挡土墙集成式泄（滤）水管施工关键技术研究

邓志飞，陈英杰，秦德营，黎多文

（深圳市宝龙泰建设工程有限公司 深圳518172）

0 引言

挡土墙是指支撑人工或天然填土边坡的支护构造物，目前主要应用在路堤或路堑、隧道洞口、桥头及河岸墙、地质灾害边坡等支护中。在挡土墙设置排水设施可大程度保证挡土墙的稳定性，现阶段挡土墙的雨水排放、墙台后的固结排水、竣工渗漏和桥台沉降缝排水，大多采用排水孔和砾石滤池这2种排水方式，并且还可以加速墙台后填料的固结，减少后期墙台的沉降［1］。

1 关键技术形成机理

传统方式排水在实际应用中存在一些问题。

⑴设计问题：设计人员对挡土墙周边地形了解不够，对自然因素评价不准确，对墙背物理指标设计不准确。未充分考虑墙体周围荷载的影响，固化了设计思路，固定的单层泄水管在长久使用以后堵塞的问题难以解决，这就导致在挡土墙后面设置的排水设施达不到实际使用要求［2-3］。

⑵施工问题：在泄水管末端的滤水层施工过程中，一部分泄水管的滤水层是在成孔后将碎石分层推进形成滤水层，由于施工工人对滤水层的重要性认识不够，再加上现场施工不便，施工效率低，这就导致滤水层的尺寸、形状在现场施工中很难达到设计的要求，不能完全发挥滤水层的滤水功能［4］，另外在渗水较大时，碎石会被水流冲散，土方容易堵塞排水孔，进而影响排水，所以施工质量难以保证，也不便于检查，导致泄水管滤水和排水性能很差，达不到设计要求，影响挡土墙的稳定性，带来了严重的安全隐患［5］。

⑶后期管养维护问题：泄水管道及滤水层在长期使用过程中，难免会被泥浆堵塞，因泄水管道固定在挡墙内，也无法进行清洗，造成滤水排水困难，最后将导致挡土墙质量、安全存在隐患［6］。

泄（滤）水管是制约挡墙使用寿命，缓解挡墙内部静止水压力的重要因素，本技术从设计、施工及后期管养等根本问题上有效解决了传统泄水管的使用弊端，改进了设计思路，优化了施工工艺流程，通过后期可拆洗，有效解决了传统泄水管不易管养维护的问题，进而保证了挡墙的使用寿命、降低了挡墙内部压力［7］。

2 技术特点

挡土墙集成式泄（滤）水管相对于传统泄水孔具有以下优点：

⑴传统滤水层是在孔内依次推入滤水材料，因为在孔内作业，施工质量看不见，这种工艺无法保证滤水层的密实性，也无法检测是否满足设计长度，而用现场预制的滤水包密实性和长度均完全可以达到设计要求，能有效地控制滤水层的施工质量，保证了滤水效果，进而保证施工质量，有效维护了墙体及墙头土体的稳定性［8］。

⑵相比于分3 次依次由导管内分别依序推入中粗砂、豆石、1-3 碎石，预制好的成品滤水包1 次推入即可，即缩短了施工整体工期，还降低了施工企业劳动成本，施工效率提升了3倍。

⑶后期维护管养时，只需将内管抽出，冲洗干净后再插入即可完成，管养成本较低，可以重复使用。

3 工艺原理

基于挡墙内泄水管从前期设计、施工到后期管养维护不便的共性难题，在长期施工过程中经过多次试验，最终研究出了一种挡土墙集成式泄（滤）水管技术，本技术是在传统工艺的基础上，在泄水管内增加一条直径略小、承插式可拆卸的排水花管的内管，内管一端与滤水包连接，一端与泄水口固定。双层滤水管的双层滤水设计，很大程度上减少了泄水管空隙的堵塞，这样不仅增加了泄水管的滤水效果，而且在挡墙后期管养维护的时候，可以将内管抽出进行清洗，然后再放入，增加挡墙的整体泄水性能，减轻挡墙承受的静止水压力，提高挡墙的使用寿命［9］。

针对泄水管末端滤水层施工质量不佳的问题，技术小组采取现场预制方式，按照设计长度要求，将中粗砂、豆石、碎石依次以1∕3 的比例送入PVC 花管，然后包无纺土工布2 层，再用塑料扎带绑牢，制成滤水包，最后再推送入孔内顶部，以上工艺在现场预制完成，保证了滤水包质量的同时，也极大地提高了施工效率，以此来解决滤水层的施工问题及质量问题［10］。

4 施工流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工准备➝滤水包预制➝潜孔钻机干法成孔➝滤水包顶进施工➝泄水管外花管施工➝挡墙施工➝泄水管内花管安装➝其它作业➝竣工验收。

