綜合整治工程中截污管道施工技術(shù)研究
——以潭頭渠為例

梁 龍

(深圳市寶安區(qū)水務(wù)技術(shù)監(jiān)管中心， 廣州 深圳 518100)

潭頭渠位于深圳市西北部的寶安區(qū)松崗街道，為茅洲河一級(jí)支流沙井河的支流，屬于珠江水系[1]。潭頭渠河道水體污染，導(dǎo)致水生物種類、數(shù)量稀少，幾近絕跡，河道幾乎無(wú)自凈能力，生態(tài)環(huán)境非常脆弱。目前，潭頭渠流域沿線未進(jìn)行系統(tǒng)的治理，只進(jìn)行過局部的治理[2]。導(dǎo)致潭頭渠匯水面積內(nèi)地勢(shì)東高西低，以松崗大道為界，上游地勢(shì)較高，平均高程為11.00 m。中下游地勢(shì)較低，平均高程為3.00～4.00 m[3]。上游河道與中游河道在松崗大道銜接處有高約3.0 m左右跌水?，F(xiàn)狀潭頭渠匯水面積為3.49 km2，匯水面積呈長(zhǎng)條狀、長(zhǎng)約4.55 km，最寬約1.30 km[4]。現(xiàn)狀潭頭渠河道(含支流)總長(zhǎng)4.48 km，下游及中游河道非常平緩，其縱坡基本為0.0007～0.0010；上游河道較陡，其縱坡可達(dá)0.006[5]。含有支流一條，長(zhǎng)0.55 km。潭頭渠是沙井河的一級(jí)支流，是茅洲河水環(huán)境綜合整治的重要組成部分[6]。河道存在大量污水直排入河、水質(zhì)黑臭，部分護(hù)岸存在安全隱患，交叉建筑物阻洪嚴(yán)重，致使河段排洪能力不足，暴雨期間經(jīng)常出現(xiàn)漫堤及水浸現(xiàn)象[7]。為了滿足茅洲河水環(huán)境綜合整治工程的總體要求、改善河道水環(huán)境，本文以此工程為例對(duì)綜合整治工程中截污管道施工技術(shù)進(jìn)行研究。通過分析潭頭渠排污問題以及具體綜合整治方案，在截污管道開槽支護(hù)施工中，對(duì)支護(hù)樁的搭建以及打孔處理進(jìn)行細(xì)化等方式完成施工技術(shù)的設(shè)計(jì)。通過本文的研究，以期為實(shí)際的截污管道施工工作提供有價(jià)值的參考。

1 潭頭渠排污問題分析及解決方案

1.1 潭頭渠排污問題分析

潭頭渠位于寶安區(qū)松崗街道境內(nèi)，始于松崗大道東側(cè)，由東向西穿過松崗大道、107國(guó)道、廣深高速，最終通過潭頭水閘匯入沙井河，干支流總長(zhǎng)約4.48 km，總匯水面積約3.49 km2[8]。潭頭渠匯水面積內(nèi)地勢(shì)東高西低，以松崗大道為界，松崗大道以東區(qū)域?yàn)樯嫌?，地?shì)最高，平均高程為11.00 m；松崗大道以西、107國(guó)道以東區(qū)域?yàn)橹杏危貏?shì)較高，平均高程為4.00～6.00 m；107國(guó)道以西區(qū)域?yàn)橄掠?，地?shì)最低，平均高程為3.30 m。流域內(nèi)地勢(shì)均比洪水水位高，雨水能自流排出，一般情況下不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)澇。但產(chǎn)生內(nèi)澇的成因比較復(fù)雜，一方面跟地勢(shì)與水位的高差大小有關(guān)，另一方面與片區(qū)內(nèi)雨水收集管網(wǎng)的完善程度、片區(qū)雨水排出管、潭頭渠行洪排放能力、下游沙井河是否頂托等四個(gè)因素均有很大關(guān)系，任何一個(gè)因素達(dá)不到要求就有可能導(dǎo)致內(nèi)澇，例如，若片區(qū)內(nèi)缺少雨水收集管網(wǎng)，會(huì)影響雨水收集和排放，導(dǎo)致雨水在地面上漫流，進(jìn)而形成漬水現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生。

1.2 潭頭渠排污問題解決方案

針對(duì)潭頭渠流域內(nèi)地勢(shì)高于防洪水位的區(qū)域(流域內(nèi)沒有地勢(shì)低于防洪水位的區(qū)域)，需要另外安排資金完善“片區(qū)內(nèi)雨水收集管網(wǎng)”及“片區(qū)雨水排出管”，按3 a一遇城市暴雨強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)雨水收集管網(wǎng)及排出管，解決雨水收集和排放問題。為此，構(gòu)建截污管道工程。

