污水处理的管道施工问题及对策

（福建省浦口建筑工程有限公司，福建 福州 350000）

市政污水处理系统是保障城市生活正常运行的基础，污水管道施工质量的好坏直接影响到污水管道工程整体质量。当前，我国城市污水处理管道施工仍然存在一些问题，给人们生产生活带来一定的不利影响。因此，相关部门应该重视污水处理管理施工问题。

1 工程概况

长乐市潭头镇核心区污水管线工程位于长乐潭头老镇区，含金福路、朱熹街、金潭路、永乐街、宏新路、永霞路、永安路、永祥路、永业路以及曹朱溪至新201省道潭头污水提升泵站沿线。整个工程建设包括一座临时污水泵井、污水工程和道路修复工程等内容。

旧镇区道路沿线多为农田以及民房、居住小区，周边水系密集，沟渠众多。目前，污水主要直排周边水体、沟渠。现状在潭头河驳岸两侧已经敷设了D500 mm～D800 mm雨污合流管。该管网截流晴天污水，雨天过多雨水溢流至潭头河内。该管网末端污水系统（沿新201省道）正在施工设计中，待其建设完成后，该管网污水将被收集至潭头污水泵站，经过提升后排入潭头污水处理厂。潭头河两侧地块的污水，大部分都排入该截污管道中。管道污染示意图如图1所示。

2 管道施工主要材料技术要求

排水管材：明挖段污水管采用HDPE增强缠绕管B型结构壁，采用承插电热熔接口连接。当埋深H≤4.0 m时，环刚度SN≥10.0 kN/m2，当埋深4.0 m＜H≤6 m时，环刚度SN≥12.5 kN/m2，当埋深H＞6.0 m时，环刚度SN≥16.0 kN/m2。该工程采购的该次设计拉管段污水管采用PE管材，压力为1.0 MPa，电熔接口。

根据该工程项目的特点，塑料管道供应商在对工程地基承载力、覆土深度等进行变形率核算后，最终确定塑料管道的整体变形在直径的3%以内，符合设计要求。

钢筋混凝土管道采用180 °砼基础。HDPE增强缠绕B型结构壁采用砂垫层基础。污水管道采用柔性管材，当雨水管道采用柔性接口时，雨水管道接口处下方的管道基础设置断缝，内嵌0.5 cm塑料泡沫板。

管材的配套配件包括法兰盘、密封圈和套筒等配件由管材供应商一并供应。对于链接作业所用到的热熔、电熔等工具设备，施工单位如果没有相应的设施或者技术时，也需管材供应商进行提供和技术指导。管道链接中所使用的润滑剂等辅助材料也可以考虑一并通过管材供应商来提供，这样可以保证相关配套材料的统一性，提高项目工程质量。

3 管道施工控制关键点

管道施工前施工单位需要先对现场进行勘查，针对工程的沿线环境、地质水文情况、地下管线与地上建筑物等进行查看，并结合资料对上述内容进行确认。

图1 管道污线示意图

此外，要对道路现有管线包括雨水、污水接出口管径、标高等进行测量与核实。施工中要重视对现有管线的维护，做好新旧管线加固工作。如果发现有图纸上未能标注清楚的旧管线，需要将勘查后的资料反馈给设计单位补充和修订。管线交叉处理按照给排水管道工程施工验收规范来进行。

项目在施工过程中还要重视对管内底标高的控制，该项目要求误差范围为： 当管径小于1 m时，允许正负偏差为～10 mm；当管径大于1 m时，允许正负偏差为0～15 mm内。污水管道施工结束之后，管段必须通过闭水试验，且验证合格之后才能使用。

排水管道敷设施工需在路基填方施工前，如果现有的高程无法满足管道敷设要求，施工单位需要对其进行填方处理，在达到要求后才可以进行施工操作。

设计排水管道已建检查井，应对已建检查井进行改造或新建，特别是在现状道路上进行施工时，应支护可靠，严格控制道路变形，同时应考虑现状排水的临时疏导等措施。

该工程项目的运行管理要严格按照已制定的安全规范与环保规程，在施工现场醒目位置放置安全警示牌与警示标志，工作区域内严禁非工作人员进入；沟槽开挖时，开挖方式、支护工艺需要结合现场地质条件与周围环境，选择性价比高、安全性强能满足环境要求的方案进行施工。同时，要考虑地下水对工程项目的影响，在进行土方施工时，要结合现场实际环境制定相应的降排水方案。

