大口径混凝土污水管穿越复杂地形地质处理及工艺改进

【摘  要】大口径的钢筋混凝土污水管是要穿越公路和铁路的桥梁，附近的建筑物挖开施工的支护，出现深埋之后会出现严重的流砂层的地质状况和复杂地形，应该对此采用不一样的设计方案，对施工规划和工艺安装问题进行解决。临沂市河东区的污水处理厂主要管道沿河布设，工期较短，在其管道设计中及施工的方面采用较为特殊的方案和工艺措施，可以获得更好的效果。

【关键词】混凝土污水管;复杂地形地质;设计施工方案

引言

这些年来，由于我国的进步，该类型项目的全面施工建设工程也变得越来越多。穿越复杂地形地质处理和工艺的改进有没有符合其要求，是决定性一步。本文章对工程的方案和工艺的改进实行全面分析，为其工程的处理提供更多的参考措施。

1.工程基本情况

临沂市河东区位于鲁南地区，临沂市区东部，属平原地带，地形相对平缓，规划城市污水管网实行雨污分流，近年来在城市建成区和新建区，先后铺设了φ400mm～φ1500mm之间不同管径的钢筋混凝土污水管道总长40余公里。其中沿河底布设的大口径主管道，设计直径为φ100mm、中1500mm两种规格，管道埋深在5m-7m，沿线地质情况为：地表覆盖层2m～3m的壤土，以下3m～5m流沙层，局部地段有岩石突起，管道穿越铁路、公路桥涵，邻近楼房地段开挖，在整个施工过程中，由于受地形、地质条件限制，为保障交通和建筑物安全，且有利于今后的管理，施工中遇到了严重塌方和地下渗水问题，通过采取不同的设计和施工方案解决，从而保证了施工工期和质量。

2.工程地質情况

断面勘探深度内各工程地质层特征综述如下：一是层素填士，灰黄色、可塑、稍湿岩性主要成份为粉质粘士，含少量砾石。主要分布于北胶新河河堤上部。层厚1.40m，层底标高9.82m，层底埋深1.40m。二是层粉质粘土：灰黄，褐红色，可塑硬塑，稍有光滑，摇振反应无，干强度及韧性中等，含铁锰质结核及钙质结核.铁锰质结核粒径10-40mm，钙质结核粒径5-60mm，含量约5%～10%，局部富集表层多为耕植土。该层全区分布。层厚2.20-4.80m，层底标高4.51-8.78m，层底埋深2.20-4.80m。三是层全强风化泥质砂岩。棕红色夹浅灰色，原岩结构基本破坏，岩芯呈砂土状，夹少量原岩碎块，手扳易碎。层厚1.90-6.70m，层底标高0.70- 4.66m，层底埋深4.10-9.70m。四是层中等风化凝灰岩。找灰色，紫灰色，凝灰质结构，块状构造，裂際较发育，裂隙充填物为粘土，岩芯呈柱状，节长一般10-30cm， 最长可达200-320em。该层未揭穿，揭露厚度2.30-13.20，层顶标高2.26--18.78m。岩石单轴抗压强度最高为39Mpa。穿越经过的地层主要是素填土.粉质粘士.全-强风化泥质砂岩中等凤化泥质砂岩。

3.管道穿越复杂地形与地质处理方案

3.1穿越铁路与公路路基及桥涵的处理

由于受地区地形条件的限制，大部分的污水主管道沿河道布设，其中2处会穿越铁路路基3处穿越铁路桥涵、4处穿越公路及桥涵。考虑对路基安全及交通的影响，在穿越铁路、公路路基和桥下，均采取了非开挖顶管施工方案。由于管道埋深大，地下水丰富，钢筋混凝土工作井和接收井均采取了沉井施工方案。为较好的控制地下水位，在工作井外围布设井管，实施井点抽排降水;2处铁路桥下穿越时，因交叉角度较小管道靠近墩基较近，管底高程低于桥墩基础，不能按常规开挖施工，经过与铁路设计单位研究，采取了在桥墩外侧先做混凝土旋喷桩支护，达到设计强度后，再进行开挖施工;另一处桥下由于铁路上下行线对安全的要求很高，采取了旋喷桩支护后中间顶进预制钢筋混凝土U形保护槽方案，以上技术措施较好的解决了管道经铁路下穿越不安全的问题。