4.2 施工操作要点

4.2.1 施工准备

⑴熟悉并掌握有关施工图纸要点、地质勘察资料等，工程部门应当组织安全技术交底给现场技术人员、施工队长和组长。

⑵机械设备及其机具配备齐全，为了确保机械良好，还应进行检查调试。

⑶按照图纸的设计要求对施工材料的质量进行检测，满足各项要求。

⑷PVC花管管壁开孔直径10 mm，开孔间距纵横向30 mm（见图1）。

图1 滤水包PVC管打孔及PVC内外管打孔Fig.1 Drilling of PVC Pipe in Water Filter and Drilling of PVC Inner and Outer Pipes

4.2.2 滤水包预制

⑴按设计要求的尺寸，截断相应的PVC 管，然后制做成花管；

⑵将中粗砂、豆石、碎石依次以1∕3 比例填满花管（滤水包的一端留5 cm 长度的卡口，以便与内花管连接），两端封堵后外部包裹2 层无纺土工布，并用塑料扎带绑牢，如图2⒜所示。

4.2.3 潜孔钻机干法成孔

⑴场地平整，进行潜孔钻机安装试验。

⑵潜孔钻机钻前先勘察地质情况，根据实际地质条件选择合理的钻进方案，钻进时应注意控制好孔深以及钻进角度，防止孔位偏移。

⑶钻孔过程中应注意环境资料的收集，例如地质情况，地下水情况等，遇到紧急情况应马上汇报给上级领导并采用合理的处理措施。

⑷潜孔钻到达到钻深后，先进行检查和复核，彻底清理完残渣，保证孔位干净的前提下才能退出钻杆。

⑸分批次及时验收，确保各项要求达到设计标准，验孔后，应临时封堵洞口，并及时组织下道工序施工。

4.2.4 滤水包顶进施工

成孔完成并检验合格后，用同直径的PVC管将滤水包（有卡口一端朝外）顶进孔内底部即可，如图3⒜所示。

4.2.5 泄水管外花管施工

⑴在钻机成孔的同时进行泄水管外花管的施工；

⑵将PVC外花管的内侧用木塞封堵，然后包裹2层无纺土工布，用塑料扎带绑牢，如图2⒝所示；

图2 滤水包、PVC外管包裹无纺土工布Fig.2 Non Woven Geotextile Wrapped by Water Filter and by Pvc Outer Pipe

⑶将包好的外花管送入孔内，外侧与挡墙钢筋固定牢固，以便挡墙施工。

4.2.6 挡墙施工［11］

⑴测量放线，确定挡土墙标高及位置，然后进行土方开挖。

⑵土方开挖完成后，进行挡土墙基础施工。钢筋绑扎时应格外小心，把握好保护层的厚度，确保基础混凝土的质量达标。

⑶为确保已浇混凝土与新浇混凝土的连接，混凝土基础施工完成后及时对墙身进行凿毛。

⑷混凝土养护，为防止混凝土表面产生裂缝，应定期监控环境温度及混凝土内部温度，管控混凝土内外的温差。

4.2.7 泄水管内花管施工

挡墙施工完毕后，将直径略小的泄水管内花管送入外花管内，内部与滤水包的卡口相连接，外部与外花管固定连接即可，如图3⒝所示。

图3 滤水包顶进及PVC内花管顶进完成Fig.3 Filter Bag Jacking and PVC Inner Flower Tube Jacking Completed

5 质量控制

5.1 原材料

原材料必须为清洁、坚硬、无杂质的碎石，以保证其质量。必须保证中砂、碎石的粒径，材料不能交叉堆放。在现场施工时，石料必须无杂质、干净。

PVC 管材应指定制造商提供生产，材料进场时要求有产品合格证和检验单，随时取样。不合格的PVC管材一律禁止使用。

无纺土工布卷在安装展开前防止受潮、被化学品污染、暴晒、受损。

5.2 施工过程

5.2.1 防止泄水孔堵塞注意事项

⑴反滤材料的级配要按设计要去施工。

⑵如果填筑土含水量较高时，应用渗水材料在挡土墙后设置50 cm的连续排水区。

⑶如果泄水孔的高度超过地面30 cm，则需在挡土墙上侧继续设置一排泄水孔以防止堵塞。

5.2.2 预留预埋注意事项

施工过程中，要与各个参建单位协调配合，熟悉设计图及其规范，确保预留安装一次到位，禁止漏装漏埋，验收通过之后进行下一道工序施工。

5.2.3 泄水管安装注意事项

⑴挡土墙集成式泄（滤）水管管道连接方式按管道规格大小分为2 种，≥DN65 选择卡箍连接，＜DN65则采用丝扣连接。

⑵泄水管底端或排水口端，应在结构底部上方延伸10～15 cm。

⑶管壁开孔直径10 mm，开孔间距纵横向30 mm，现场对孔径及开孔尺寸进行复核，不满足要求不得使用。

5.3 日常维护

随着运行年限的延长，旧的泄水管将明显地有淤泥堆积，逐渐出现严重损坏，甚至达到下沉状态，此时只能再次修建。而挡土墙集成式泄（滤）水管可以将内管、滤水包抽出，冲洗干净后再插入即可完成，取出和插入的过程不能损坏外管。如内管、滤水包受损严重直接替换即可，不用重新修建，管养成本较低，可以重复使用，非常简单方便［12］。

