淺析市政污水管穿越下穿隧道改遷施工技術

吳曉毅

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南鄭州 450001）

在開展相關工程前，為了確保整體的工程質量，必須對其整體的工程項目實際情況進行分析。通過測量、評定等環節，制定合理有效的開展方案。此外，對于在施工過程中有可能會出現的意外情況，進行有效預防，實現完全處理。在整體的施工過程當中，根據施工地區的特征，如“工程地質”“水文地質”的開展施工計劃，進行材料的配比、設備的運行，可以綜合有效的開展施工。通過合理有效的工藝技術，實現全面改造，為我國城市的整體有效運行提供堅實的保障。

1 工程基本概況

1.1 施工現場概況

鄭州市107輔道快速化工程，位于鄭州市中心城區東部，北起北四環，南至南四環。本標段工程隧道主線北起金水東路，南至動力南路以北，里程樁號范圍為K10+848.679～K12+200.00，全長1351.32m，設計雙向八車道。本標段隧道分敞開段和隧道段，敞開段位于金水東路以南107輔道上，長135.32m，隧道短入地后平面線位向東偏至圃田西路下方，依次下穿七里河北路下方3m污水管、七里河、七里河南路下立交，上跨軌道交通1號線盾構區間、人行過街通道，見圖1。

七里河北路下方現有王新莊污水廠進廠D3000污水干管，污水管為混凝土管，采用頂管法施工。管線與隧道主線平面相交。通過查看污水廠管線竣工圖紙，管底竣工標高為79.22m，管頂覆土約5.9m，施工期間需保證污水管排污功能不中斷。根據設計，在現狀污水管南側隧道主體的上方新建L型路由，對污水管進行永久改遷。

施工現場通過多排洛陽鏟掏孔探測，發現現狀“3m污水管”水平位置比竣工圖紙所示位置向南偏移約1m，埋深基本吻合。施工現狀污水管南側隧道基坑圍護樁時應提前做好規劃，注意保持安全距離，避免對現狀污水管造成破壞。

圖1 施工現場平面

1.2 施工地區特征分析

1.2.1 工程地質

施工場地位于鄭州市鄭東新區，工程沿線場地主要為城市道路、綠化帶、河道及施工區，地形起伏較大，本標段自然地面高程約 82.7～89.5m（黃河高程），土堆頂部高程約 106.2～107.4m，場地最大高差約24.7m。根據地質鉆探結果揭示，本場地地層除上部填土外，其下為粘土土層、粉土、砂類土層，地層從上至下描述如下：（1）層雜填土、（2）層粉土夾砂、（3）層（4）層粉土夾粉質粘土、（5）層粉質粘土夾粉土、（6）層（7）層細砂、（8）層粉質粘土夾粉土、（9）層粉質粘土、（10）層粉質粘土、（11）層粉質粘土。

1.2.2 水文地質

在“水文地質”分析當中，需要根據地下水的整體分布區域以及其特征設定相關的勘察方案，對地下水的類型可分為“潛水”以及“微承壓水”。其中第（2）～（5）層粉土、粉質粘土層為第一大含水層，屬于潛水透水層，第（6）、（7）層粉細砂層為整體工程的第二大含水量，屬于“微承壓水透水層”。

（1）潛水層

潛水主要賦存于上部弱透水土層中，本場地穩定地下水位埋深為自然地面下約12.3～16.8m（標高為71.88～74.27m），受周邊工程項目降水的影響，見年來地下水位呈下降趨勢，停止降水后，地下水位可能會有所回升。據調查，水位年變1.0～3.0m，近3—5年最高水位埋深約5m（標高約81.0m），歷史最高水位埋深1.0m（標高約85.0m），抗浮設計水位標高采用85.00m，水源補給主要來自大氣降水，局部為河流及灌溉回滲補給。潛水以開采排泄為主，蒸發排泄次之。

（2）微承壓水

承壓水主要賦存于第（6）層粉砂層和第（7）層粉細砂中，含水層頂板埋深15.0m左右，底板埋深32.0～37.0m左右。受近幾年工程建設施工降水影響，地下水位大幅下降，目前地下水位降至微承壓水層頂面附近，微承壓水層的承壓性以表現微弱。

根據地質勘查報告，施工范圍內的地下水位線高程為72.3～73.5m。另外在七里河北路圍護樁施工過程中，發現地下水埋深約為16～17m，而超越管道路徑與永久遷改路徑所有構筑物埋深均不超過10m，地下水對施工過程影響不大，可不進行降水。

