污水處理的管道施工問題及對策

（福建省浦口建筑工程有限公司，福建 福州 350000）

市政污水處理系統(tǒng)是保障城市生活正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，污水管道施工質(zhì)量的好壞直接影響到污水管道工程整體質(zhì)量。當(dāng)前，我國城市污水處理管道施工仍然存在一些問題，給人們生產(chǎn)生活帶來一定的不利影響。因此，相關(guān)部門應(yīng)該重視污水處理管理施工問題。

1 工程概況

長樂市潭頭鎮(zhèn)核心區(qū)污水管線工程位于長樂潭頭老鎮(zhèn)區(qū)，含金福路、朱熹街、金潭路、永樂街、宏新路、永霞路、永安路、永祥路、永業(yè)路以及曹朱溪至新201省道潭頭污水提升泵站沿線。整個工程建設(shè)包括一座臨時污水泵井、污水工程和道路修復(fù)工程等內(nèi)容。

舊鎮(zhèn)區(qū)道路沿線多為農(nóng)田以及民房、居住小區(qū)，周邊水系密集，溝渠眾多。目前，污水主要直排周邊水體、溝渠。現(xiàn)狀在潭頭河駁岸兩側(cè)已經(jīng)敷設(shè)了D500 mm～D800 mm雨污合流管。該管網(wǎng)截流晴天污水，雨天過多雨水溢流至潭頭河內(nèi)。該管網(wǎng)末端污水系統(tǒng)（沿新201省道）正在施工設(shè)計中，待其建設(shè)完成后，該管網(wǎng)污水將被收集至潭頭污水泵站，經(jīng)過提升后排入潭頭污水處理廠。潭頭河兩側(cè)地塊的污水，大部分都排入該截污管道中。管道污染示意圖如圖1所示。

2 管道施工主要材料技術(shù)要求

排水管材：明挖段污水管采用HDPE增強(qiáng)纏繞管B型結(jié)構(gòu)壁，采用承插電熱熔接口連接。當(dāng)埋深H≤4.0 m時，環(huán)剛度SN≥10.0 kN/m2，當(dāng)埋深4.0 m＜H≤6 m時，環(huán)剛度SN≥12.5 kN/m2，當(dāng)埋深H＞6.0 m時，環(huán)剛度SN≥16.0 kN/m2。該工程采購的該次設(shè)計拉管段污水管采用PE管材，壓力為1.0 MPa，電熔接口。

根據(jù)該工程項目的特點(diǎn)，塑料管道供應(yīng)商在對工程地基承載力、覆土深度等進(jìn)行變形率核算后，最終確定塑料管道的整體變形在直徑的3%以內(nèi)，符合設(shè)計要求。

鋼筋混凝土管道采用180 °砼基礎(chǔ)。HDPE增強(qiáng)纏繞B型結(jié)構(gòu)壁采用砂墊層基礎(chǔ)。污水管道采用柔性管材，當(dāng)雨水管道采用柔性接口時，雨水管道接口處下方的管道基礎(chǔ)設(shè)置斷縫，內(nèi)嵌0.5 cm塑料泡沫板。

管材的配套配件包括法蘭盤、密封圈和套筒等配件由管材供應(yīng)商一并供應(yīng)。對于鏈接作業(yè)所用到的熱熔、電熔等工具設(shè)備，施工單位如果沒有相應(yīng)的設(shè)施或者技術(shù)時，也需管材供應(yīng)商進(jìn)行提供和技術(shù)指導(dǎo)。管道鏈接中所使用的潤滑劑等輔助材料也可以考慮一并通過管材供應(yīng)商來提供，這樣可以保證相關(guān)配套材料的統(tǒng)一性，提高項目工程質(zhì)量。

3 管道施工控制關(guān)鍵點(diǎn)

管道施工前施工單位需要先對現(xiàn)場進(jìn)行勘查，針對工程的沿線環(huán)境、地質(zhì)水文情況、地下管線與地上建筑物等進(jìn)行查看，并結(jié)合資料對上述內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)。

圖1 管道污線示意圖

此外，要對道路現(xiàn)有管線包括雨水、污水接出口管徑、標(biāo)高等進(jìn)行測量與核實(shí)。施工中要重視對現(xiàn)有管線的維護(hù)，做好新舊管線加固工作。如果發(fā)現(xiàn)有圖紙上未能標(biāo)注清楚的舊管線，需要將勘查后的資料反饋給設(shè)計單位補(bǔ)充和修訂。管線交叉處理按照給排水管道工程施工驗收規(guī)范來進(jìn)行。

