道路給排水管道工程中的溝槽土方開挖施工技術(shù)

嚴(yán)發(fā)國，胡小飛，裴亞濤，真濟光

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450016)

1 工程概況

某項目位于廣東省深圳市鹽田區(qū)鹽田街道，包含給排水、通信、燃氣等多類配套工程，以豐富區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施，提高配套水平。排水管道以球墨鑄鐵管K9DN75、Ⅱ鋼筋混凝土管DN300為主，配套DN75、DN300等形式的混凝土井，共同構(gòu)成完善的排水體系。

2 溝槽土方開挖的要求

1)合理協(xié)調(diào)開挖順序，相鄰溝槽和基坑開挖時，按照先深后淺的順序依次完成開挖作業(yè)，條件允許時也可以采取同時開挖的方法。開挖現(xiàn)場臨近地下水位時，首先處理標(biāo)高最低處，這樣有利于在該處集中排水。土方開挖的擾動作用較強，因此要加強對現(xiàn)場土質(zhì)、地下水位標(biāo)高的監(jiān)測，及時采集、記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制斷面圖。隨著開挖進程的推進，達到設(shè)計標(biāo)高要求后，檢查地基土質(zhì)，判斷其是否滿足要求。

2)溝槽開挖時要加強防護，要求槽底土層有足夠的穩(wěn)定性，否則會影響基層土的承載性能。開挖后，及時清理槽底，并在下管前再次檢查，若有異常則需再次安排清底作業(yè)。局部超挖時，使用與基底土性質(zhì)保持一致的土料予以填補。而此部分新增土料的穩(wěn)定性不足，為此可采取分層夯實的方法。

3)機械開挖的作業(yè)效率較高，但容易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，應(yīng)安排專員負責(zé)，及時檢測標(biāo)高，視實際情況予以有效控制。開挖時加強防護，避免既有管道、地下電纜等設(shè)施受損。

4)開挖期間產(chǎn)生的土方先堆放至溝槽一側(cè)，考慮到堆載量較大、作用力較強的情況，要求堆載部位距槽邊至少0.8 m，同時將高度控制在1.5 m以內(nèi)。除此之外，土方堆載時不得壓蓋消防龍頭以及設(shè)置在現(xiàn)場的其他設(shè)施。

3 溝槽支護及開挖的重難點

部分管道的分布位置較為特殊，例如，跨越現(xiàn)狀道路，同時局部管道埋深較大。這些對溝槽開挖提出了更高的要求，需要有效減小開挖對現(xiàn)狀道路造成的影響，為此宜采取支護措施。挑選合適的開挖支護方式尤為關(guān)鍵，需要最大限度減小開挖造成的不良影響，同時現(xiàn)場既有地下管線類型豐富、數(shù)量多，還需加強防護。此外，開挖過程中加強降排水，減小水對施工的干擾，以便開挖施工進程的順利推進。

4 給排水管道施工工藝

4.1 鋼板樁支護

施工工藝流程：鋼板樁準(zhǔn)備→測量定位→鋼板樁打設(shè)→偏差糾正→土方開挖→支撐施做→排水施工→基槽回填→鋼板樁拔除→樁孔回填。

4.2 施工方法

1)鋼板樁的準(zhǔn)備。根據(jù)支護施工要求，社排路、洪安一街道路分別選用6、9 m的鋼板樁。以施工要求為準(zhǔn)，向具有資質(zhì)的廠商采購優(yōu)質(zhì)的鋼管樁，進場時加強對材料、外觀的檢查，各方面均要滿足要求，否則不予進場。

2)打樁設(shè)備的配套。鋼板樁施打需得到外力的支持，為此需配套合適的設(shè)備。靜壓植樁機較為合適，有序打設(shè)每根鋼板樁，每完成一處打設(shè)后，及時與前一根焊接固定。嚴(yán)格控制鋼板樁打設(shè)精度，垂直度偏差不大于樁長的2.5%，施工期間加強檢測，及時發(fā)現(xiàn)偏差并予以糾正。針對鋼板樁傾斜的問題，需要用鋼絲繩拉住樁身，隨著打設(shè)作業(yè)的進行，適當(dāng)糾正。

3)鋼板樁的現(xiàn)場管理。鋼板樁運至施工現(xiàn)場后，全面清理鎖口內(nèi)殘留的雜物，以免出現(xiàn)廢物充填現(xiàn)象，若有缺陷則查明實際情況，予以修整。合理選擇鋼板樁的存放位置，以平整、堅實穩(wěn)定的場地為宜。

4)鋼板樁的吊裝。吊運時，控制好單次起吊的數(shù)量，不宜過多，否則將加大吊裝時的控制難度；加強對鎖口的防護，避免該部位在吊裝期間受損。吊運的可選方法主要有兩種，一是單根吊裝，用常規(guī)吊具完成吊裝作業(yè)，二是用鋼索捆扎的成捆吊裝方法。

