讓貴州市政管道告訴您市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法

國家已經(jīng)初步規(guī)劃將城鎮(zhèn)的污水管道進(jìn)行一次大換，目前各個城市都在陸陸續(xù)續(xù)地進(jìn)行管道改造項(xiàng)目，以往的水泥管道統(tǒng)統(tǒng)都要被換掉，但是具體使用哪一種管道來替代，有的城市使用的是普通波紋管，有的使用的是鋼帶波紋管，二者的區(qū)別在于鋼帶波紋管比波紋管多了一層鋼帶，比波紋管耐高壓抗沖擊，如果從長遠(yuǎn)考慮還是選用鋼帶波紋管合適，性價比高，一次性投入。

貴州市政管道告訴您排水管道作為排水系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣將直接影響排水系統(tǒng)的可靠性及安全性。市政排水HDPE鋼帶波紋管用連續(xù)鋼帶壓在近似倒“U”形的螺旋鋼肋纏繞在內(nèi)外兩層熱熔接的聚乙烯間，把鋼材的高剛度、高強(qiáng)度和聚乙烯的柔韌、耐腐、結(jié)合在一起。生產(chǎn)直徑范圍300-3000mm，長度6、9米，環(huán)剛度可以達(dá)到SN8、SN12.5、SN16等級，彌補(bǔ)了過去較大直徑塑料埋地排水管一般環(huán)剛度只能達(dá)到SN8的限制。一方面它具有平滑的內(nèi)壁，對液體流動的阻力小；另一方面它重量輕，管節(jié)長(接頭少)，鋪設(shè)安裝便捷，連接方便，對管溝和基礎(chǔ)的要求較低。

貴州市政管道淺談市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法！

近年來，隨著城市建設(shè)的規(guī)模和密度不斷加大，文明意識和環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，地下管線開挖施工導(dǎo)致的一系列社會問題、交通問題、環(huán)境問題越來越受人們的關(guān)注。特別是遇到穿越地質(zhì)條件為流沙情況，如果施工方法不當(dāng)不但會影響工程的質(zhì)量，而且會延誤施工進(jìn)度，增加工程費(fèi)用，甚至無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。下面以西干渠截污工程為例對排水管道施工穿越流沙層的施工方法選擇進(jìn)行分析。

01工程和地質(zhì)概況

由于西干渠流經(jīng)太原市區(qū)及城鄉(xiāng)交錯區(qū)域時，沿線污水排放嚴(yán)重，使得每次補(bǔ)充水均受到污染，污水隨補(bǔ)充水進(jìn)入晉陽湖，使得湖水受到污染，水質(zhì)惡化。根據(jù)鉆孔揭露地層、地下水位情況，擬建場地的流沙層介于2. 30～3.80m之間，地下水位標(biāo)高介于786.42～ 787.45m之間，地下水類型為孔隙潛水，地下水主要補(bǔ)給來自西干渠渠水，由于施工場地就在西干渠旁邊，故地下水位隨季節(jié)性變幅不明顯。設(shè)計(jì)污水預(yù)埋支管根據(jù)現(xiàn)狀排污口的位置并結(jié)合城市規(guī)劃路網(wǎng)等因素布置，起點(diǎn)分別位于西干渠東側(cè)排污口附近或規(guī)劃路口處，管道由東向西下穿西干渠接入新晉祠路路東側(cè)現(xiàn)狀污水管（井），管徑D=1000mm，每段污水穿渠支管長約30m，坡度i=0. 002，埋深約5米左右。

02施工方法選擇

根據(jù)西干渠截污工程的地下水位、管道埋深以及土質(zhì)條件，經(jīng)過施工現(xiàn)場環(huán)境調(diào)查，考慮了以下幾種施工方法：

（1）降水大開挖施工

在地下水埋深淺且存在流沙的地質(zhì)條件下進(jìn)行溝槽深開挖的難度比較大，由于施工場地的限制加上布設(shè)井點(diǎn)費(fèi)用高且需提前抽水，降水加大了地下水的流動速度 ，開挖后支護(hù)難度很大，此方法極易造成地面下沉還會影響周邊建筑，存在較大安全隱患。

（2）打拉森樁開挖

貴州市政管道告訴您此方法可以防止地面下沉和減小對周邊建筑物的影響，但西干渠水供下游農(nóng)田灌溉的水流量較大，現(xiàn)場狹窄致使改水無法實(shí)施。

（3）用泥水平衡頂管施工

此方法的作業(yè)范圍限于工作井內(nèi)及周邊很小范圍，對現(xiàn)狀土體擾動很小，沉井由鋼筋混凝土澆筑成型，對坑內(nèi)作業(yè)人員起到很好的安全維護(hù)作用，基本不存在塌方隱患；但設(shè)計(jì)管道由東向西下穿西干渠接入新晉祠路路東側(cè)現(xiàn)狀污水管（井），采用泥水平衡頂管施工機(jī)頭取出時破新晉祠路，由此引發(fā)的社會問題、交通問題、環(huán)境問題和成本增加問題很難解決。

（4）用傳統(tǒng)手掘式頂管施工

遇到穿越地質(zhì)條件為流沙情況，按傳統(tǒng)的頂管措施進(jìn)行施工，將會造成后背墻倒塌、挖掘面坍塌、渠底及路基下陷、套管頂裂缺陷、頂進(jìn)方向偏離以及塌方隱患導(dǎo)致的操作人員的安全等問題，但采取有效的措施后可以解決上述問題。結(jié)合工程實(shí)際情況，西干渠截污工程穿渠管道施工采用此方法成功達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。

