黑臭水治理過程中的地下管體包管施工技術

羅銀鳳 饒峻石 劉彬彬

中建五局土木工程有限公司 湖南 長沙 410004

隨著城市的發展，生活污水和工業污水越來越多，我國水資源人均占有量2 240 m3，屬于世界13個貧水國之一，人均水資源僅為世界平均值的1/4。根據統計，在我國，人體不宜直接接觸的地表水比例達到32.3%；地下水的水質污染依然嚴重，隨著人們環保意識的提高及國家支持力度的增強，地表水水質急需改善，尤其黑臭水體治理，所需的地下管線也越來越多，但經常會遭到表層破壞，或因河道水位上升使管道懸浮造成管線位移變形，導致管道漏、滲污水，使周邊水質環境惡化，從而影響人們的日常生活。為了提高管體結構的耐久性、防滲水漏水能力和抗浮能力，地下管線通常需要采用特殊的施工方法來建造。本文將重點介紹黑臭水體治理過程中的地下管體包管施工方法。

1 施工方法特點及適用范圍

本施工技術解決了管體的不穩定性、管體接口滲水漏水和管道上浮的技術問題，施工工藝及條件相對簡單，安全、質量容易控制。本施工技術適用范圍廣，適用于任何地質條件的地下管體施工。

2 工藝原理

通過放置U形構件至管道上方使管道固定，保證在澆筑包管混凝土時，管道不上浮；包管采用抗壓強度等級為C30、抗滲等級為P8的抗滲混凝土，解決僅靠回填砂礫固定管體的不穩定性和管體接口滲水、漏水的技術問題?；炷辽炜s縫采用夾瀝青浸透纖維板進行隔擋，伸縮縫兩側及頂部采用密封膠封堵。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

本施工技術的施工工藝流程為：

管道溝槽開挖→地基承載力檢測→墊層基礎施工→管道安裝固定→閉水試驗→包管混凝土模板施工→包管混凝土施工→混凝土抗壓強度等級及抗滲等級檢測→包管混凝土施工縫處理→溝槽回填→壓實度檢測[1-4]

3.2 操作要點

3.2.1 管道溝槽開挖

根據溝槽的設計高度，采用放坡式開挖，溝槽開挖線每側應加大500 mm。其中，管道溝槽開挖后的溝槽基座為圓礫層或砂巖層，若溝槽基座為沖填土層，則用砂石換填至圓礫層或砂巖層，砂石換填的壓實度系數不小于0.97，地基承載力不小于80 kPa。

3.2.2 墊層基礎施工

采用混凝土澆筑墊層，其使用的混凝土抗壓強度等級為C20、墊層澆筑厚度為10 cm，澆筑墊層時管道軸線兩側?每隔2 m預埋用于固定管道的環扣，澆筑完后及時養護。

3.2.3 管道安裝固定

先通過厚30 cm的U形混凝土構件支撐管道，使管底距墊層面400 mm，管道上方也放置U形構件使管道固定，保證在澆筑包管混凝土時，管道不上浮（圖1）；管道接口安裝完畢后進行閉水試驗，滲水量不得超過相關規范要求。其中，管道為HDPE中空壁增強纏繞管時，接口采用熱熔連接；管道為混凝土管道時，接口采用承插式柔性接口，并用橡膠圈密封；管道為鋼管時，接口采用焊接方式連接。

圖1 管道支撐與固定截面示意

3.2.4 包管混凝土模板施工

準備好厚1 cm的木膠板作為模板，另準備5 cm×5 cm木方、φ48 mm×3.5 mm鋼管。按照設計要求，測量放樣好中軸線，彈出包管混凝土邊線，沿邊線每隔1.5 m植入φ16 mm鋼筋以作加固模板用。之后拼裝模板，用5 cm×5 cm木方按50 cm間距釘好豎肋，木方頂端超出模板頂端200 mm。模板外部采用φ48 mm×3.5 mm鋼管支架加固，每隔3 m設1道斜支撐，斜撐角度為60°。設置3道雙橫桿，雙橫桿之間的間距為90 cm，第1道雙橫桿距墊層面為5 cm；每隔1.5 m設置1道豎桿；之后采用止水對拉螺桿進行對拉和內撐。第1道止水螺桿離地100 mm，中間止水螺桿按照400 mm間距進行布置，最頂端距離頂板小于等于300 mm，墻腳根部安裝壓腳板，對拉止水螺栓距離陰陽角小于等于200 mm（圖2）。

圖2 包管混凝土模板斷面示意

3.2.5 包管混凝土施工

清理管體外附著的雜物，并灑水潤濕。準備好混凝土，混凝土抗壓強度等級為C30、抗滲等級為P8，最大水膠比不大于0.50，所用碎石最大粒徑為40 mm，坍落度為80～120 mm，砂率為30%?；炷僚浜媳葹樗唷盟蒙啊盟槭?1∶0.38∶1.11∶2.72。施工過程中采用分層、對稱、兩側同時澆筑混凝土，澆筑第1層時，混凝土放料厚度不允許大于總厚度的1/3，待第1層混凝土初凝后，澆筑剩余段，直至混凝土底面距管底400 mm，混凝土頂面距管頂500 mm。澆筑每層混凝土時，采用插入式振搗器進行振搗，混凝土的澆筑厚度要小于振搗棒有效長度的90%，每一位置的振搗時間以混凝土粗骨料不再顯著下沉、鋪設均勻、分層清楚、無骨料集中現象并開始泛漿為準，防止欠振、漏振或過振現象發生。澆筑過程中，時刻觀察管道軸線及標高是否出現偏差，如果出現，立即停止澆筑，及時處理并查找原因，改善澆筑工藝。混凝土終凝后采用覆蓋土工織物灑水的方式養護，混凝土養護應連續進行，養護期間混凝土表面及所有側面始終保持濕潤，養護時間為28 d。

