【關鍵詞】軟土地質地下水管道
1、前言
隨著國家對濱海新區開發力度的加大，此區域內市政工程亦隨之大範圍的開展。作為市政工程配套設施中的排水管道工程，在整體施工中扮演著重要的角色。一般來講每個市政工程首先要進行施工的即為排水管道工程，它施工進度的快慢、施工質量的好壞，直接影響後期的道路施工。
濱海地區屬於華北平原東部濱海平原地貌，海相與陸相互動沉積地層，地層中主要為淤泥質土與粉質沉積粘土混雜為主，間或有海相沉積流沙層出現。區域內地下水位較高，一般在地表下0.5~1.
5m左右。此類地質對排水管道（以下簡稱管道）的施工來說是較為不利的。鑑於此，為了保證管道施工能夠在總體工程初期順利進行，為後續工作的跟進打好基礎。
本人結合兩年來在濱海新區進行管道施工的經驗，對此區域地質條件下的管道施工方法進行了簡要分析。
2、施工難點
根據濱海新區的普遍地質特點，管道施工的難點主要有以下幾點：
（1）地下水位高：此問題直接影響溝槽的整體穩定性及溝槽基礎的穩固程度。排水措施不到位的話容易對管道施工過程中造成很**煩。
（2）地層土質差：淤泥質土的地層，對溝槽的開挖和成槽都有較大的影響，如果處理不到位的話很容易造成滑坡和「包餃子」等質量事故。
（3）流沙層較多：此類地質對管道施工危害最大，一般出現在埋深較大的管道施工中，容易通過支護樁縫隙擠入槽內，且清理起來難度很大。如果流動量較大時還容易出現溝槽外部土體的沉陷。
3、施工方法的選擇
根據不同的地質地層情況及現場施工環境要求，管道主要分為明開施工和非開挖施工。
明開主要是在周邊場地開闊，地質條件良好且管道埋深不大的條件下進行。明開施工為目前普遍採取的施工方案，其工藝簡單、施工過程中易於根據地質情況變化及地下障礙物的位置變化，及時調整施工方案。但此方法容易受到周邊環境的影響，如臨近建築物的管道施工，過路、過河的管道施工，埋深較大的管道施工等。
非開挖施工目前主流的施工方法主要為頂管，此工藝開挖面小、占地少、施工速度快。但相對造價較高，且受流沙地質或無法確定準確位置的地下構築物等客觀因素影響較大，因此適合於地質及地下障礙物情況清楚的過河、過路等不宜明開施工的管道工程。
本文重點介紹常規的明開管道施工方法。
4、施工工藝
明開施工管道的主要施工工藝流程如下：
施工準備→排水→開挖支護→管道基礎→管道安裝→回填
4.1施工準備
熟悉設計圖紙，對管道的線由進行實地放樣，調查沿線的地質、構築物、場地及水文情況，根據掌握的現場情況與設計圖紙進行綜合考慮，制定可行的施工方案。
4.2排水
鑑於濱海新區地下水位較高的情況，大部分管道施工中均需要進行排水工作。排水的方法一般為明排法、大口井法、輕型井點法等幾種。施工中主流採用明排法與大口井法。
4.2.1明排法
明排法係指通過排水溝和截流溝將地下水和地表水匯集到集水井中，由水幫浦排走的方法。明排水適用於排除地表水及溝槽深度較淺的地下水。
槽內排水溝一般設定在溝槽的兩側，槽內面積大的可在中間增加盲溝。為了保證水流能夠順利排出，每隔50~80m設定一道集水井，集水井採用幹磚砌築，井底標高一般低於基坑1m左右。基坑邊截流溝與坑內排水溝類似，距離基坑邊約1m左右，通過設定一定的縱坡或間隔設定集水井將積水排出。
4.2.2大口井法
大口井在天津地區應用比較廣，降水深度超過6m的溝槽普遍用大口井降低地下水。大口井能夠有效降低地下水位，降低開挖支護的難度，且有利於基槽內部的施工。尤其是在海濱地區，地下流沙多發地質的基槽施工難度很大，降水後能夠很好的解決這個問題，效果好的甚至能夠直接放坡開挖而不會產生滑塌。
大口井應在挖土前打好抽水，抽水比挖土提前時間量根據土質確定，滲透係數小時應增加提前時間。大口井井距及深度，可根據經驗設定為開槽深度加4~6m，井間距8~15m。打降水井時打設觀測井，基槽較長時亦可利用臨建降水井進行觀測，待觀測水位降至基坑下0.
