鄂北地區水資源配置工程大直徑PCCP管道腋角回填新工法

李文中 陳華貴 王充 熊清明

摘要：鄂北地區水資源配置工程倒虹吸工程腋角部位回填是工程施工重難點，傳統人工回填工法存在施工效率低、人員管理難、返工率高等問題。結合工程實際，提出了小型機械配合人工的腋角回填密實方法。介紹了新方法的工藝流程、關鍵技術和施工要點。該方法在鄂北地區水資源配置工程的應用提高了施工效率，保證了施工質量，降低了成本投入，使驗收合格率大幅提高。

關鍵詞：PCCP管道安裝;新工法;腋角回填;鄂北地區水資源配置工程

中圖法分類號：TV530.7文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.11.003

Abstract： The backfill of axillary angle of inverted siphon of North Hubei Water Transfer Project is the focus and difficult point. The conventional manual method is inefficient in construction and difficult in personnel management， and has high reworking rate. The new engineering method of backfilling and compacting the axillary angle by using small machinery and manual power was put forward considering the practical construction condition. The procedure， key technology and main attention-to-be-paid points of the construction were introduced. The application of the new engineering method in North Hubei Water Transfer Project improved the construction efficiency， lowered the cost and increased the qualified rate in check and acceptance.

Key words： installment of PCCP; new engineering method; backfill in axillary angle; North Hubei Water Transfer Project

1 腋角回填重難點

鄂北地區水資源配置工程（以下簡稱“鄂北工程”）采用PCCP管道建設倒虹吸引調水，其中，孟樓-七方倒虹吸工程（樁號25+520～97+600）起于老河口市孟樓鎮柴崗村，途經5個鄉鎮，跨越唐河、白河，終于棗陽市七方鎮吳莊村，全長72 km。工程安裝的PCCP管道埋于地下，3排并排安裝，內徑3.8 m。管道溝槽挖填地段大部分為弱膨脹土，設計要求的土方回填劃分為4個區。PCCP安裝剖面見圖1。其中，腋角部位回填所在的Ⅰ區最為重要，壓實密度需不小于90%。

孟樓-七方倒虹吸工程土方開挖及回填工作量巨大，并且存在大量難以回填密實的腋角部位土方回填工程。腋角部位難以回填密實的原因包括：①回填工作面無法有效展開，管道間距只有約50 cm;②腋角部位存在PCCP陰極保護線纜，夯實力度過大易造成線纜損壞，施工時必須格外小心;③施工工具太過簡陋;④回填壓實度要求高;⑤施工人員素質參差不齊，施工質量較難保證。

PCCP管道腋角回填工程為孟樓-七方倒虹吸工程重難點施工部位，影響整個PCCP管道安裝工程的進度及資金投入[1-2]。為了更好解決工程建設中遇到的難題，結合工程實際提出并采用了“小型機械配合人工的腋角回填密實方法”，保質保量完成了腋角部位土方回填工作，提高了工程建設速度，且節約了資金。施工質量得到業主及參建各方的一致認可。

2傳統腋角回填工法

傳統腋角回填施工工藝為：當PCCP管道安裝就位后，立即在腋角部位回填砂或土料，回填完后，PCCP管道落在回填部位，同時采用人工加小型夯板的形式對腋角進行夯實，即工人用木制或鐵質夯板沿腋角進行搗鼓直至夯實[3-4]。

傳統腋角回填方法缺點主要有：①工程初期需投入大量人工以及夯板、木錘等工具進行腋角夯實，效率較低。②施工人員管理難度大，施工質量不穩定，驗收返工率高，特別是壓實度指標大部分難以達到要求。③管道間距小，回填夯實無法展開工作面，施工效率低，工作面人員作業難以實施，若減少作業面施工人數又會使夯實速度降低，導致后繼安裝回填速度難以滿足要求。

造成傳統工藝方法質量不穩定的原因主要包括：①施工人員在高溫、濕熱及高強度條件下難以保證施工質量;②施工工具不規范，操作不便;③施工時需要沿管道縱向兩側組織大量人工夯實，工作面無法展開，施工時人員互相干擾嚴重，且夯實力度不一，導致回填土壓實度不達標。

3 新方法主要工藝

孟樓-七方倒虹吸工程共有三線約216 km的管道需要回填腋角，由于很難有效控制傳統方法施工質量，且效率低，遇到趕工、大直徑PCCP管安裝且長距離施工時，腋角回填質量難以保證。因此，提出并采用了“小型機械配合人工的腋角回填密實方法”。

