市政管道施工技术分析

张 帅

(中国电建市政建设集团有限公司，天津 300000)

0 引言

市政污水管道工程是城市基础设施建设的重要组成内容，是提高人们生活环境，避免乱排乱放的主要民生工程。随着污水管道工程建设逐渐增多，施工技术和施工工艺不断成熟，但也出现了管道连接不紧密、路面沉降、支护不规范等一系列的质量和安全问题。本文对污水管道施工过程进行了分析，并对某些问题进行了探讨和改进，为实际工程提供参考。

1 沟槽开挖

沟槽开挖是管道施工一项重要的基础工作，其细节性不容忽视。沟槽开挖的形式应根据施工现场周边环境、土质和地下水位等因素确定，如表1所示。沟槽开挖断面应符合施工方案的要求，并且槽底应有足够的工作面。为确保原状地基土不被扰动，一般采用机械开挖至槽底标高以上200 mm～300 mm，然后由人工开挖至设计高程，整平，且应严格控制开挖的进度，防止晾槽时间过长，降低沟槽安全系数。应严格控制沟槽上两侧静载和动载对沟槽的影响，如堆土高度和机械振动。为保证管道出现不均匀沉降，沟槽地基承载力应满足规范设计要求，当出现软弱地基、槽底局部扰动或受水浸泡时，应及时采用天然级配砂砾石、石灰土或三合土换填。

表1 沟槽形式

2 沟槽支护

管道工程一般集中在城市中心，沟槽的开挖会引起开挖地区土体的应力状态产生变化，给周边道路、建筑及人们出行带来很大影响，并且在开挖过程中可能会遇到不同的土质，因此，边坡的稳定性显得尤为重要。沟槽支护形式的合理性是提高安全系数的重要保障，常见的沟槽支护形式主要有:钢木支护、混凝土灌注桩支护、土钉墙支护、钢板桩支护等。

施工现场有足够的场地，地质条件较好，开挖较浅且地下水位较深时，可以无支护放坡开挖，开挖深度一般小于3 m，坡度可采用1∶0.5～1∶1.25。当现场没有足够场地时，可以采用钢木支护，如图1，图2所示。

土钉墙支护体系是由被加固的原位土体、土钉锚固体和坡面上喷射混凝土面板组成，如图3所示。土钉墙支护适用于周边没有地下障碍物，地下水位较深，土质以粘性土、砂土、碎石土为主。沟槽深度可达5 m～8 m。

图1 无支护放坡

图2 钢木支护

图3 土钉墙支护

钢板桩支护是目前市政管线施工中最常用的支护方式，主要分为型钢支护和拉森钢板桩支护。由型钢或拉森桩、围檩、横撑组成。钢板桩支护符合先支后挖的原则，可根据沟槽深度设置一道或多道横撑，具有较强的安全性能。对于土质较差，施工场地狭小或周边环境复杂等情况钢板桩是一种理想的支护形式，如图4所示。其缺点是支撑工作量大、对土体的扰动较大，尤其是拔出时对回填土的压实度有较大影响。目前常用的主要是型钢支护和工字钢支护，其布置形式主要有全顺支护、全丁支护、一顺一丁支护，如图5～图7所示。全顺支护对工字钢的用量较少，同时缩短了打桩时间，但是这种方式导致工字钢弱轴受弯，发挥不出工字钢良好抗弯性能的特点。全丁支护虽然具有较强的支护强度，但是施工并不方便，一顺一丁支护集合了前两种支护的优点，因此被广泛采用。相比于工字钢支护，拉森钢板桩为互扣式，桩与桩之间连接紧密，具有较好的止水性能。

图4 拉森钢板桩支护

图5 全顺支护

图6 全丁支护

图7 一顺一丁支护

3 管道敷设

随着技术的发展，越来越多的市政管道工程中采用材质较好的HDPE，UPVC等塑料管道［1］。HDPE—聚乙烯塑料缠绕结构壁管具有以下优点:

1)具有足够的环刚度以抵抗土壤荷载，且聚乙烯具有极强的耐腐蚀的能力;

2)管道内壁光滑，相比混凝土管，流动阻力较小，沉淀物不易在管内积聚;

3)具有柔性，允许一定的变形率，且连接方便、快捷，密封性好;

4)质量轻，接头少，无需机械吊装即可进行管道安装;

5)使用寿命长，埋地寿命可达50年以上。

管道基础的好坏是管道沉降变形的重要保障。当土质较好时，管底应铺设一层20 cm厚中粗砂垫层，当在软弱地基上时，宜先铺一层厚度不小于150 mm的砂砾，其表面再铺厚度不小于50 mm的中粗砂垫层。

管道连接方式有承插式柔性连接、套筒连接、法兰连接、卡箍连接、电容连接、热熔连接等，连接所用的配套管件必须由管节生产厂家配套供应，电容连接、热熔连接、套筒连接、法兰连接、卡箍连接应在当日温度较低时进行。

管道施工时应严格控制管道变形率、轴线位置、管道与检查井连接等问题。施工过程中一般通过控制好回填质量和压实度实现管土共同作用减少管道的变形率，尤其是管道两侧的压实度不小于95%，通过管道两侧夯实过程中管道出现的竖向反向变形，来抵消管道上部的部分荷载。对于HDPE结构壁管，一般增加环刚度来控制管道变形率，埋深小于4 m时，环刚度不小于8 kN/m2，埋深不小于4 m时，环刚度不小于12.5 kN/m2。管道变形率的检测可采用圆度板管内拖拉法进行检测。当管道质量较轻时，如果回填不对称进行，很容易使管道产生轴线偏移。因此，在回填时，应先在管道上部用装满砂的编织袋压实，同时管道两侧腋角应压实，并且分层对称回填。管道与检查井的连接直接关系到管道系统的密闭性，因此，采用与塑料管道相对应材质的塑料检查井［2］将是一个有效的方法。

4 沟槽回填

沟槽回填是市政工程施工中重要的一环，应在密闭性试验合格后及时进行。土方回填时，应注意以下几个问题:

1)回填土中不得含有淤泥、垃圾、腐殖土等软弱材料，保证压实质量;

2)沟槽内不得有砖、石等杂物，槽内不得存有积水，雨天时，应将土方及沟槽苫盖好;

3)管道腋角应采用中粗砂压实，防止出现空洞，管道两侧应同时夯实，高差不得超过30 cm，防止管道出现位移;

4)管道半径以下回填时应采取防止管道上浮、位移措施;

5)从管底基础开始到管顶以上500 mm范围内，必须采用人工夯实，且回填土的虚铺厚度应根据压实机具按规定选取;

6)井室周围回填应沿井室中心线对称进行，路面范围内的井室周围应采用石灰土、砂、砂砾等材料回填，且回填宽度不小于40 cm。

5 结语

管道施工虽然理论上较为简单，但实际操作中若施工不规范，管理不严格，将会为以后埋下严重的质量问题，且不能保证管道使用的长久性。为使管道施工更快捷、方便，也需要我们在实际工程中不断摸索新的方法、新的技术。