5.4 质量控制标准

《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准：JGJ 52—2006》、《混凝土结构工程施工质量验收规范：GB 50204—2015》、《建筑地基基础施工质量验收标准：GB 50202—2018》、《城市排水工程规划规范：GB 50318—2017》、《通用硅酸盐水泥：GB 175—2007》、《建筑用卵石、碎石：GB∕T 14685—2011》、《混凝土外加剂：GB 8076—2008》、《混凝土外加剂应用技术规范：GB 50119—2003》、《给水排水管道工程施工及验收规范：GB 50268—2008》。

6 安全措施

6.1 施工安全作业基本要求

⑴所有进入现场的人员必须佩戴安全帽，专业技术人员必须持该专业合格的技能证书才能上岗。

⑵施工前编制临水、临电施工方案，针对物体打击、高处坠落、安全用电、火灾等危险源制定专项应急措施预案。

6.2 施工现场安全技术措施

⑴施工场地生产、居住、办公、仓储材料等均需符合安全文明施工要求。

⑵挖土机施工前需先设置好排水设备，作业前需发出作业信号，作业时周边半径以内不得有人有机械，下方如有道路，则需派专人看护，防止土石方坠落砸伤过往行人车辆，挖土机开挖时还要确定好周边是否有线缆或者障碍物，否则不能启动。

⑶管理人员严格按照施工图施工方案施工，施工过程中注意现场边坡临时情况的变化，预防边坡塌陷，滑坡等应急情况发生。

⑷推土机在斜坡上作业时，作业幅度不宜过大，不可急转弯，横向边坡铲土角度≤20°，顺向边坡铲土角度≤30°。

⑸统一指挥钻机工作台的搭设、拆除、迁移，保证其稳固，送料管跟压浆管接口要稳固且进行定期的检查，材料、设备堆场、临时人员驻场等在钻机运行时均需远离至安全地点。

⑹施工现场临时道路应悬挂道路标志牌，保持清洁平整，洒水车定期洒水防扬尘。

⑺为保证施工的质量安全，施工机械操作员必须严格按照施工技术标准执行安装与验收工作。

⑻为保证施工现场满足安全生产的需要，应投入必须的安全设备设施，以及各种必备的劳动保护用品。

⑼为保证施工现场人员的健康安全，配置必要的医疗设施及医护人员。

7 挡土墙集成式泄（滤）水管工程应用实例

某挡土墙工程地质灾害治理工程位于深圳市，挡墙大致呈一字分布，总长度约112.0 m，高差约5.5 m。局部墙面墙顶出现裂缝。南段挡墙距离脚约3.0 m 外处为一层破旧建筑物，北段挡墙距离坡脚约3.0 m 处为多层住宅。墙顶为多层住宅，距离墙顶最近距离3.0 m。根据现场情况，挡墙存在距离墙脚建筑物过近情况，因此考虑墙顶采用支护桩形式支护，南段有足够施工空间，选用钻孔灌注桩，机械成孔。北段因墙顶施工空间不足，采用人工挖孔桩形式成孔，挡土墙坡顶设置混凝土硬化排水沟。

8 结论与展望

PVC 塑料管化学性能与其他管道相比较稳定、耐腐蚀、不受水质等环境影响，解决了其它类型管道容易引起的生锈、腐蚀、易老化等问题。PVC 管内部较光滑，通水量大，不易堵塞，材料使用寿命长，前景较广阔，社会效益显著［13］。

众所周知，泄（滤）水管是制约挡墙使用寿命，缓解挡墙内部静止水压力的重要因素，本技术从设计、施工及后期管养等根本问题上有效解决了传统泄水管的使用弊端，改进了设计思路，优化了施工工艺流程，通过后期可拆洗，有效解决了传统泄水管不易管养维护的问题，进而保证了挡墙的使用寿命、降低了挡墙内部压力，社会环境效益十分显著。

本技术降低了施工难度，加快了施工进度，同时所使用的所有材料均健康安全无污染，是国家大力推广的绿色产品。值得在同类工程中推广使用。