2 穿越下穿隧道改遷專項施工方案的整體施工技術

2.1 明確整體的施工方案

在設計方案中，必須根據現場的實際情況進行設立，如選用超越管方案完成污水管的改遷。首先完成C12段隧道主體施工，然后通過新建臨時超越路由的方式完成永久改遷L型路由，再廢除與隧道施工沖突的老管道和臨時超越管道，最后完成北側地道施工[2]。

在施工過程中，其整體的污水管道必須保持其原有的作用，因此，設定相應的施工方案應使其在超越管線權限下進行，在工程頂管避開整體的施工工地，根據管線的整體規劃，在其超越水管處設立好相關閘門，保證其整體處于打開狀態。此外，在施工過程當中，通知污水廠進行開泵，降低整體的污水管水位，改造上游26號頂管井以及下游27號頂管井。在施工完畢后，對原管道兩頭進行氣囊封堵，使污水通過北側超越路由完成超越[3]。

2.2 臨時超越管施工方案與沉井施工方案

在整體的施工過程中，項目部考量到其整體工程離高層建筑物小區較近，整體僅為11m距離。如采用“放坡開挖”或常規的“土釘支護開挖”必然會對當地居民的正常生活產生不良影響[4]。因此，必須采用合理有效的方案，對其整體施工方法進行有效開挖。經綜合考量后，可采用“臨時超越管施工”方法進行施工，在工程施工中，采用5m×10m的頂管工作井尺寸。

同時，在沉井施工過程中，其整體的施工方式可以進行二次施工，確保施工工序的有效性。首次為澆筑井刃腳部位，此方案可明顯應用于澆筑井的整體沉降工作，見圖2。

2.3 沉井制作

2.3.1 進行基坑開挖

首先，必須確定沉井自身的尺寸，整體尺寸保留在1m左右。

圖2 沉降井的整體工藝流程

2.3.2 基坑自身的開挖深度

在施工過程中，施工技術人員必須進行現場勘察，對基坑所處的方位、自身的水文條件、現場的執行力度、工程自身的因素等進行開挖。開挖深度為2m為例，按照1:1.5的比例進行放坡。

2.3.3 基坑自身的地基處理工序

在后續的處理流程中，必須對基坑地區進行有效的平整，確保其自身的承載能力[7]。以免在沉井制作的過程當中發生不均勻沉降，導致井壁傾斜或井壁開裂，影響工程效果。

2.3.4 進行基坑自身的內部排水

在后續的工程中，將基坑底部設置集水坑，便于其收集水分及時排除，保持基坑處于無積水狀態。

2.4 鋼筋工程

在整體的鋼筋工程中，對于使用的原材料必須進行全面檢測，保證其自身具有“合格證”以及“檢驗報告”。在后續的施工中，對使用的鋼材進行全面分析、檢測，在相關的監管單位確定后，進行全面使用，以確保整體工程的安全性。

在后續施工圖紙中，標注出鋼筋自身的清單規格，并在施工過程當中，按照此規格進行加工制作。對于加工好的鋼材，運行必須進行整理，找出其中的偏差，實現種類以及使用區域的控制。在分類鋼筋時，需要彈出鋼筋綁扎控制線，保證鋼筋間的間隔距離。其偏差值根據工程要求，可設置在允許的范圍內，以保證鋼筋材料整體質量符合規范要求，進行工程驗收。鋼筋應在澆筑混凝土前，按設計圖紙綁扎完畢，確保綁扎牢固，防止振搗混凝土時，鋼筋移位。

2.5 模板工程

在施工前，必須由施工技術人員畫出施工圖并進行全面審核，以確保施工圖的有效性。在安裝前，施工人員可進行技術、質量等交底檢查，以確保整體施工圖模板工程符合相關要求。在安裝施工中，先將結構測量控制線標注至墊引層，彈出“十”字走線以及模板控制線，以1:2的比例進行外圍建造，其建造寬度以5cm為準。模板拼裝必須保持合理性、支撐性以及牢固性，為了使后續的施工質量可以有效地延長整體工程的周期使用壽命，在模板施工前，可以使用定型加工技術對模板進行處理。此外，也可采用透明膠帶對模板拼縫進行粘補，防止漏漿，保證混凝土的質量。在拼裝完畢后，進行集中檢查，以防止其出現偏差。在對偏差進行校正過程中，其整體邊角和剪力墻必須處與垂直狀態，實現有效調整，對相關的角度進行全面確認。