該方法施工工藝流程可分解為6步，簡稱“六步法”，即：長臂挖機轉土→小機械分層攤鋪→人工整平清雜→腋角底部及管周圍自制電動夯板夯實→小型手扶式壓路機碾壓→驗收。

（1）先用長臂挖機將土對稱回填至PCCP管兩側;

（2）采用菜園挖掘機和小型震動碾壓機械按規定層土厚分攤均勻;

（3）人工將腋角及難以用機械分攤鋪部位的土再次攤鋪，直至攤鋪到位;

（4）采用電動夯板將腋角震動夯實到位，一共夯實3次，直到夯實密實為止;

（5）腋角回填完后，再采用小型壓路機將其他腋角邊緣及管道中間部位的土方夯實到位;

（6）最后由施工隊、項目部及監理進行檢查，落實三檢制，形成土方回填碾壓資料。

“六步法”施工工藝流程見圖2。

4 新方法關鍵技術

（1）自行研發改進施工工具——電動夯板。腋角及管道四周埋設有陰極保護電纜線，其回填密實度是質量控制的重點，采用小型機械可以對這些部位進行有效施工。在施工時既要保證土體密實度又要保護陰極和電纜線，因此，使用新型電動空氣錘改裝的電動夯板。新工具在腋角回填施工中能夠保證回填壓實質量，同時也提高了效率。而且，電動夯板改制方法簡單易行，將電動空氣錘的錘頭位置改為夯板，并采用焊接形式改裝即可。

（2）回填土層的合理分層及碾壓。為了達到回填壓實密度，回填土需要合理分層，通過碾壓試驗確定了分層厚度以及碾壓遍數。該工程采用人工加電動夯板夯土的土層回填厚度為15～20 cm，小型壓路機碾壓回填厚度分層為30 cm。小型碾壓機重500～1 000 kg，碾壓3～5遍，輔以人工清除回填土料中的巖石、樹根、路面材料、碎塊或其他雜物等，見圖3。

新方法施工工藝流程安全可靠，技術簡單規范，節約資源，利于環保，同時可節省人工和成本。新工法取得了較好的應用效果，回填土料經過多次檢驗后符合壓實度要求，適用于長距離、大直徑的PCCP管道安裝腋角部位回填土施工。

5 新方法使用要點

在實際施工中，新方法主要為對土方含水量及壓實度的控制：在最佳含水量下壓實使功最小，并獲得最佳壓實效果。不同范圍內土質不同，其最佳含水量也不一致，因此，在施工過程中需進行如下控制。

（1）在土場中取土時應對不同種類的土加以區分、分層或分片挖取，在路基上盡量把不同種類的土分段填筑。？

（2）用工地手檢法和含水量快速測定儀判斷各段土質和含水量，以決定加水量或晾曬時間。

（3）進行壓實度檢測，保證壓實完成后的路基表面平整無起伏，無坑槽，無明顯輪跡，無翻漿等情況。

6 運用效果

新方法使用后取得明顯效果：施工人員數量大量減少，傳統方法需要7人完成的工作量，新方法只需1人即可完成;電錘力度均勻，能夠保證腋角回填后的土體壓實度;施工效率提高，可滿足大量的腋角部拉土體回填需求，避免因此道工序導致整個施工進度滯后;能夠有效進行長距離管線的回填及夯實工作。

7 結 語

傳統腋角回填施工一直采用純人工夯實方法，存在施工質量不穩定、驗收不合格、返工率高等缺點。經過對比分析，提出了小型機械配合人工的腋角回填密實方法，具有人工投入大幅減少，且便于管理，施工安全隱患少等優點。鄂北工程施工中采用該方法提高了施工效率，保證了施工質量，且降低了成本投入，使驗收合格率大幅提高。該方法可在長距離、大直徑的PCCP預應力管道安裝施工中推廣使用。

參考文獻：

[1] 朱健，侯海芳，范垚垚，等. ?軟土地區緊鄰地鐵的深大基坑土方開挖技術[J]. ?建筑施工，2018，40（5）：656-658，661.

[2] 王熙. ?淤泥質土深基坑土方機械開挖施工技術[J]. ?建筑機械，2018（4）：87-90.

[3] 楊熙. ?大型地下建筑物深基坑土方開挖施工技術[J]. ?建筑施工，2018，40（1）：11-14.

[4] 高海彥，丁志錄，張洪波. ?全逆作深基坑土方開挖關鍵技術[J]. ?施工技術，2017，46（13）：50-53.

（編輯：李 慧）