5m即可進行開挖。施工期間抽水不得間斷，直至溝槽回填完畢為止。完工後的大口井必須用砂石回填。
大口井的抽水裝置採用潛水幫浦，井筒採用無砂混凝土管，鑿孔的方法一般採用鑽機鑽孔法，井筒外側使用石屑作為濾料。
在流沙層較多的地段採用大口井降水時，鑽孔過程注意避免因流沙的作用塌孔，並且在下管時將管道外包土工布濾層，避免孔內淤積流沙，堵塞井孔。
4.3開挖支護
開挖支護為整個管道工程的重要環節，如果對基槽處理不好，很容易影響後期管道的正常施工，更嚴重的可能會危害到施工人員的安全。因此在施工前期根據管道的設計情況以及現場地質情況合理制定開挖或支護措施尤為重要。
根據地質情況，如果管道埋深不大，開挖範圍內的土質較好，地下水位相對較低的，可進行放坡明挖施工。放坡明開挖土的邊坡根據現場的土質及挖深，施工期限、地下水位等情況綜合確定，一般土質較好的情況下設定為1:1.
5。明開挖土較深時可設中間平台。
如果施工範圍內土質較差，且管道埋深大時應考慮進行支護。溝槽支護常規採用工字鋼，打設方法為一丁一順、密排、一丁兩順、平打等，具體方法選擇應根據穩定性計算確定。鋼樁之間必須通過槽鋼等焊接為乙個整體，增大受力面，俗稱為「腰梁」。
槽深大於5m或現場土質較差時應當進行水平支撐，保證基坑的整體穩定性。支撐材料選擇雙拼工字鋼或鋼管均可，支撐兩端位於腰梁之上，保證其作用力均勻分布到鋼樁上。支護方案應當經過穩定性驗算校核，深度大於5m的支護應當進行五人以上的專家論證。
挖土時採用挖掘機配合人工進行，當基槽深度較大時應考慮使用長臂挖機等特種機械。要對溝槽進行支護的，應採用「隨挖隨支」或「先支後挖」的方法確保支撐不變形，杜絕一次性挖到基底再進行支撐。挖至設計槽底高程時應配合人工進行清槽，不得超挖擾動基底。
溝槽挖出的土要盡量運出現場，如因場地限制無法運出的，應將土倒至溝槽邊10m之外，防止因槽邊堆載造成的溝槽失穩。
4.4管道基礎
根據不同的管道埋深及管材要求，管道的基礎一般為砂石基礎與混凝土基礎兩種。
3.4.1砂石基礎
砂石基礎鋪設前應對槽底進行檢查，不得有積水和軟泥，如槽底彈軟應採取換填等措施進行處理，待達到設計地基承載力後方可進行基礎施工。
施工時先在基底鋪設一層沙礫或碎石，碎石粒徑為5~40mm，上面再鋪2cm砂墊層（中、粗砂），總厚度依照設計或標準圖集要求執行。為了避免管道安裝後產生沉降，影響管內底高程，需預先將墊層高程適當抬高30~50mm。墊層鋪設後用振動平板夯夯1~2遍。
管底與墊層接觸兩側的腋角，必須用砂填充夯實，必要時分層夯。填料需與管底緊密接觸，不得採用其他材料進行填充。填築厚度符合設計或標準圖集要求。
一般砂石基礎施工時，容易忽視腋角部位的重要性，往往待管道安裝完畢後一次性將剩餘基礎部分填築完畢。使腋角底部填料與管道接觸部分出現空洞，使管道受力不均勻。因此在腋角部分施工時應當進行分層施工，切實保證填料與管道的接觸緊密。
4.4.2混凝土基礎
混凝土基礎一般標號為c15，以採用低稠度混凝土為宜，平基部位最好採用幹硬性混凝土，在地下水位下施工不宜用大坍落度混凝土。
一般小管徑的管道可一次性進行基礎澆築，當管徑大於600mm以上時應當分兩次澆築。