項目在施工過程中還要重視對管內(nèi)底標(biāo)高的控制，該項目要求誤差范圍為： 當(dāng)管徑小于1 m時，允許正負(fù)偏差為～10 mm；當(dāng)管徑大于1 m時，允許正負(fù)偏差為0～15 mm內(nèi)。污水管道施工結(jié)束之后，管段必須通過閉水試驗，且驗證合格之后才能使用。

排水管道敷設(shè)施工需在路基填方施工前，如果現(xiàn)有的高程無法滿足管道敷設(shè)要求，施工單位需要對其進(jìn)行填方處理，在達(dá)到要求后才可以進(jìn)行施工操作。

設(shè)計排水管道已建檢查井，應(yīng)對已建檢查井進(jìn)行改造或新建，特別是在現(xiàn)狀道路上進(jìn)行施工時，應(yīng)支護(hù)可靠，嚴(yán)格控制道路變形，同時應(yīng)考慮現(xiàn)狀排水的臨時疏導(dǎo)等措施。

該工程項目的運(yùn)行管理要嚴(yán)格按照已制定的安全規(guī)范與環(huán)保規(guī)程，在施工現(xiàn)場醒目位置放置安全警示牌與警示標(biāo)志，工作區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入；溝槽開挖時，開挖方式、支護(hù)工藝需要結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件與周圍環(huán)境，選擇性價比高、安全性強(qiáng)能滿足環(huán)境要求的方案進(jìn)行施工。同時，要考慮地下水對工程項目的影響，在進(jìn)行土方施工時，要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境制定相應(yīng)的降排水方案。

施工單位應(yīng)該根據(jù)土的種類、水文地質(zhì)情況、施工方法和環(huán)境、支撐條件、管道斷面尺寸、管節(jié)工度和埋深等因素選擇與確定溝槽斷面，同時還應(yīng)該符合下列規(guī)定：首先，槽底寬、深，邊坡、留臺設(shè)計等都要以方便管道施工為主，減少土方工程；其次，重視土方的平衡和調(diào)配，避免重復(fù)挖運(yùn)問題，在一些大斷面深溝槽施工時還要按照要求編制專項施工方案；最后，在溝槽外側(cè)要預(yù)留排水溝，避免雨水對溝槽的侵泡。

在進(jìn)行井室、污水口等回填操作時還要注意以下問題問題：首先，在對井室周邊進(jìn)行回填時，要考慮和管道溝通回填工作同步進(jìn)行。如因特殊原因造成兩者不能同步實(shí)施，需要考慮預(yù)留臺階型接茬；其次，回填材料在壓實(shí)后要與井壁緊密連接在一起；再次，路面范圍內(nèi)井室周圍在進(jìn)行回填時，其回填厚度要大于0.4 m，且回填密度高于95%；最后，嚴(yán)禁井壁附近取土回填。

管道溝槽斷面主要包括梯形槽和直槽2種。在進(jìn)行大型、深埋或者綜合管道施工時，必須使用分層開挖、分層放坡模式，施工單位還要編制專項施工方案，做好安全技術(shù)措施，要結(jié)合現(xiàn)場的土質(zhì)條件、地下水位、溝槽斷面和載荷等多溝槽支護(hù)進(jìn)行設(shè)計。溝槽支撐主要使用木板樁與鋼板樁，使用鋼板樁支撐還可以考慮工字鋼、定型鋼板樁等工藝。

4 項目施工中遇到的問題及解決措施

4.1 項目施工遇到的問題

此項目為沿海地區(qū)，施工段兩側(cè)為老舊民房，為磚木、磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)等中間開挖污水管道，水平距離開挖處只有2.5 m左右，污水管道設(shè)計埋深在2.8 m～3.0 m，地下為粉砂層，地下常年水位在1.2 m左右，施工單位按圖紙、施工組織方案以及工程量清單等要求組織了現(xiàn)場施打鋼板樁，并試開挖當(dāng)挖深到1.5 m左右發(fā)現(xiàn)流砂現(xiàn)象出水量很大，低部發(fā)生基涌，并造成了試挖段路面下沉，周邊的居民要求停工，如挖到設(shè)計標(biāo)高，加之延管線進(jìn)行井點(diǎn)降水可能也會造成周邊民房局部下沉墻體開裂等現(xiàn)象。