施工单位应该根据土的种类、水文地质情况、施工方法和环境、支撑条件、管道断面尺寸、管节工度和埋深等因素选择与确定沟槽断面，同时还应该符合下列规定：首先，槽底宽、深，边坡、留台设计等都要以方便管道施工为主，减少土方工程；其次，重视土方的平衡和调配，避免重复挖运问题，在一些大断面深沟槽施工时还要按照要求编制专项施工方案；最后，在沟槽外侧要预留排水沟，避免雨水对沟槽的侵泡。

在进行井室、污水口等回填操作时还要注意以下问题问题：首先，在对井室周边进行回填时，要考虑和管道沟通回填工作同步进行。如因特殊原因造成两者不能同步实施，需要考虑预留台阶型接茬；其次，回填材料在压实后要与井壁紧密连接在一起；再次，路面范围内井室周围在进行回填时，其回填厚度要大于0.4 m，且回填密度高于95%；最后，严禁井壁附近取土回填。

管道沟槽断面主要包括梯形槽和直槽2种。在进行大型、深埋或者综合管道施工时，必须使用分层开挖、分层放坡模式，施工单位还要编制专项施工方案，做好安全技术措施，要结合现场的土质条件、地下水位、沟槽断面和载荷等多沟槽支护进行设计。沟槽支撑主要使用木板桩与钢板桩，使用钢板桩支撑还可以考虑工字钢、定型钢板桩等工艺。

4 项目施工中遇到的问题及解决措施

4.1 项目施工遇到的问题

此项目为沿海地区，施工段两侧为老旧民房，为砖木、砖混结构，基础为浅基础、砖基础等中间开挖污水管道，水平距离开挖处只有2.5 m左右，污水管道设计埋深在2.8 m～3.0 m，地下为粉砂层，地下常年水位在1.2 m左右，施工单位按图纸、施工组织方案以及工程量清单等要求组织了现场施打钢板桩，并试开挖当挖深到1.5 m左右发现流砂现象出水量很大，低部发生基涌，并造成了试挖段路面下沉，周边的居民要求停工，如挖到设计标高，加之延管线进行井点降水可能也会造成周边民房局部下沉墙体开裂等现象。

4.2 解决方案

原设计开挖工艺无法达到预期效果，旧房屋填基础，河道边上粉沙没办法开挖，只能采取拉管的工艺。开挖段改成拉管，又遇到水下的河道，因为边上水比较多，膨润土润滑剂打进去效果不是很理想，粉沙的扩孔会踏空等各方面的因素。因此，扩孔过大，膨润土不够用，最终采用注浆工艺进行扩孔处理。

4.3 钻孔与成孔施工控制关键点

4.3.1 定向钻孔施工原理

非开挖水平定向钻孔技术主要用于地下管线快速铺设工程，是一种非开挖施工方式。目前，该技术在天然气、污水处理、自来水等系统已经得到了广泛的应用。水平定向钻孔施工主要包括以下3个过程：1）钻进导向孔。该项目的水平导向钻采用的是辅助射流的切削钻头。钻头头部有斜面板，在钻杆回转过程中钻头钻出直孔。如果钻头向前推进但是不回转，那么钻孔的轨迹就会出现偏斜，实现地下钻孔方向改变的目的。钻头工作时，钻头内的导向探头发出信号，地面接受器接受信号，工作人员通过显示器对钻头的方向与深度进行监测，实现对钻孔轨迹的控制[1]。2）钻进回扩。在导向孔工序结束之后，还要进行钻孔扩大操作。通常要求钻孔扩大到成品管线直径的1.4倍左右，方便后期成品管线安装操作。对于一些管线管径较大、底层情况复杂工程，还可以考虑进行分次、多次回扩操作，最终钻孔要满足成品管线的安装要求。3）管线拖拉。钻孔回扩结束后，通常在出口处利用回拖头与扩孔钻头把准备铺设的管线与钻杆连接起来，通过定向钻机进行回拉，把管线导入钻孔内进行管线铺设作业。