當溝槽深度大於2m時，澆築混凝土應用串筒或溜槽進行澆築，混凝土澆築後應注意養護，待混凝土標號達到5mpa時方可鋪管。
當混凝土基礎分兩次澆築時應當重點注意兩次結合面的處理。有時平基與管座澆築時間間隔較長，造成平基表面被泥土汙染，應在澆築管座前仔細清理基礎表面的雜物，並進行沖洗鑿毛，切實保證兩次澆築混凝土的整體性。
4.5管道安裝
所有管材進場後應進行外觀檢驗，檢視是否有外觀質量缺陷，對不合格的應退回廠家，嚴禁使用。
下管前對管道基礎進行檢查，保證基礎尺寸及高程的正確。然後精確放樣並明確標示管道中線，必要時可多放一條參考線，以便符合安裝後管道的軸線準確性，隨時作出調整。
汙水管道、雨汙水合流管道、倒虹吸管等管道需在安裝完畢後進行嚴密性檢驗，具體操作方法及要求詳見《天津市市政工程施工技術規範（排水工程部分）》（db29-76-2004）中6.7項。
不同的管材有不同的安裝要求，具體安裝方法見規範要求，不做贅述。
4.6管道回填
管道回填前應對管道和構築物進行檢查，待全部合格且構築物的強度達到設計要求時方可進行。
回填材料一般為級配碎石、石屑或是原土。級配碎石、石屑主要用於路基範圍內的管道包管回填，原土回填主要用於道路以外的管道回填，或者是溝槽內包管以上至地面部分的回填。原土回填時要選擇含水量小的粘性土，不得使用淤泥、沼澤土等腐殖質含量大的土，以便保證密實效果。
回填前首先將槽內的雜物、淤泥、積水清除乾淨，並保證其排水的通暢。
回填時必須分層並始終保持管道兩側或構築物四周的高度相等使其受壓均勻。兩側的高差不得大於20cm，回填每層厚度不宜大於30cm。包管回填採用小型機具進行夯實，達到設計要求壓實度後方可進行下一層回填。
回填至管道頂以上50cm後即可採用重型壓實機具進行回填。回填施工應連續進行，不得間斷，尤其是在雨季，更要做好防排水工作。
進行支護的溝槽回填時應回填至支撐位置時再進行支撐拆除工作，拆撐自下而上分步拆除，嚴禁一次性將支撐全部拆除後回填。
回填用料及拆下的支撐等材料應避免堆存在溝槽附近，隨填隨運，隨拆隨運。
5、施工過程的質量控制及注意事項
管道施工中重點控制溝槽的整體穩定，這是保證管道後續施工順利進行的前提。在施工之前要仔細調查現場的地質情況與地勘報告的符合性，確保設計依據準確。然後根據管道的設計資料與現場情況相結合，制定管道溝槽的施工方法。
放坡明挖的需要根據地質情況設定好放坡坡率。溝槽支護要制定專項施工方案報監理審批，方案中要通過計算驗證支護措施的安全性，一般採用「理正」基坑計算軟體。施工過程中嚴格按照制定的專項方案進行施工，不得偷工減料改變打入型式。
另外在焊接腰梁時如果型鋼打設不順直，造成腰梁與部分型鋼間有空隙，用鋼楔子將空隙填滿，使型鋼整體受力。
管道回填過程中應嚴格控制回填材料的層厚，因為管道周邊無法使用大型壓實機具進行壓實，如果一次性回填過厚無法保證壓實度要求，容易造成工後回填材料的沉降，對管道以上的構築物造成影響。因此在管道回填過程中不能因為搶工期等藉口就忽視了逐層壓實的重要性。另外在管道兩側「下料」時，應當使用挖掘機將填料送至管側，不得用裝載機或自卸車在溝槽外傾倒。
天津濱海新區招商引資基金管理暫行辦法
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