3.2.6 包管混凝土施工縫處理

包管混凝土每隔20 m設1道伸縮縫，縫寬30 mm，并采用石油瀝青浸透、每30 mm質量小于0.4 g的軟質纖維板進行隔擋，伸縮縫兩端采用密封膠封堵（圖3）。

圖3 包管混凝土伸縮縫大樣

3.2.7 溝槽回填

包管混凝土達到齡期后進行回填，回填土料不得含有有機雜質，不得采用淤泥或淤泥質土作為填料（圖4），具體施工步驟如下：

1）先于墊層層面至包管混凝土底面以上200 mm之間回填級配砂石，控制壓實度系數不小于0.95。

2）用大塊石繼續回填，之后用級配砂石灌縫，最后用石屑或采用路基回填的方法回填至路面，控制壓實沉降差少于5 mm。

4 質量控制

4.1 質量控制標準

施工過程質量嚴格執行GB 50268—2008《給水排水管道施工及驗收規范》、GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及CJJ 143—2010《埋地塑料排水管道工程技術規程》的規定，并按要求填寫檢測記錄。

圖4 溝槽回填示意

4.2 質量保證措施

1）所使用的管道、混凝土、砂石等原材料進行送檢和抽查，其性能應符合規范和設計要求。

2）溝槽的坡比、底部寬度及深度應符合設計要求，地基承載力特征值要求80 kPa。

3）保證管道軸線位置平直，管道坡度為0.12%。

4）混凝土包管施工前，清理管體外附著的雜物，并灑水潤濕。

5）澆筑過程中，時刻觀察管道軸線及標高是否出現偏差，如果出現，立即停止澆筑，及時處理并查找原因，改善澆筑工藝。

6）澆筑每層混凝土時，采用插入式振搗器進行振搗，混凝土的澆筑厚度要小于振搗棒有效長度的90%，每一位置的振搗時間以混凝土粗骨料不再顯著下沉、鋪設均勻、分層清楚、無骨料集中現象并開始泛漿為準，防止欠振、漏振或過振現象的發生。

7）混凝土終凝后采用覆蓋土工織物灑水的方式養護，混凝土養護應連續進行，養護期間混凝土表面及所有側面始終保持濕潤，養護時間28 d。

8）混凝土達到齡期后進行回填，回填土料不得含有有機雜質，不得采用淤泥或淤泥質土作為填料。

9）建立健全現場質量保證體系，每項工作每道工序責任落實到人。

5 安全和環保措施

5.1 安全措施

1）溝槽邊1.5 m范圍內不能堆放土石、材料等物品。

2）溝槽上兩側應設置安全防護欄。

3）加強對施工人員管理、機車駕駛員、電工等有關人員的安全教育，提高安全意識，做到“安全第一，預防為主，時時刻刻講安全”，嚴格按規定配戴安全帽、安全帶，穿著安全鞋上工地，按規定操作規程管理施工。

4）在現場施工的特殊工種，如電工、電焊工、機械工等必須持證上崗，嚴禁無證操作。

5）做好季節施工安全的安排及暴雨前后的安全檢查，檢查工地機電設備、臨時線路及漏電漏雨裝置等，及時修理加固，對于嚴重危險部分立即排除。

6）專職安全員每天巡視工地，檢查安全設施的落實情況，對違反安全生產的工班、員工提出意見或按規定給予處罰。

5.2 環保措施

1）在制訂施工方案和場地布置時，盡可能減少環境污染。

2）施工場內道路暢通，材料堆放整齊，排水系統良好，保持施工現場衛生整潔，隨時清理施工垃圾。

3）合理安排施工時間，控制噪聲污染，將噪聲污染給當地群眾生活帶來的影響降低到最小。

4）泥渣等易散材料應設置儲料場，并遠離河流、渠道及附近居民點，防止對水源及當地群眾生活環境的污染。

5）工程垃圾按照當地環保部門同意的地點進行集中堆放、集中處理，對不能及時處理的，采取措施避免擴散，以免場地周圍受到污染。

6 結語

此施工技術不僅獲得良好的社會效益，而且經濟效益也很顯著，解決了管體的不穩定性、管體接口滲水漏水和管道上浮的技術問題。操作簡單，安全、質量容易控制，加快了施工進度，在大氣、水及噪聲等環境保護方面也取得良好的效果，沒有收到相關方面的社會投訴事件。到目前為止，工程施工過程中未發現因浮管而造成的質量問題和返工，且項目經歷了冬季施工及暴雨襲擊，都未見管道滲水、漏水現象，溝槽回填后也未見明顯的下沉、凹陷現象，在保證工程高質量的同時也為項目節約了成本。