定向钻孔穿越的主要优势是施工作业可以在道路两侧实施，对交通的影响较小，不会造成交通阻断。同时，改施工方法对周边建筑物的影响较小，施工周期短，成本低，且对管线的保护性较强。所以定向钻孔穿越施工法是当前最主要、最常用的一种施工方法。

4.3.2 施工流程与施工准备

该项目施工流程具体如图2所示。该项目施工前按照要求进行前期调查，对非开挖牵引穿管全线进行地质勘查与地下管线探查，分析地质情况，制定相应的施工组织方案。如果有地下管线还应该做好标记，避免拉进施工队现有管线造成损害。另外，在施工前需要对全部的导线点与水准点进行测量，按照结果进行管线放样、水准点引点等操作。还要注意倒虹吸问题，注意检查井之间的管线要是直线段。

该项目工程定向钻机辅管能力按照回拉力计算值来进行选择，确定定向钻机型号。在项目施工中，牵引穿管施工的管材PE管使用符合非开挖施工技术要求的A型结构壁管，管材标准要满足给水用聚乙烯PE管材要求。接口使用热熔对接，按照需要使用电热熔带加强连接，接口的抗拉强度要高于管材的抗拉强度，接口的最大拉力等指标还需要经过检测单位检测。在正式施工前，施工单位要结合现场实际条件和钻机牵引拉力要求对管材进行复核验算，明确管材等级与单趟牵引管道长度。另外，还要根据实际需求对管材内外部进行加固。

4.3.3 定向钻孔轨迹设计

定向钻孔轨迹设计是钻孔施工的基础和保障，对后期项目的实施具有直接影响。钻孔轨迹设计时需要考核考虑地下管线情况、管材类型、关键点位置、地貌条件和施工环境等多种因素。

该工程项目的定向钻孔轨迹设计主要从入孔、造斜段与水平段3个方面来进行。设计值包括最小允许曲率半径确定、钻杆曲率半径确定和造斜段曲率半径确定。

4.3.4 钻导向孔

钻机需要先进行试运转，然后再结合工程要求设置参数。根据设计轨迹进行钻孔操作。造斜段数据控制通常为0.5 m～1.0 m，水平段通常为3 m～5 m，其目的在于确保导向孔不会偏离抽线。每根钻杆钻进之后都要对其深度和方向进行测量，统计钻进路径。钻杆的标高偏差必须小于80 mm，轴向偏差应该小于100 mm。做好地表测量点标记，为后期的测量与深度核对提供方便[2]。

4.3.5 成孔施工问题

在孔洞成型后，拆卸导向头，更换为钻头。钻头的孔径通常要求比孔洞大一号，将钻头放置在初始状态位置，更换钻头，改为更大号钻头，重复几次。为了防止塌孔，在水中加入FT-PMC复合剂，利用高压注射通过钻杆至钻头，该复合剂具有固化洞壁、润滑钻杆等作用。施工时必须采取逐级扩孔，终孔扩孔直径一般大于管道外径80 mm～120 mm，但是不得超径扩孔，牵引穿管施工之前必须进行一次复合泥浆高压泵入孔内清孔，保证孔壁完整、孔道顺滑，确保穿管时管道不变形，一旦扩孔直径达到要求时，立即穿管，穿管前后都要对孔口和管口进行测量、比较等，以确保工程质量。如果在流塑地层施工，成孔标高将难以控制，必须采用漂浮挤压桶式钻头配合FT-PMC和FT-PAN复合剂改善土体结构，提高土层的密实度，确保铺管高程精度符合《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》[3]。

图2 施工工艺流程

5 结论

随着我国城镇化进程的推进，市政工程规模不断扩大，城市对污水管网的需求量也更大。城市中的生活污水、雨水等经过污水管网进行排泄。因此，在重视城市发展与建设的同时，也要重视城市污水管网建设工程。该文通过对长乐市潭头镇核心区污水管线工程进行建设包括一座临时污水泵井、污水工程、道路修复工程等内容进行改造建造，积极探索该工程项目在实际施工过程出现的施工段环境复杂（老旧民房多）、地下常年水位偏高等问题，通过定向钻孔施工等技术措施，并严格按照图纸及施工组织方案以及工程量清单等方式，对段路面进行试挖，并解决路面下沉、周边民房局部下沉墙体开裂等问题，使该工程项目圆满峻工，保证了污水管网施工质量，为人们的生产生活提供保障。