（φ15cm）形成連續(xù)墻，然后有效進(jìn)行開挖施工;在鄰近鐵路橋墩處，實(shí)施了鋼筋混凝土灌注樁（φ30cm）形成了連續(xù)墻，頂端設(shè)連續(xù)梁加固的支護(hù)措施;部分埋設(shè)深度（3m～4m）相對(duì)較淺的流沙和塌方地段，采取在基礎(chǔ)外圍（間隔50em）打人槽鋼（深人基礎(chǔ)下大于80em）形成的支撐樁，外側(cè)打入鋼板（厚lem，布設(shè)一定的排水孔）形成整體支護(hù)，減少了開挖寬度，解決了施工空間不足的問題，取得了較好的效果。

3.3沿河底布設(shè)管道檢查井的處理

本工程有4km主管道受地形條件限制，經(jīng)多方案比較，選擇在河道內(nèi)布設(shè)，管頂距河底2m～4m。由于管道沿線需要設(shè)置必要的檢查井和連接井，為不影響排水，采取了設(shè)置封閉的暗并并外引一定數(shù)量河岸檢查井，從而較好的解決了河道排水和今后的管理問題。其中外引檢查井設(shè)計(jì)方式為，河道內(nèi)主管道檢查井設(shè)計(jì)為封閉的暗井，在一側(cè)增設(shè)同規(guī)格的連接管道，引至河道堤防外圍設(shè)檢查明井，滿足管道檢查和以后沉淀物抽排。

4.施工工藝的改進(jìn)

4.1基槽施工采取分段開挖梯級(jí)降水

因?yàn)橹鞴艿啦荚O(shè)在河內(nèi)，平均埋深在河底下2m～3m，開挖面均處于流砂層，地下水十分豐富，做好降水工作是關(guān)鍵任務(wù)。施工過程中采取了上游填筑圍堰提前導(dǎo)流，施工段按照分段開挖梯級(jí)降水的方案。就是在開挖面上游50m-100m處布設(shè)抽水機(jī)械，提前截排河道滲流水，保持河底施工處于無水作業(yè)狀態(tài)，然后安排第一臺(tái)挖掘機(jī)（挖深1.5m-2.5m）開挖上層土方，當(dāng)形成一定長度的工作面后，安排第二梯級(jí)的挖掘機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高程開挖管道基槽，為有效控制基槽水位，在設(shè)計(jì)底高程下基槽兩側(cè)布設(shè)了0.3mx0. 3m的縱向排水溝，間隔30m設(shè)集中排水點(diǎn)，進(jìn)行第二梯級(jí)排水。當(dāng)形成一定的工作面后平整基礎(chǔ)，進(jìn)行管道基礎(chǔ)混凝土澆筑。從而保證了整個(gè)施工段連續(xù)施工無水作業(yè)有序進(jìn)行，施工質(zhì)量進(jìn)度得到保證。

4.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土檢查井改為兩階段施工工藝

設(shè)計(jì)管道檢查井均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于河道內(nèi)施工受地下水和工期所限，為加快進(jìn)度保證質(zhì)量，采取了提前預(yù)制鋼筋混凝土井底盤的兩階段施工工藝。首先根據(jù)設(shè)計(jì)配筋提前預(yù)制檢查井底座，周邊預(yù)留1Sem高邊墻一同制作。在基礎(chǔ)施工階段，提前吊裝就位，然后安裝管道，上部邊墻澆往后續(xù)施工，大大加快了進(jìn)度，保證了管道安裝和二階段檢查井澆注的協(xié)調(diào)施工，工程后期閉水試驗(yàn)結(jié)果均滿足工程要求

4.3管遒安裝工藝改進(jìn)

本工程所用管道為預(yù)應(yīng)力（三階段）鋼筋混凝土級(jí)管.單根長度5m，重量約2t-3t，為橡膠圈承插口連接，管道安裝施工難度較大。初期采用25t長臂吊車吊裝，然后由人工借助手拉葫蘆相鄰兩節(jié)管道捆綁牽拉就位勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能連續(xù)作業(yè)，進(jìn)度受影響，同時(shí)吊車等待租賃費(fèi)用也較大。經(jīng)過摸索，充分利用大型吊車附屬吊鉤的作用，用主索吊裝混凝土管道安裝到位后，放下附索，輕輕牽拉用鋼絲繩連接的相鄰管道，能夠快速準(zhǔn)確的完成橡膠承插口的對(duì)接，施工進(jìn)度加快，安裝質(zhì)量得到保障

5.結(jié)束語

綜上所述，對(duì)其污水管道進(jìn)行施工，會(huì)因?yàn)檫x用的多線路通常情況下會(huì)經(jīng)過建成區(qū)，出現(xiàn)的復(fù)雜地質(zhì)地形時(shí)所帶來了很大的施工困難，再加上施工周期比較緊。為此，在建設(shè)計(jì)劃污水管道施工時(shí)采用不一樣方案技術(shù)和施工工藝措施，實(shí)現(xiàn)水務(wù)一體化的管理，可以有效解決了污水管道施工和穿越的問題，使運(yùn)行效果可以達(dá)到良好狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]張盤新.污水處理廠設(shè)備安裝要點(diǎn)概述[]城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（4）.

[2]張繼鋒，污水處理廠工程設(shè)備安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)[D.城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（ 13）.

作者簡介：王赟（1984--），男，湖北黃岡人，在職研究生，中級(jí)工程師，從事市政工程設(shè)計(jì)及施工管理工作。