4.2 解決方案

原設(shè)計開挖工藝無法達(dá)到預(yù)期效果，舊房屋填基礎(chǔ)，河道邊上粉沙沒辦法開挖，只能采取拉管的工藝。開挖段改成拉管，又遇到水下的河道，因為邊上水比較多，膨潤土潤滑劑打進(jìn)去效果不是很理想，粉沙的擴(kuò)孔會踏空等各方面的因素。因此，擴(kuò)孔過大，膨潤土不夠用，最終采用注漿工藝進(jìn)行擴(kuò)孔處理。

4.3 鉆孔與成孔施工控制關(guān)鍵點(diǎn)

4.3.1 定向鉆孔施工原理

非開挖水平定向鉆孔技術(shù)主要用于地下管線快速鋪設(shè)工程，是一種非開挖施工方式。目前，該技術(shù)在天然氣、污水處理、自來水等系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。水平定向鉆孔施工主要包括以下3個過程：1）鉆進(jìn)導(dǎo)向孔。該項目的水平導(dǎo)向鉆采用的是輔助射流的切削鉆頭。鉆頭頭部有斜面板，在鉆桿回轉(zhuǎn)過程中鉆頭鉆出直孔。如果鉆頭向前推進(jìn)但是不回轉(zhuǎn)，那么鉆孔的軌跡就會出現(xiàn)偏斜，實(shí)現(xiàn)地下鉆孔方向改變的目的。鉆頭工作時，鉆頭內(nèi)的導(dǎo)向探頭發(fā)出信號，地面接受器接受信號，工作人員通過顯示器對鉆頭的方向與深度進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對鉆孔軌跡的控制[1]。2）鉆進(jìn)回擴(kuò)。在導(dǎo)向孔工序結(jié)束之后，還要進(jìn)行鉆孔擴(kuò)大操作。通常要求鉆孔擴(kuò)大到成品管線直徑的1.4倍左右，方便后期成品管線安裝操作。對于一些管線管徑較大、底層情況復(fù)雜工程，還可以考慮進(jìn)行分次、多次回擴(kuò)操作，最終鉆孔要滿足成品管線的安裝要求。3）管線拖拉。鉆孔回擴(kuò)結(jié)束后，通常在出口處利用回拖頭與擴(kuò)孔鉆頭把準(zhǔn)備鋪設(shè)的管線與鉆桿連接起來，通過定向鉆機(jī)進(jìn)行回拉，把管線導(dǎo)入鉆孔內(nèi)進(jìn)行管線鋪設(shè)作業(yè)。

定向鉆孔穿越的主要優(yōu)勢是施工作業(yè)可以在道路兩側(cè)實(shí)施，對交通的影響較小，不會造成交通阻斷。同時，改施工方法對周邊建筑物的影響較小，施工周期短，成本低，且對管線的保護(hù)性較強(qiáng)。所以定向鉆孔穿越施工法是當(dāng)前最主要、最常用的一種施工方法。

4.3.2 施工流程與施工準(zhǔn)備

該項目施工流程具體如圖2所示。該項目施工前按照要求進(jìn)行前期調(diào)查，對非開挖牽引穿管全線進(jìn)行地質(zhì)勘查與地下管線探查，分析地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的施工組織方案。如果有地下管線還應(yīng)該做好標(biāo)記，避免拉進(jìn)施工隊現(xiàn)有管線造成損害。另外，在施工前需要對全部的導(dǎo)線點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量，按照結(jié)果進(jìn)行管線放樣、水準(zhǔn)點(diǎn)引點(diǎn)等操作。還要注意倒虹吸問題，注意檢查井之間的管線要是直線段。

該項目工程定向鉆機(jī)輔管能力按照回拉力計算值來進(jìn)行選擇，確定定向鉆機(jī)型號。在項目施工中，牽引穿管施工的管材PE管使用符合非開挖施工技術(shù)要求的A型結(jié)構(gòu)壁管，管材標(biāo)準(zhǔn)要滿足給水用聚乙烯PE管材要求。接口使用熱熔對接，按照需要使用電熱熔帶加強(qiáng)連接，接口的抗拉強(qiáng)度要高于管材的抗拉強(qiáng)度，接口的最大拉力等指標(biāo)還需要經(jīng)過檢測單位檢測。在正式施工前，施工單位要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件和鉆機(jī)牽引拉力要求對管材進(jìn)行復(fù)核驗算，明確管材等級與單趟牽引管道長度。另外，還要根據(jù)實(shí)際需求對管材內(nèi)外部進(jìn)行加固。