在對(duì)其實(shí)施的綜合整治工程中，構(gòu)建的結(jié)構(gòu)專業(yè)涉及樁號(hào)A0+950～ A0+985段2.0 m×5.0 m×3.0 m雙孔鋼筋混凝土箱涵、松崗大道及華美路下2.5 m×2.0 m、3.5 m×1.5 m、4.5 m×2.0 m及5.5 m×2.0 m鋼筋混凝土箱涵、廣深公路規(guī)劃立業(yè)路口U型槽、頂管工作井及接收井、截流井、限流井及相關(guān)基坑支護(hù)等設(shè)計(jì)。

2 截污管道施工技術(shù)研究

根據(jù)松崗潭頭渠綜合整治工程治理思路，針對(duì)潭頭泵站至廣深高速公路段進(jìn)行截污管道施工設(shè)計(jì)。

2.1 管道開槽支護(hù)施工

考慮管道在周邊地形有足夠條件，為此采用放坡形式對(duì)管溝開挖。管道埋深小于3.00 m的管道放坡比例根據(jù)土質(zhì)條件采用0.50～0.75；埋深大于3.00 m的管道放坡根據(jù)土質(zhì)條件采用1.00～1.25。溝槽底寬度根據(jù)管徑確定管道直徑D≤500 mm時(shí)，溝槽底寬度為D+800 mm；D>500 mm時(shí)，溝槽底寬度為D+1000 mm。本文選用的混凝土為水下支護(hù)混凝土，對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息如表1所示。

以此為基礎(chǔ)，對(duì)于管道開槽支護(hù)施工，本文采用上部沖孔+下部回旋的方式完成基礎(chǔ)的打孔處理，由于鋼護(hù)筒穩(wěn)定性更高，因此將其作為安裝的護(hù)筒，其內(nèi)徑比樁徑大25.0 cm。在確認(rèn)護(hù)筒中心軸線位于樁位中心位置后，埋設(shè)護(hù)筒。在此過程中，始終保持護(hù)筒處于豎直狀態(tài)。對(duì)于最終護(hù)筒埋設(shè)的長(zhǎng)度，以應(yīng)高出地面0.30 m，高出水位1.50 m為基準(zhǔn)。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，利用黏質(zhì)土對(duì)護(hù)筒周圍進(jìn)行回填處理。需要注意的是，此時(shí)的操作要進(jìn)行對(duì)稱、均勻?qū)嵤?，在過程中逐層進(jìn)行夯實(shí)處理，以此避免由于回填操作對(duì)護(hù)筒位置的影響。在完成對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)后，需要在護(hù)筒上標(biāo)記支護(hù)樁的中心位置信息。為了降低對(duì)鄰樁混凝土凝固的影響，本文在完成支護(hù)樁混凝土施工后的24 h后執(zhí)行對(duì)護(hù)筒進(jìn)行鉆孔處理。首先調(diào)整鉆機(jī)鉆架底座和頂端處于水平狀態(tài)，使對(duì)應(yīng)的鉆桿處于垂直狀態(tài)，將鉆頭的中心與支護(hù)樁的中心重合。在鉆孔的過程中，對(duì)護(hù)筒的狀態(tài)進(jìn)行觀察，包括其是否存在偏移和下沉情況，并對(duì)鉆桿的狀態(tài)進(jìn)行檢查，包括其與支護(hù)樁的垂直度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)停鉆，并進(jìn)行修正處理。檢測(cè)測(cè)斜和孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在保持孔內(nèi)原有水頭高度的前提下實(shí)施清孔操作。

表1 管道開槽支護(hù)混凝土參數(shù)

2.2 管道鋼筋籠安裝施工

由于排污管道的位置特性，在安裝過程中同步實(shí)施對(duì)鋼筋籠的制作難度較大，為此，在鋼筋加工廠中制作鋼筋籠，并且以分段的方式成型，以此為基礎(chǔ)的安裝也采用分段吊入的方式實(shí)現(xiàn)。其中，單段鋼筋籠的參數(shù)信息如表2所示。

表2 鋼筋籠參數(shù)信息

按照表1所示的標(biāo)準(zhǔn)制作鋼筋籠，利用搭接焊的方式在孔口處焊接主筋，交錯(cuò)布置鋼筋接頭的位置。在具體的焊接操作中，本文采用雙面焊的方式，焊接長(zhǎng)度是主筋直徑的5倍。將汽車作為安裝實(shí)施裝置，采用吊兩點(diǎn)法將鋼筋籠吊裝至目標(biāo)位置，并對(duì)其頂面進(jìn)行固定，以此防止鋼筋籠上升或側(cè)身移動(dòng)的情況出現(xiàn)。