2.6 混凝土施工澆筑工程

本工程的混凝土采用商品混凝土運輸，澆筑時采用混凝土泵車進行澆筑。在澆筑過程中，工作人員必須對相關的工程進行全面驗收，并簽署澆筑令。在辦好相關手續后，才可以進行澆筑。對于澆筑工人，建筑方必須實現工人技術的強化，派遣經驗豐富的操作工人進行澆筑，以防出現“漏震”現象。同時，加強看管，以便對破損的模板進行全面修復，對于問題及時處理。在澆筑好的混凝土模型當中，進行二次抹平，以防止其在后續的收縮過程中出現裂縫現象。對于混凝土塊的制作，必須按照相關的工程要求進行制作，確保混凝土整體的質量，做好后續養護。

2.6.1 澆筑準備工作

首先，工程人員必須對現場的實際情況進行觀察，對天氣情況、地質情況等實行測量。選擇較好的天氣，進行混凝土澆筑。如極端惡劣天氣（寒冷天氣、雨雪天氣）等將會導致混凝土澆筑出現質量問題。因此，必須確保天氣的有效性。

2.6.2 混凝土的澆筑養護工作

本工程結構的鋼筋制作、綁扎，模板安裝及混凝土澆筑應注意以下幾點：

（1）在后續的工程調整中，其澆筑方案必須注意井壁自身的厚度以及相應頂板的大小。考慮到鋼筋自身易變形的特點，因此，在施工中，施工人員以及施工方必須注重鋼筋的位置，確保其正確性。以防在施工過程中，施工人員踩踏造成變形。

①加強教育管理，使操作人員重視保護板面上層負鋼筋位置，盡可能避免和減少踩踏；②井壁增大拉鉤數量，澆筑混凝土時在澆筑面上方搭鋼管架子，澆筑時人員踩在上面而不直接踩在模板及鋼筋上；③安排好鋼筋工在澆筑混凝土的過程中進行修整，以確保井壁及井頂結構牢固。

（2）第一節澆筑沉井刃腳部分，第二節澆筑沉井井筒部分。第一節混凝土強度等級達到70%，可澆筑第二節。嚴禁單側澆筑，并有專人負責混凝土質量，嚴格按操作規程施工，以保證混凝土的澆筑質量。

在后續施工中，加強施工縫的保修。施工縫可采用30cm寬，3mm厚的鋼筋進行建筑。在第二次澆筑過程中，可以先將施工縫的松散部分進行拆除，并對拆除部位進行清洗，以確保在后續施工中新型材料的貼合程度。在清洗完畢后，鋪上一層水泥砂漿，其整體厚度約為3cm，進行二次澆筑，確保材料之間的良好結合。

2.6.3 施工縫處理

由于井壁分節制作，水平施工縫采用遇水膨脹止水條，預留頂管洞口預埋橡膠止水鋼板。新老混凝土界面應進行鑿毛，在新混凝土澆筑前應清理垃圾，并灑水濕潤新老混凝土接縫處。同時在澆搗前在施工縫處先鋪一層2～3cm厚與混凝土級配相同的水泥砂漿。

2.7 污水流經改道施工

2.7.1 水下鑿孔

在后續的施工過程當中，針對于超越管道形成后其需要對頂管以及污水流經管道運行進行驗收。并在后續驗收合格后，對整體的污水流經渠道進行有效施工。其中，在水下鑿孔作業，可提前通知污水廠在開展前進行開泵，使整體的污水水位降低。隨后，將線裝井的平板打開，在新建超越井側挖出3000mm×2500mm的方槽。使用臺式鋼筋混凝土鉆孔機，對井壁混凝土進行鉆取，在挖好的方槽下部制造相關缺口，使污水由此缺口流入新建超越井內，使兩側水位平衡。便于潛水人員進入新建超越井內，對舊井壁進行破除[5]。

2.7.2 氣囊封堵

在管道施工完畢后，可使用封堵氣囊。封堵氣囊可以對整體的管道實現有效的封堵，其工作原理是采用橡膠制成的氣囊，通過充氣使其膨脹。在氣壓達到規定值要求時，封堵氣囊可以對管道整個斷面進行封堵，利用封堵囊壁以及管道之間的摩擦力進行漏水修補，實現目標管內無滲水的目的[6]。

3 結束語

綜上所述，對于工程的整體運行項目而言，在穿越下穿隧道改遷專項施工方案中，必須根據現場的實際情況進行方案的設定。對超越管施工方案進行有效施工，同時，通過水下鑿孔、氣囊封堵等工序，確保整體工程的有效性。