聚丙烯塑料注塑成型模块化生态碎石渗渠施工技术

曹禄彬

（金湖县金维工程建设有限公司，江苏淮安 211600）

0 引言

在城市化发展的进程中，地下水的排放与治理也是重要的一环，城市各类设施的不断升降与完善，使得城市中形成复杂的地下排水管网。而排水管网是污水处理与再生利用、降雨污染控制与利用和城市水系联结的重要纽带[1]，但如今由于城市地下排水系统由于设计、施工以及管理等过程中各类原因，导致出现排水能力低下、排水效果不佳、区域积水等问题，严重影响城市交通以及人们的生产生活各个方面，进而会对城市经济发展带来一系列的影响。

针对以上出现的问题，在城市排水方面，由于城市中资源相对集中，对于城市排水系统的设计应该严格的把控，在排水系统的设计过程中要符合当地需求[2]。为了解决城市排水现有的问题，许多专家学者也对城市排水系统的设计以及排水施工技术进行了相关的研究，王全龙等[3]为了解决城市中的排水管网因使用时间过长，而出现的一系列影响正常使用并且造成地下水污染等问题，提出了一种新型PVC-U 轴向中空壁管材和系列连接件，该技术的应用取得了良好的使用效果和经济效益。为解决中心城区积水问题，提升排水能力，张宏涛等[4]针对顶管施工提出了大断面顶管桩技术在城市排水工程设计应用分析、顶管施工控制技术要点，工程实际问题得到了有效的解决。针对大流量、高落差的山地城市，李良富等[5]设计出了一种格栅式跌水井排水系统，证实了该系统在此类城市中可行、有效。吕佳豪等[6]研究了排水管网排口水位情况对城市排水系统及内涝情况的影响，通过耦合模型进行了模拟，该研究为城市排水系统设计、规划和运维管理提供技术参考和理论依据。

本文结合某工程设计研发了由除污雨水口、旋流沉砂井、透水路面结构层、碎石沟组成的渗排一体化系统，并提出了由储水模块外包土工布的模块化生态碎石渗渠结构体系，实现了雨水的资源化及综合利用，对消减雨水洪峰能力，减缓市政排水压力，优化区域生态环境提供了条件。

1 工程概况

本工程为某城区节水改造工程，该工程项目所包含的建设内容主要有整治排水河道10 条，长20.27km，其中岸坡防护长0.3km；新、拆建涵闸共6 座，其中新建箱涵、涵洞、跌水各1 座，拆建箱涵1 座、排水洞2 座；拆建泵站1 座；新建、维修桥梁各1 座。

在本工程施工建设的过程中应该着重关注在降雨过程中，对雨水的综合利用能力，合理的利用非常规水资源，加强对雨水的集蓄利用，并且在建设的过程中，应注意对周边区域环境的影响，加强对生态环境的保护，推动生态文明建设，始终坚持安全、低碳、高效、生态的绿色发展理念。

2 施工技术特点及原理

2.1 施工技术特点

本文中介绍的聚丙烯塑料注塑成型模块化生态碎石渗渠施工技术中，包含了以下特点。

（1）渗排一体化程度高。此施工技术是由除污雨水口、旋流沉砂井、透水路面结构层、碎石沟组成的渗排一体化系统，该系统可充分提高雨水的利用率，能够有效的对雨水进行储存、收集，并且对收集到的雨水再次渗入地下，形成地下水，发挥渗排一体化的作用，雨水得到循环利用，平衡了周围的生态环境，并减轻了市政排水的压力。

（2）雨水资源化利用效果好。此施工技术是由储水模块外包土工布的模块化生态碎石渗渠结构体系，为充分利用雨水，该模块化生态碎石渗渠结构可将雨水聚集在一起，并储存，之后，可以从预先设定的取水口抽取雨水进行再利用，或将雨水进行渗透形成地下水，这样能够有效地收集和利用雨水，减少雨水的浪费，涵养地下水源。

（3）对生态环境影响小。此施工技术应用了3 层同心圆筒结构的除污雨水口，该技术会对自然降雨中的杂物进行生物降解，通过逐步净化，最终排放渗入地下，充分实现自然资源的循环利用，形成对生态环境的保护。

2.2 施工技术原理

本施工技术集成了除污雨水口、旋流沉砂井、透水路面结构层、碎石渗渠等，形成了具有雨水渗透、储存、收集、排放多重功效的渗排一体化系统。通过外包土工布的模块化生态碎石渗渠结构体系将雨水聚集在一起，并储存，之后，可以从预先设定的取水口抽取雨水进行再利用，或将雨水进行渗透形成地下水，涵养地下水源。

本施工技术采用除污雨水口和旋流沉砂井对雨水进行逐步净化，实现了雨水的资源化及综合利用，优化了区域的生态环境。渗排一体化施工纵断面如图1 所示，PP 模块碎石渗渠如图2 所示。

图1 渗排一体化施工纵断面

图2 PP 模块碎石渗渠

3 施工技术要点

3.1 管沟开挖

管沟的开挖，应该采用反铲挖掘机配合人工的方法，根据反铲挖掘机的特点，采用自上而下的开挖方式。粗挖部分（雨、污主干管埋深超2.5m）采用1m3反铲挖掘机挖土运至指定的弃土场，当埋土深度超过2m时，采用0.5m3反铲小挖机挖土。