5)導(dǎo)向架的安裝。鋼板樁打設(shè)時，要有效提高打入精度，在此前提下順暢地將鋼板樁打設(shè)到位。為此，需配套剛度較大、穩(wěn)定性較好的導(dǎo)架作為打設(shè)的輔助裝置。導(dǎo)架由導(dǎo)梁、圍檁樁等相關(guān)裝置共同組成，以單層雙面結(jié)構(gòu)形式為宜，圍檁樁的間距控制在2.5～3.0 m。

6)打設(shè)方法。較為合適的方法是靜壓打樁，根據(jù)現(xiàn)場施工條件合理規(guī)劃作業(yè)方案，保證鋼板樁打設(shè)到位后溝槽的有效性(有良好的防水性能以及足夠的剛度)，以便后續(xù)可高效地施工地下管道。此外，可采取單獨打入的方法，確認當(dāng)前鋼板樁到位且無異常后，方可繼續(xù)打設(shè)下一根。

7)圍檁及鋼支撐的安裝。布置位置安排在溝槽頂以下0.5 m處，以焊接的方法在鋼板樁內(nèi)壁上設(shè)圍檁托架。該裝置設(shè)置到位后，吊裝H型鋼圍檁，將其放置到位，并予以焊接。支撐吊裝采取兩點起吊的方法，保證被吊構(gòu)件的平穩(wěn)性，避免出現(xiàn)碰撞、變形問題。經(jīng)過吊裝后，暫不松開吊鉤，而是在員工輔助下將支撐精確調(diào)整到位，此后再對支撐做臨時固定處理。

8)鋼板樁的拔除。分階段有序作業(yè)：先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部，對該部位做持續(xù)1～2 min的振動處理，目的是松動鋼板樁周邊的土層，降低摩阻力；然后，以緩慢的速度向上振拔，最終將鋼板樁拔出。拔樁時密切關(guān)注實際情況，若有上拔量異常偏小或無法上拔的情況，則暫停拔樁，以先適度向下施打、再上拔的方法加以處理，重復(fù)多次操作后，順利拔起鋼板樁[1]。

4.3 溝槽施工、管道施工

1)溝槽開挖。采取機械開挖為主、人工為輔的綜合型方案。先由機械設(shè)備開挖絕大部分，槽底標(biāo)高以上預(yù)留至少20 cm的土層時轉(zhuǎn)為人工開挖，直至達到槽底設(shè)計高程為止，這樣可有效避免超挖問題。對于溝槽開挖產(chǎn)生的土方，用自卸車及時運輸至指定堆放場所[2]。裝土?xí)r嚴(yán)格控制裝載量，需低于車廂高度，頂部用篷布覆蓋。車輛的車斗斗門必須保持密閉狀態(tài)，以免因土料撒漏而污染道路。以高壓水沖洗的方式清理車輪和車身的淤泥以及其他雜物，然后方可運土。

圖1 溝槽開挖示意圖(單位：m)

2)溝槽的支護。若敷設(shè)柔性管道，支護時可采取打設(shè)鋼板樁、木板樁的方法。拔樁后將產(chǎn)生不同程度的孔隙，該部分用砂土做回填處理，要求管道兩側(cè)土層有足夠的彈性抗力。溝槽支護期間加強觀察，若支撐構(gòu)件有松動、彎曲或其他異常狀況，則及時予以更換，以免影響支撐體系的支撐效果。仔細檢查支護部件，尤其是雨季和春季解凍時期，做到及時發(fā)現(xiàn)問題、盡快處理問題。在拆除支撐前，先檢查溝槽兩側(cè)的實際狀況，在確認無安全隱患的前提下，方可拆除。支撐的拆除要避免潛在安全隱患，為此，一方面需提升拆除作業(yè)的規(guī)范性，另一方面則加強防護，以免造成不良影響。

3)管基的施工。以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，合理安排管基施工作業(yè)。正式施工前，組織地基承載力測試。根據(jù)實測結(jié)果判斷地基的承載力是否達到要求，若無誤，則正式進入管基施工環(huán)節(jié)。期間，地基土不可遭到水的浸泡，亦不可處于受凍狀態(tài)，否則會削弱地基土的承載力。盡可能縮短土質(zhì)基底裸露于外界的時間。

4)管道的安裝。根據(jù)管道類別，采取針對性的安裝方法。給水管道按自上而下的順序安裝，排水管則與之相反，即從下方開始逐步向上方安裝。部分區(qū)段的管道自重較大，采取吊車輔助作業(yè)的方法，吊車穩(wěn)定?？吭诰嚯x溝緣2 m以外的區(qū)域。由專員在現(xiàn)場指揮，將管道妥善吊裝到位。

5)檢查井、截門井的施工。在現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、周期長等多重因素的共同作用下，檢查井的施工易產(chǎn)生較大的偏差，也有可能出現(xiàn)井壁砌磚通縫、砂漿飽和度不足等問題。為此，必須提升施工的規(guī)范性，例如，避免帶水澆筑墊層和基礎(chǔ)；加強對基層尺寸的檢測與控制，確保其能夠與工程設(shè)計圖紙保持一致；控制好砌磚的時間，以墊層混凝土凝固后為宜。對于截門井，按特定的流程將井內(nèi)踏步安裝到位并加以固定，保證該裝置的穩(wěn)定性。對于污水井的踏步，為避免該處銹蝕，需刷涂防銹漆。