3.2邻近建筑物开挖支护和降水方案

沿线许多地段受场地和拆迁的限制，管道距离居住楼房、 桥墩或道路比较近，正常开挖没办法保证建筑施工和人员的安全性。对与邻近的楼房地段，采取了沿建筑物外侧（1.5m）平行布设一定的简易降水井，提前抽排降低地下水位，并在开挖面边沿打人钢管桩（φ15cm）形成连续墙，然后有效进行开挖施工;在邻近铁路桥墩处，实施了钢筋混凝土灌注桩（φ30cm）形成了连续墙，顶端设连续梁加固的支护措施;部分埋设深度（3m～4m）相对较浅的流沙和塌方地段，采取在基础外围（间隔50em）打人槽钢（深人基础下大于80em）形成的支撑桩，外侧打入钢板（厚lem，布设一定的排水孔）形成整体支护，减少了开挖宽度，解决了施工空间不足的问题，取得了较好的效果。

3.3沿河底布设管道检查井的处理

本工程有4km主管道受地形条件限制，经多方案比较，选择在河道内布设，管顶距河底2m～4m。由于管道沿线需要设置必要的检查井和连接井，为不影响排水，采取了设置封闭的暗并并外引一定数量河岸检查井，从而较好的解决了河道排水和今后的管理问题。其中外引检查井设计方式为，河道内主管道检查井设计为封闭的暗井，在一侧增设同规格的连接管道，引至河道堤防外围设检查明井，满足管道检查和以后沉淀物抽排。

4.施工工艺的改进

4.1基槽施工采取分段开挖梯级降水

因为主管道布设在河内，平均埋深在河底下2m～3m，开挖面均处于流砂层，地下水十分丰富，做好降水工作是关键任务。施工过程中采取了上游填筑围堰提前导流，施工段按照分段开挖梯级降水的方案。就是在开挖面上游50m-100m处布设抽水机械，提前截排河道渗流水，保持河底施工处于无水作业状态，然后安排第一台挖掘机（挖深1.5m-2.5m）开挖上层土方，当形成一定长度的工作面后，安排第二梯级的挖掘机根据设计基础高程开挖管道基槽，为有效控制基槽水位，在设计底高程下基槽两侧布设了0.3mx0. 3m的纵向排水沟，间隔30m设集中排水点，进行第二梯级排水。当形成一定的工作面后平整基础，进行管道基础混凝土浇筑。从而保证了整个施工段连续施工无水作业有序进行，施工质量进度得到保证。

4.2现浇钢筋混凝土检查井改为两阶段施工工艺

设计管道检查井均为现浇钢筋混凝土结构，由于河道内施工受地下水和工期所限，为加快进度保证质量，采取了提前预制钢筋混凝土井底盘的两阶段施工工艺。首先根据设计配筋提前预制检查井底座，周边预留1Sem高边墙一同制作。在基础施工阶段，提前吊装就位，然后安装管道，上部边墙浇往后续施工，大大加快了进度，保证了管道安装和二阶段检查井浇注的协调施工，工程后期闭水试验结果均满足工程要求

4.3管遒安装工艺改进

本工程所用管道为预应力（三阶段）钢筋混凝土级管.单根长度5m，重量约2t-3t，为橡胶圈承插口连接，管道安装施工难度较大。初期采用25t长臂吊车吊装，然后由人工借助手拉葫芦相邻两节管道捆绑牵拉就位劳动强度大，不能连续作业，进度受影响，同时吊车等待租赁费用也较大。经过摸索，充分利用大型吊车附属吊钩的作用，用主索吊装混凝土管道安装到位后，放下附索，轻轻牵拉用钢丝绳连接的相邻管道，能够快速准确的完成橡胶承插口的对接，施工进度加快，安装质量得到保障

5.结束语

综上所述，对其污水管道进行施工，会因为选用的多线路通常情况下会经过建成区，出现的复杂地质地形时所带来了很大的施工困难，再加上施工周期比较紧。为此，在建设计划污水管道施工时采用不一样方案技术和施工工艺措施，实现水务一体化的管理，可以有效解决了污水管道施工和穿越的问题，使运行效果可以达到良好状态。

参考文献

[1]张盘新.污水处理厂设备安装要点概述[]城市建设理论研究（电子版），2012（4）.

[2]张继锋，污水处理厂工程设备安装的质量控制要点[D.城市建设理论研究（电子版），2014（ 13）.

作者简介：王赟（1984--），男，湖北黄冈人，在职研究生，中级工程师，从事市政工程设计及施工管理工作。