机械开挖难以对挖掘的深度进行精确控制，因此，在接近设计坑底标高时，即20cm 左右时，为了确保挖掘不超深，将转为人工开挖，以便更加细致地进行控制和调整，以避免挖掘超深，避免对工程造成不良影响。沟槽底土面层在开挖的过程中要及时注意超挖以及土层扰动的情况，尽量避免该发生。

3.2 雨水管道安装

雨水管道的安装包括混凝土管的敷设、双壁波纹管的安装以及检查井砌筑及衔接等环节，在施工的过程中应符合规范要求。

首先，敷设混凝土管。混凝土管的敷设主要包括土方开挖、管道铺设、接口处理、固定和支撑、回填以及管道测试等步骤，在管道敷设过程中，需要对管道之间的接口进行处理，确保接口紧密且不渗漏。一般情况下，使用专用的接口材料来填充接口，以确保接缝的密封性。注意在混凝土管的敷设过程中，应严格按照规范操作进行，确保工作安全和质量。同时，还需要对敷设过程进行监督和检查，确保工作的质量和符合规范要求。

其次，安装双壁波纹管。采用人工配合机械铺筑基础垫层，用挖掘机回填粗砂，采用人工找平的方法，随后用振动器将回填土振动密实。在将双壁波纹管放置在管沟中，按照设计要求和施工图纸进行布置，注意管道的对齐、坡度和连接。

最后，检查井砌筑及衔接。在此过程中需要对井内外进行检查，观察有无偏移的情况，及时关注高度的变化，确保整个井体结构的稳定性以及完整性。

3.3 净水设施安装

该施工技术的净水设施有除污雨水口和旋流沉砂井等，对以上两种净水设施的安装应严格遵循安装说明，符合安装要求，注意施工安全以及安装的顺序，以下为这两种设施的工作原理。

（1）除污雨水口。该除污雨水口的结构为3 层同心圆，其工作原理是通过逐步净化，对自然降雨中的杂物进行生物降解，最终排放渗入地下，使得雨水除污后对地下水实现补充。

（2）旋流沉砂井。旋流沉砂井主要通过内置的旋流沉砂器实现雨水的沉砂效果。充分利用旋流沉砂器的工作原理，将密度不同的砂粒分别由出水口和排污口直接排出，从而达到除砂的目的。图3 为旋流沉砂井。

图3 旋流沉砂井

3.4 透水路面结构层施工

透水路面结构层施工包含以下两个步骤，并要结合沥青路面施工的要求进行操作。

首先，进行摊铺，热拌沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺。在摊铺的过程中要注意，一台摊铺机铺筑宽度不宜超过6m（双车道），通常宜采用两台或更多台数的摊铺机前后错开10～20m，摊铺机应同步进行摊铺，两幅之间应有30～60mm 宽度的搭接位置宜错开200mm以上。

其次，进行压实，沥青混合料的初压应在紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的初压区长度，以尽快使表面压实，避免散失热量。碾压的工具以及方式为钢轮压路机静压，碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，碾压的方向为由外到里，在坡道以及超高路段，碾压的方向应为由低到高。

3.5 碎石渗渠施工

在进行碎石渗渠施工过程中，应注意渗渠开挖中遇到的土层暴露过久而造成坍塌等问题，渗渠的开挖方向为自下游向上游，待渗渠管沟开挖完成后，在PP模块底部铺设一层碎石层，将模块按单元布置在管沟内，外侧包覆透水土工布，透水土工布单位面积质量≥200g/m2。然后在模块两侧分层回填中砂和原土，砂层靠近土工布的一侧，回填标高至水池顶部，在水池顶面填一层中砂，再分层回填碎石和景观卵石。

4 结语

本文研究了由除污雨水口、旋流沉砂井、透水路面结构层、碎石沟组成的渗排一体化系统，该系统可充分提高雨水的利用率，能够有效的对雨水进行储存、收集，并且对收集到的雨水再次渗入地下，形成地下水，发挥渗排一体化的作用，雨水得到循环利用，平衡了周围的生态环境，并减轻了市政排水的压力。

提出了由储水模块外包土工布的模块化生态碎石渗渠结构体系，模块化生态碎石渗渠结构可将雨水聚集在一起，并储存，随后，可以从预先设定的取水口抽取雨水进行再利用，或将雨水进行渗透形成地下水，这样能够有效地收集和利用雨水，减少雨水的浪费，涵养地下水源。

该聚丙烯塑料注塑成型模块化生态碎石渗渠施工技术在工程实际中的应用取得了良好的经济效益和社会效益。

（1）经济效益。本施工技术可将雨水聚集在一起并储存，随后可以从预先设定的取水口抽取雨水进行再利用，或将雨水进行渗透形成地下水，有效收集和利用雨水，减少雨水的浪费，涵养地下水源；减少地面径流对路面的侵蚀，消减雨水洪峰能力，减缓市政排水压力，降低了可能因洪涝灾害引起的生态修复造价约25%。

（2）社会效益。本施工技术应用3 层同心圆筒结构的除污雨水口，有效控制了初期雨水的污染，节省了可能因雨水污染导致的生态修复造价约12%；在工程实际中，该施工技术取得了良好的工程效果，加快了施工进度，解放了劳动力，提高了工效，具有经济节约、节能环保的优势，具有良好的推广应用价值和显著的社会效益。