6)溝槽降的排水。施工現(xiàn)場有地下水干擾時，沿坑底兩邊向外開挖，得到合適尺寸的集水溝和集水坑。在此方式下，構(gòu)成一條高效的排水路徑，產(chǎn)生的坑壁滲水將經(jīng)由集水溝進入集水坑，再用水泵外排。集水坑的修筑規(guī)模依據(jù)滲水量而定，通常其深度需在0.7 m以上，并用竹篾或木籠等裝置做有效的圍護處理，阻隔泥砂，避免水泵進水口被堵塞。

7)土方回填。嚴(yán)格控制回填土料的質(zhì)量，要求其不含有影響回填密實度和平整度的碎磚或其他雜物；回填前，先檢測含水量，要求實測值與最佳含水量的差值在許可范圍內(nèi)；檢查溝槽，若有積水則清理干凈，營造無水的施工環(huán)境，且不可殘留淤泥、腐殖土。分層有序回填，單層厚度約為30 cm，管頂上方50 cm內(nèi)采用石粉渣換填，其余采用滿足要求的土料回填，每層回填、夯實后安排檢測，無誤后方可施工下一層，按照此方法重復(fù)施工，將所有回填工作落實到位。加強對管道兩側(cè)回填高差的控制，要求該值在30 cm以內(nèi)，同時管頂上方50 cm內(nèi)的石粉渣也必須有足夠的密實性，實測密實度達到85%～90%。對于該部位上方的回填土，則按照與路基密實度一致的要求加以控制。

8)溝槽施工監(jiān)測。溝槽施工期間加強監(jiān)測，根據(jù)實測結(jié)果判斷溝槽施工情況，決定是否需設(shè)置支護結(jié)構(gòu)或其他優(yōu)化現(xiàn)場施工條件的措施，營造安全的工程環(huán)境，以便溝槽施工順利進行。同時，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測值做對比分析，據(jù)此對施工工藝的可行性做出判斷。結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況，更為合理地安排后續(xù)工作，以動態(tài)化施工的模式來保證施工質(zhì)量。

5 突破施工重難點的措施

1)施工前的規(guī)劃。立足于現(xiàn)場施工條件，識別其中的重難點，做針對性的設(shè)計。從技術(shù)可行性、質(zhì)量可靠性等方面做對比分析，經(jīng)過優(yōu)中選優(yōu)后，確定合適的施工方案。

2)溝槽開挖方法。以管道埋深為主要參考，確定合適的開挖方法，本項目采用拉森鋼板樁支護開挖和機械人工開挖兩種方法。開挖寬度超2 m時，為提高施工效率，采取機械開挖的方法；開挖寬度≤2 m或存在鄰近地鐵既有結(jié)構(gòu)物時，則采取人工精細化開挖的方法。機械開挖時，為避免超挖，槽底預(yù)留至少200 mm的土層，該部分轉(zhuǎn)為人工開挖的方法，然后再做整平處理，保證槽底質(zhì)量。

3)支護的注意事項。支護前，先深入現(xiàn)場做詳細檢查，判斷是否存在地下管線，若有，則明確其具體的類型、敷設(shè)位置，會同有關(guān)部門商討，采取遷改、加固等處理措施。在保證正常支護的同時，確保既有管線可有效使用。

4)開挖土方的管理。提前規(guī)劃2～3個棄土點，溝槽開挖產(chǎn)生的土方用自卸車裝載，緊閉車斗斗門、上蓋篷布、高壓水沖洗車輪和車身。在此前提下方可沿著預(yù)先規(guī)劃的路徑將土方轉(zhuǎn)運至指定堆放場所。此外，嚴(yán)格控制裝載量也較為關(guān)鍵，需低于車廂高度，否則易灑落，亦不可出現(xiàn)水土混裝的情況。

5)溝槽的降排水。施工現(xiàn)場存在地下水時，沿坑底兩邊開挖合適規(guī)格的排水溝和集水坑，實現(xiàn)高效排水。首先，坑壁滲水在排水溝的引流作用下匯聚至集水坑，再由該處的水泵抽排至坑外，形成高效的排水路徑。在此方式下，使中間挖土保持干燥，以便開挖作業(yè)的順利開展。集水坑的尺寸根據(jù)滲水量而定，通常情況下其深度需在0.7 m以上。此外，為避免泥砂堵塞水龍頭，用竹篾編筐或其他裝置予以圍護，起到“過濾”的作用。

6 結(jié) 語

給排水管道施工是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的重頭戲，溝槽土方開挖是常見的方法，在施工前需要加強現(xiàn)場勘察，掌握沿線地質(zhì)、水文、既有管線敷設(shè)等方面的情況，合理規(guī)劃施工方案。在施工期間加強管控，保證溝槽土方開挖效果，最終順利將管道敷設(shè)到位。

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