合肥市官亭路污水管道改造工程施工工藝淺談

趙德平

合肥市排水管理辦公室

1 項(xiàng)目背景

官亭路（長(zhǎng)江中路—霍山路)污水管道是合肥市望塘污水處理系統(tǒng)中的一條主干管。官亭路（長(zhǎng)江西路--安農(nóng)大門(mén)口)段現(xiàn)狀d800的污水管道位于路面上，水流方向?yàn)橛赡舷虮薄Ｒ蛑敖ㄔO(shè)時(shí)，碰到部分地質(zhì)情況較復(fù)雜的區(qū)域，被迫放棄了部分管道的建設(shè)，造成污水管道不通。由于前期城鎮(zhèn)化較低，污水量較少，污水可以通過(guò)溢流進(jìn)入其他污水干管，可是隨著城市的發(fā)展，這段污水干管承擔(dān)的排水負(fù)荷越來(lái)越大，如再不打通這段污水管將會(huì)對(duì)整個(gè)排水系統(tǒng)產(chǎn)生影響。本次改造就是將該段污水管道進(jìn)行重新鋪設(shè)，保證望塘污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

圖1 現(xiàn)狀污水系統(tǒng)圖

1.1 設(shè)計(jì)思路

（1）收集現(xiàn)有資料。利用管道前期建設(shè)時(shí)的圖紙、管線物探圖等資料，了解排水管線的管徑、坡度等基礎(chǔ)情況及周邊其他管線的情況。

（2）現(xiàn)狀調(diào)查。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周邊的環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，確定施工范圍，明確周邊的敏感地帶及施工會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)造成的影響。

（3）地質(zhì)勘察。探查清楚管道建設(shè)區(qū)域地下巖層情況，是否需要采取防護(hù)、換填等措施，初步對(duì)施工方法做出判斷。

（4）確定施工方法。根據(jù)周邊環(huán)境和地質(zhì)勘察結(jié)果，選取合適的施工方法，既要減少對(duì)周邊的影響，又要做到盡可能的經(jīng)濟(jì)快捷。

1.2 設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)官亭路（長(zhǎng)江西路--安農(nóng)大門(mén)口)全段為d800管道，部分管段未實(shí)施。根據(jù)前期調(diào)查，在原9、11號(hào)井間和原7、9號(hào)井間各有一段現(xiàn)狀管道，本次所需實(shí)施管道長(zhǎng)度為121m。

圖2 實(shí)施管道范圍圖

2 現(xiàn)狀周邊環(huán)境及地質(zhì)情況

官亭路南側(cè)為長(zhǎng)江西路，向北進(jìn)入安農(nóng)大校園內(nèi)。官亭路現(xiàn)狀道路較為狹窄，西側(cè)有圍墻，圍墻內(nèi)有居民區(qū)，東側(cè)有一排高擋土墻。

圖3 現(xiàn)狀官亭路周邊環(huán)境

圖4 現(xiàn)狀官亭路周邊環(huán)境

官亭路段污水管道設(shè)計(jì)管徑d1200，管道埋深約6m，管身及管底主要置于強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖中，該層土狀態(tài)好、力學(xué)強(qiáng)度高，適宜作為管線基礎(chǔ)持力層。由于該段強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖含較多中風(fēng)化巖塊，巖石天然單軸極限抗壓強(qiáng)度在3MPa～9MPa，人工及機(jī)械頂管難度均較大，必要時(shí)可采用爆破或選用合適的鉆具進(jìn)行施工。

圖5 管道所處巖層圖

3 施工方案

官亭路道路路幅較小，一旦開(kāi)挖將占據(jù)大部分路面作為開(kāi)挖面，對(duì)周邊學(xué)生、居民的交通產(chǎn)生極大影響。新建管道處地質(zhì)主要為強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖，而且管道埋深較深，對(duì)于開(kāi)挖施工、人工頂管和機(jī)械頂管來(lái)說(shuō)難度都較大，因此無(wú)法采用這些常規(guī)方法施工。由于官亭路周邊條件較為復(fù)雜，周邊有干休所、大學(xué)校園等敏感地帶，采用明火爆破對(duì)周邊影響較大，且官亭路邊的高擋墻時(shí)間已經(jīng)較久，爆破時(shí)無(wú)法保證不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，因此也不宜采用爆破法。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的仔細(xì)研究，決定選用水鉆法施工。

水鉆法施工：所謂水鉆法，即采用鉆孔取芯機(jī)（水磨鉆機(jī)）在需要開(kāi)挖的巖面上鉆孔取芯，通過(guò)鉆孔取芯機(jī)沿管徑外沿鉆若干個(gè)孔，孔孔相連，待所有鉆孔連成一個(gè)環(huán)后，巖芯便與巖壁分離，形成一圓外周臨空面，然后對(duì)剩余的巖芯部分進(jìn)行打孔，孔內(nèi)打入鋼楔，捶擊鋼楔擠壓巖石，使巖石同時(shí)受到鉛錘面上的剪切力和水平面上的拉力作用，當(dāng)擠壓力大于極限抗拉力和極限抗剪切力之和時(shí)，巖石沿水平面被拉裂并從底部發(fā)生剪切破裂，最后將破裂分離的巖塊利用機(jī)具運(yùn)出。全部完成一輪工序后，即可進(jìn)行下一輪鉆孔、取芯、破碎、外運(yùn)，如此進(jìn)行反復(fù)循環(huán)，直至滿足頂管空間需求。因鉆孔取芯機(jī)在操作過(guò)程中需要用冷卻水對(duì)鉆頭處進(jìn)行水冷，保證打鉆過(guò)程中不淤鉆、不卡鉆，故稱(chēng)之為“水鉆法”。

圖6 水鉆法施工現(xiàn)場(chǎng)照片

水鉆法可以在中風(fēng)化巖層條件下施工，且不需要較大的開(kāi)挖面，無(wú)須進(jìn)行明火爆破，可以在很大程度上降低對(duì)周邊影響，適合于本次施工。

最終方案確定：由于水磨鉆施工周期較長(zhǎng)，為縮減周期，本次設(shè)計(jì)保留原9號(hào)井及其兩端的現(xiàn)狀管道，在9號(hào)井周邊設(shè)置兩座頂管工作井，分別向兩端進(jìn)行頂管施工，管徑采用d1200。

圖7 施工方案圖

周邊影響分析：（1）農(nóng)大校園的影響。因施工需要，需在校園內(nèi)砌筑一座頂管接收井，拆除一段鐵藝圍墻，完成施工后進(jìn)行恢復(fù)。必要時(shí)，施工車(chē)輛也需要經(jīng)過(guò)校內(nèi)通行。（2）郵電干休所交通的影響。本工程最南側(cè)的接收井施工時(shí)需中斷干休所原來(lái)通過(guò)官亭路進(jìn)出的通道，改由農(nóng)大校園進(jìn)出。

4 總結(jié)

由于排水管道位于地下，周邊限制因素多，所以市政排水管道改造是一項(xiàng)比較復(fù)雜和艱巨的工程，如何因地制宜、經(jīng)濟(jì)高效地完成排水管道的改造將是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一大重要研究方向。