4.3.3 定向鉆孔軌跡設(shè)計

定向鉆孔軌跡設(shè)計是鉆孔施工的基礎(chǔ)和保障，對后期項目的實(shí)施具有直接影響。鉆孔軌跡設(shè)計時需要考核考慮地下管線情況、管材類型、關(guān)鍵點(diǎn)位置、地貌條件和施工環(huán)境等多種因素。

該工程項目的定向鉆孔軌跡設(shè)計主要從入孔、造斜段與水平段3個方面來進(jìn)行。設(shè)計值包括最小允許曲率半徑確定、鉆桿曲率半徑確定和造斜段曲率半徑確定。

4.3.4 鉆導(dǎo)向孔

鉆機(jī)需要先進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再結(jié)合工程要求設(shè)置參數(shù)。根據(jù)設(shè)計軌跡進(jìn)行鉆孔操作。造斜段數(shù)據(jù)控制通常為0.5 m～1.0 m，水平段通常為3 m～5 m，其目的在于確保導(dǎo)向孔不會偏離抽線。每根鉆桿鉆進(jìn)之后都要對其深度和方向進(jìn)行測量，統(tǒng)計鉆進(jìn)路徑。鉆桿的標(biāo)高偏差必須小于80 mm，軸向偏差應(yīng)該小于100 mm。做好地表測量點(diǎn)標(biāo)記，為后期的測量與深度核對提供方便[2]。

4.3.5 成孔施工問題

在孔洞成型后，拆卸導(dǎo)向頭，更換為鉆頭。鉆頭的孔徑通常要求比孔洞大一號，將鉆頭放置在初始狀態(tài)位置，更換鉆頭，改為更大號鉆頭，重復(fù)幾次。為了防止塌孔，在水中加入FT-PMC復(fù)合劑，利用高壓注射通過鉆桿至鉆頭，該復(fù)合劑具有固化洞壁、潤滑鉆桿等作用。施工時必須采取逐級擴(kuò)孔，終孔擴(kuò)孔直徑一般大于管道外徑80 mm～120 mm，但是不得超徑擴(kuò)孔，牽引穿管施工之前必須進(jìn)行一次復(fù)合泥漿高壓泵入孔內(nèi)清孔，保證孔壁完整、孔道順滑，確保穿管時管道不變形，一旦擴(kuò)孔直徑達(dá)到要求時，立即穿管，穿管前后都要對孔口和管口進(jìn)行測量、比較等，以確保工程質(zhì)量。如果在流塑地層施工，成孔標(biāo)高將難以控制，必須采用漂浮擠壓桶式鉆頭配合FT-PMC和FT-PAN復(fù)合劑改善土體結(jié)構(gòu)，提高土層的密實(shí)度，確保鋪管高程精度符合《水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)范》[3]。

圖2 施工工藝流程

5 結(jié)論

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，市政工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市對污水管網(wǎng)的需求量也更大。城市中的生活污水、雨水等經(jīng)過污水管網(wǎng)進(jìn)行排泄。因此，在重視城市發(fā)展與建設(shè)的同時，也要重視城市污水管網(wǎng)建設(shè)工程。該文通過對長樂市潭頭鎮(zhèn)核心區(qū)污水管線工程進(jìn)行建設(shè)包括一座臨時污水泵井、污水工程、道路修復(fù)工程等內(nèi)容進(jìn)行改造建造，積極探索該工程項目在實(shí)際施工過程出現(xiàn)的施工段環(huán)境復(fù)雜（老舊民房多）、地下常年水位偏高等問題，通過定向鉆孔施工等技術(shù)措施，并嚴(yán)格按照圖紙及施工組織方案以及工程量清單等方式，對段路面進(jìn)行試挖，并解決路面下沉、周邊民房局部下沉墻體開裂等問題，使該工程項目圓滿峻工，保證了污水管網(wǎng)施工質(zhì)量，為人們的生產(chǎn)生活提供保障。