淤泥質(zhì)黏土條件下PCCP管道的施工技術(shù)

徐 松 王新浩 杜 鵬

(山東電力管道工程公司 新泰 271222)

1 概況

《地基基礎(chǔ)規(guī)范》第4.1.12條規(guī)定:天然含水量大于液限，而天然空隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土為淤泥質(zhì)黏土。

大伙房水庫(kù)輸水(二期)工程輸水管線(xiàn)建筑及安裝工程第四標(biāo)段，施工范圍在水田區(qū)域，地面以下1～4m之間形成豐富的上層滯水，地表水與地下水聯(lián)通，水位最小埋深在0.5m左右，溝槽土體為淤泥質(zhì)黏土，流塑狀態(tài)，具有高壓縮性，承載力極低。

2 淤泥質(zhì)黏土對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工造成的影響

由于此類(lèi)地段土壤含水率高、承載力低，給施工運(yùn)輸帶來(lái)一定難度，同時(shí)溝槽發(fā)生塌方的可能性極大，給溝槽開(kāi)挖、吊車(chē)作業(yè)和管道安裝等帶來(lái)一定難度。

3 PCCP管道施工技術(shù)

除按照設(shè)計(jì)要求，除對(duì)此地段進(jìn)行基礎(chǔ)置換外，還應(yīng)做好以下幾方面工作。

3.1 施工降排水

a.設(shè)置截水墻。在征地邊線(xiàn)兩側(cè)挖截水溝，截水溝寬4m、深約3m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤含水層的情況，對(duì)深度進(jìn)行調(diào)整。截水溝內(nèi)鋪塑料布，塑料布寬10m，形成兩道截水墻。

b.提前降水。對(duì)于準(zhǔn)備開(kāi)挖段，提前10～20天在溝槽作業(yè)面外側(cè)用挖掘機(jī)開(kāi)挖溝槽坡度1∶1、上口寬7m、底寬1m、深3m的截水槽，每100m設(shè)置1臺(tái)4英寸水泵提前抽水。溝槽開(kāi)挖后滲水明顯減少，對(duì)溝槽邊坡穩(wěn)定效果較好。

c.施工過(guò)程排水。結(jié)合該標(biāo)段地質(zhì)條件，溝底兩側(cè)距溝邊20cm各挖一條寬30cm、深30cm排水溝，溝底兩側(cè)20m各設(shè)一個(gè)長(zhǎng)2m、寬2m、深2m的集水井，用直徑60cm鋼管(每根長(zhǎng)3m)作為井筒，集水井周?chē)钪K石;或者20m單側(cè)設(shè)1個(gè)集水井，挖橫向排水溝，將兩側(cè)排水溝貫通，排水溝內(nèi)回填碎石。

3.2 溝槽邊坡開(kāi)挖控制

對(duì)溝槽邊坡開(kāi)挖的控制，主要采取以下措施:?增加放坡系數(shù)，該工程最大邊坡已到1∶1.2;?單側(cè)或雙側(cè)錯(cuò)臺(tái)開(kāi)挖，錯(cuò)臺(tái)寬度在1.5m左右，錯(cuò)臺(tái)位置選擇在粉質(zhì)黏土層與淤泥質(zhì)黏土層的分界面上;?進(jìn)行邊坡支護(hù)，根據(jù)塌方的嚴(yán)重程度，可分別采取不同的支護(hù)措施(見(jiàn)圖1，圖2)。

圖1 一般塌方段支護(hù)——鋼軌樁支護(hù)

圖2 嚴(yán)重塌方段支護(hù)——密集鋼軌樁加橫向支撐

3.3 合理安排工序

在工序安排上，合理安排施工組織，優(yōu)化施工安排，在工序上緊密銜接，做到快速施工，提高施工的效率。對(duì)此類(lèi)地段的施工可采取如下措施:

把整體施工作業(yè)劃分為四個(gè)區(qū)域:管道安裝區(qū)、待檢區(qū)、基礎(chǔ)處理區(qū)、土方開(kāi)挖區(qū)。此四段區(qū)域長(zhǎng)度總和在20m左右，各區(qū)域在理想狀態(tài)下，每25min(不應(yīng)超過(guò)0.5h)向前交替推進(jìn)，縮短溝槽滲水對(duì)溝槽開(kāi)挖、管道安裝的影響，相對(duì)減少滲水量，為控制地下水贏(yíng)得了時(shí)間。開(kāi)挖區(qū)前為預(yù)開(kāi)挖區(qū)，即為保證溝槽成槽的開(kāi)挖速度與其后的基礎(chǔ)處理、檢驗(yàn)和管道安裝三工序的推進(jìn)速度相匹配，必須進(jìn)行溝槽預(yù)開(kāi)挖。預(yù)開(kāi)挖區(qū)長(zhǎng)度在60m左右(結(jié)合當(dāng)日的總安裝長(zhǎng)度確定)，深2m。預(yù)開(kāi)挖區(qū)應(yīng)提前完成，并做好槽內(nèi)排水(采用明排:土方第一層開(kāi)挖至地表下2m，在第二層表面挖掘?qū)?.5m、深0.5m的積水溝帶，將地表下2.5m以上深度的地表水充分排出，以減少開(kāi)挖底層的滲水量)，確保不影響開(kāi)挖區(qū)的成槽開(kāi)挖速度。工序劃分銜接見(jiàn)圖3。

圖3 工序劃分銜接簡(jiǎn)圖

提前預(yù)開(kāi)挖和預(yù)排水是本快速施工法的前提。因?yàn)??如果不進(jìn)行提前預(yù)開(kāi)挖，則溝槽成槽的開(kāi)挖土方量大、成槽速度慢，根本不能滿(mǎn)足管道的安裝速度需要，使工序推進(jìn)速度不能匹配，即不能達(dá)到快速施工的目的，因此溝槽預(yù)先開(kāi)挖達(dá)到了溝槽成槽的開(kāi)挖與其后各工序同步推進(jìn)的目的;?溝槽預(yù)先開(kāi)挖相應(yīng)深度后，隨即進(jìn)行成型預(yù)開(kāi)挖溝槽的排水，將地表下2.5m以上深度的地表水充分排出，減少了開(kāi)挖底層的滲水量，因此溝槽預(yù)開(kāi)挖后的預(yù)先排水減小了二次開(kāi)挖后成品溝槽內(nèi)的水量，達(dá)到了減少排水工作量和加快后續(xù)各工序施工速度的目的。

基礎(chǔ)處理要在開(kāi)挖后邊坡應(yīng)力沒(méi)有釋放完之前(0.5～1h)完成，以減少邊坡塌方的幾率?；A(chǔ)換填后，兩側(cè)要形成排水溝并及時(shí)排水。管道安裝完畢后溝槽要及時(shí)回填。

4 結(jié)語(yǔ)

淤泥質(zhì)黏土段PCCP管道施工安全風(fēng)險(xiǎn)、施工難度極大，施工措施不到位，很容易發(fā)生安全、質(zhì)量事故，制約工程進(jìn)度，增加施工成本。在大伙房水庫(kù)輸水(二期)工程實(shí)際施工中通過(guò)采用控制溝槽邊坡穩(wěn)定性、控制工序銜接的“雙控制”措施，有效解決了此類(lèi)地質(zhì)段的PCCP管道施工問(wèn)題。