2.3 管道安裝施工

在完成上述操作后，采用導(dǎo)管法施工實(shí)施對(duì)排污管道的安裝處理。先拆除現(xiàn)漿砌片石結(jié)構(gòu)，再開挖整理出一個(gè)新的工作平臺(tái)，使其滿足換填處理基礎(chǔ)的施工工作面的要求，通過換填塊石處理，保證地基承載力；并新建鋼筋混凝土明渠，作為管道岸墻結(jié)構(gòu)及渠底護(hù)砌型式?？紤]到管道外尺寸和糙率系數(shù)兩個(gè)重要因素，本次設(shè)計(jì)主管材選用HDPE中空壁塑鋼纏繞管，環(huán)剛度SN8.0 kN/m2。在施工前完成對(duì)導(dǎo)管的拼接，并在安裝前對(duì)其進(jìn)行了水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，確保其滿足潭頭渠流域的水文要求。對(duì)于符合安裝要求的導(dǎo)管，以鋼筋籠對(duì)應(yīng)的井深為基礎(chǔ)設(shè)置導(dǎo)管的長(zhǎng)度，其標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)管長(zhǎng)度與孔底之間的空間距離≥15.00 cm，≤20.00 cm。施工方式如圖1所示。

圖1 管道安裝施工方式(單位：mm)

按照?qǐng)D1所示的施工方式，同樣采用汽車吊裝就位，在吊入導(dǎo)管時(shí)，始終保持其位置居中，下放速度不超過10 m/min。之后的混凝土澆筑操作是確保管道安裝效果的關(guān)鍵。由于是在水中實(shí)施該操作，因此本文需要對(duì)孔底泥漿沉淀厚度進(jìn)行檢測(cè)，得到的數(shù)據(jù)為結(jié)果為26.26 cm，大于規(guī)定要求的10.00 cm，因此進(jìn)行了二次清孔處理。在實(shí)施首批混凝土澆筑時(shí)，在上文構(gòu)建的支護(hù)結(jié)構(gòu)處于正常狀態(tài)下，應(yīng)保證導(dǎo)管不超過混凝土內(nèi)埋深6.00 m，且不小于4.00 m。嚴(yán)禁導(dǎo)管露出混凝土面，并填寫水下混凝土澆筑記錄。對(duì)于混凝土的運(yùn)輸，本文使用10.0 m3攪拌運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸，漏斗與導(dǎo)管連接處，用隔栓堵塞，在漏斗混凝土已灌入足量時(shí)，可提起隔栓，混凝土由漏斗連續(xù)進(jìn)入導(dǎo)管。在首批混凝土初凝前，完成混凝土的支護(hù)。

最后就是在管道施工完成后，在其內(nèi)外表面進(jìn)行噴涂處理，本文采用三管注漿高壓噴涂的方式實(shí)現(xiàn)該操作。其中，對(duì)應(yīng)的施工參數(shù)信息如表3所示。

表3 高壓三管旋噴施工參數(shù)

按照表3中的數(shù)據(jù)實(shí)施對(duì)管道表面的噴涂處理，以此提高其對(duì)滲透作用的阻抗能力，確保其使用年限可以達(dá)到預(yù)期。

3 施工效果分析

在上述基礎(chǔ)上，對(duì)截污管道施工效果進(jìn)行分析，其結(jié)果如表4所示。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，本文施工后的截污管道可以達(dá)到設(shè)計(jì)處理污水量標(biāo)準(zhǔn)，最大過能均超過設(shè)計(jì)要求，表明本文施工效果良好。

表4 截污管道施工效果統(tǒng)計(jì)

4 結(jié) 語(yǔ)

綜合治理是一項(xiàng)系統(tǒng)性較強(qiáng)的工作，其中的排污管道設(shè)置是控制水污染的重要措施之一。在具體的排污管道施工過程中，受實(shí)際施工環(huán)境以及基礎(chǔ)條件差異的影響，施工效果的差異性也較為明顯。在此基礎(chǔ)上，本文以潭頭渠為例，展開對(duì)綜合治理工程中排污管道施工技術(shù)的研究，在分析潭頭渠排污問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合解決方案，對(duì)具體的排污管道施工方式進(jìn)行詳細(xì)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：施工后的排污管道達(dá)到了施工方案設(shè)計(jì)初期的應(yīng)用目標(biāo)。通過本文的研究，以期為相關(guān)實(shí)際管道施工工作的開展提供幫助，并且能夠助力綜合治理工程價(jià)值得到更大程度的發(fā)揮。