03采取措施

用傳統(tǒng)手掘式頂管施工遇到穿越地質(zhì)條件為流沙情況，針對可能出現(xiàn)的問題采取以下措施：

一，為提高頂管操作的安全性，采用鋼筋混凝土沉井方法修建工作坑，工作坑底部為混凝土澆筑，并在工作坑底部低點(diǎn)位置設(shè)一集水坑，用于收集和排除基坑四周和頂管過程的滲水。

二，在實(shí)際頂進(jìn)中，頂力變化大，除土質(zhì)、管徑、管長等因素外，還與地下水位變化、頂進(jìn)中斷、附近震動影響及頂進(jìn)質(zhì)量等多方面因素有關(guān)。由于流砂含水量高，流砂中的水容易通過套管頂進(jìn)端流入套管，使混凝土套管外壁與周圍的流砂形成負(fù)壓，增加了頂進(jìn)的阻力，致使套管頂裂。為克服該困難，在套管的頂管端安裝帶有注漿孔的密封圈，和頂管機(jī)具相接的套管前端安裝密封圈，使套管外壁和砂土之間形成一個密封空間，在頂管間歇，通過注漿孔將膨潤土注入套管外壁和流砂之間。

三，為防止渠底及路基下陷，可以采取加長套管前端帽檐的辦法，即保障在挖空套管前端的沙子，減少阻力的同時，又要保障帽檐上部的沙子不下流。由于流沙自然邊坡比為 1： 0.8～1，所用套管外徑為 96Omm，所以帽檐伸出套管小長度為 96Omm，加上與套管固定長度 2OOmm，總長度為 960+200=1160mm，帽檐沿周向加筋板增加剛度，防止變形。也可以按以下要求挖沙子：

A、一次開挖采取多頂少挖的原則，以后則邊頂邊挖，嚴(yán)禁超挖。

B、根據(jù)流砂的特征，工作面向前挖至0.2～0.4m時，頂進(jìn)一次，挖出的土要及時外運(yùn)。

C、開挖后要及時頂進(jìn)，及時測量，可使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。

D、挖砂時盡量開挖中心以下部分，避免在水泥套管外側(cè)形成空洞。

第四，挖掘面坍塌。頂管過程中，由于工具管前挖掘面的土體坍塌、流砂，很難形成工具管頭部正常需要的挖土空間，一方面造成頂力加大，另一方面造成頭部的流砂堆積，并且由于土體缺乏頂管所必需的導(dǎo)向力，導(dǎo)致頂管過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)糾偏工作難以進(jìn)行，并且出土量大，引起地面沉陷，造成頂管無法正常進(jìn)行工作，缺乏安全性、可靠性。

為防止出現(xiàn)流砂坍塌可采用壓力注漿，即利用壓力注漿技術(shù)在寬度范圍內(nèi)對流砂層進(jìn)行固結(jié)注漿，通過漿液的膠結(jié)、填充等作用，提高流砂層的內(nèi)聚力，并封堵地下水，達(dá)到頂進(jìn)管前開挖和工作坑開挖不再出現(xiàn)流砂坍塌目的。為了使加固體盡快發(fā)揮作用，加快施工進(jìn)度，并有效控制加固范圍，可采用水泥―水玻璃雙液低壓注漿加固方案。水泥―水玻璃雙液漿材具有兩種漿材的優(yōu)點(diǎn)：漿液粘度較低，可灌性較好，在水中可以迅速凝固，凝膠時間可在幾秒到幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確控制，結(jié)石率可高達(dá)98%以上，結(jié)石強(qiáng)度較高。

第五，頂管頂進(jìn)方向偏離的控制。砂土層中頂管一般比較容易出現(xiàn)管頭上下波動現(xiàn)象，主要是因?yàn)橐环矫嬗捎谏巴翆儆谲浫跬?，砂土地基反力小，如果工具管設(shè)計(jì)重量過大，便很容易出現(xiàn)低頭現(xiàn)象，另一方面如果沒有很好的解決挖掘面的坍塌問題，便會出現(xiàn)工具管頭部由于流砂堆積而出現(xiàn)仰頭現(xiàn)象。砂土層頂管一旦出現(xiàn)偏差后糾偏難度很大。 因此采取的措施可減少偏差出現(xiàn)的機(jī)會和偏差量，措施主要有以下方面: A、導(dǎo)軌是頂進(jìn)中的導(dǎo)向設(shè)備，安裝導(dǎo)軌時要反復(fù)檢測，使中線、高程、坡度符合要求，頂進(jìn)中應(yīng)勤檢查，防止偏差過大，確保頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度。  B、頂進(jìn)過程中應(yīng)隨時繪制頂進(jìn)曲線，以利指導(dǎo)糾偏工作。

C、工具管管帽切入砂土的長度，不可太長，防止砂土坍塌，導(dǎo)致工具管低頭下沉。

D、管道產(chǎn)生大量坍塌后，砂土在挖掘面上形成一個斜坡，上部的土坍空了，土壓力減少了，切不可盲目猛頂，防止工具管迅速爬高。

E、及時了解管道各接頭上實(shí)際頂推合力與管道軸線的偏心度。隨時監(jiān)測頂進(jìn)中管節(jié)接縫上的不均勻壓縮情況，從而推算接頭端面上應(yīng)力分布情況及推合力的偏心度，并以此調(diào)整糾偏幅度，防止因偏心度過大而使管節(jié)接頭壓損或管節(jié)中部出項(xiàng)環(huán)向裂縫。

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