現狀排水管道廢除施工方案選擇研究

陳華柏，肖拾紅，黃利勇

（中榕規劃設計有限公司，長沙 410219）

1 引言

城市排水管網系統承擔著雨水、污水的收集和排除任務，是城市安全穩定運行的基礎。隨著時間的推移，城市排水管道會出現結構老化、管道破損、管徑偏小等問題，嚴重影響城市的安全運行[1]。此外，場地工程地質條件、道路路基處理方案、施工現場環境等因素，均會影響現狀排水管道廢除方案的選擇。因此，在保證工程質量、施工安全、節約造價的前提下，選擇合理的現狀管道廢除施工方案具有實際的研究價值。

2 工程概況

2.1 項目概況及排水現狀

鴨子鋪路為長沙市某園區內城市主干路，道路起于公園路，止于萬家麗路，長約815m，現狀道路路幅寬40m，拓改后路幅寬46～53m。道路沿線相交道路均已建成通車，兩側地塊正處于開發建設中。

公園路至朝正路段，現狀合流管位于道路中心線處，合流主管管徑為DN800mm，管道埋深2.76～3.12m。朝正路至萬家麗路段，現狀雨水管位于道路中心線處，雨水主管管徑為DN800mm，管道埋深2.24～2.84m；現狀污水管位于道路南側機動車道下，污水主管管徑為500～600mm，管道埋深4.28～6.35m，在朝正路交叉口處與雨水合流。現狀排水管線平面位置如圖1 所示。

圖1 現狀排水管線平面圖

2.2 工程地質條件

根據地質勘察報告，本項目地質自上而下情況如下：①雜填土：主要成分為黏性土夾碎石塊等，層厚3.0～4.8m；②粉質黏土：可塑-硬塑狀，局部含鐵錳質結核等，層厚4.2～5.7m；③細砂：稍密，飽和，含約10%～20%黏粒，層厚0.8～1.1m；④圓礫：稍-中密，飽和，主要成分為砂巖、石英砂巖，粒徑一般0.2～2cm，層厚2.7～3.6m。

勘察場地地下水類型主要為第四系松散層中的孔隙潛水，局部賦存于人工填土、黏性土中的上層滯水。本項目距瀏陽河約200m，地下水位埋深淺，水力坡降較小，整體向瀏陽河排泄。

3 現狀排水管線廢除原因

現狀排水管線廢除原因如下：（1）在道路中間遠期有桐鴨通道穿過，與現狀排水管線位置沖突。（2）現狀排水塑料管已修建20 年，存在不同程度的老化，繼續使用存在較大的安全隱患。（3）工程范圍內現狀雨水管長約750m，其中有370m為雨污合流，與排水規劃、規范及環保政策不符，應進行雨污分流制改造。（4）現狀排水管徑與排水規劃不符。現狀排水管道存在過流能力不足，大管接小管等問題。如朝正路—萬家麗路段，現狀DN600 mm 的污水管接入DN500mm 的污水管，該段規劃污水管徑為DN600mm。（5）根據GB 50014—2006《室外排水設計規范》道路紅線寬度超過40m 的城市主干道宜雙側布置雨水、污水管線。為避免后期排水改造對道路重復開挖建設，影響道路整體質量，本次設計考慮一步實施到位，廢除現狀排水管線，按規劃及規范要求新建雨、污水管道。

4 現狀排水管線廢除時序

本項目兩側地塊正在開發建設，兩側地塊暫無雨水、污水接入需求，近期僅轉輸上游萬家麗路段污水。因此，建議先修建月島路—萬家麗路段南側雨水、污水主管，長約170m，待南側排水管道建成后，將萬家麗路匯來的污水截流，然后廢除月島路—萬家麗路段現狀排水主管。后續排水施工順序與道路施工順序一致，先施工主路，再施工道路兩側附屬設施、排水管線等。

5 現狀排水管線廢除方案選擇

現狀排水管道廢除方式主要有2 種，一種是廢除管道實體本身及其功能，另一種是僅廢除其功能，而不廢除管道實體。與之對應的具體施工方案通常有以下4 種。

方案一，放坡開挖廢除方案：采用大開挖方式將現狀排水管道挖除，溝槽開挖坡比根據地勘資料確定。該方案主要適用于管道埋深小于5m，無地下水的情況，具有施工方便、易操作、工期短的特點，但該方案須破除及恢復現狀路面，對老路路基擾動大，工程造價高。

方案二，鋼板樁支護開挖廢除方案：在挖除現狀老路路面結構（厚66cm）后，采用拉森Ⅲ型鋼板樁支護，直槽開挖，將現狀排水管道挖除。當開挖至地表以下1.2m 時做橫向支撐及圍檁，橫向支撐采用Ⅰ25a 型工字鋼，水平間距為3m，圍檁采用Ⅰ36c 型工字鋼[2]。該方案主要適用于管道埋深大于3m 的情況，開挖工作面寬度相對較小，但施工工序相對復雜，鋼板樁的打入受工程地質影響大，同時須破除及恢復現狀路面，對老路路基擾動相對較大，工程造價較高。

方案三，非開挖灌沙廢除方案：順管道水流方向，由高到低，往現狀排水檢查井內灌水和黃沙，同時在管道兩端設置細格柵和土工布，避免管道內沙流失，待管道內沙填實后，封堵現狀管道兩端，在檢查井內流槽至管頂5cm 范圍內灌入C15 混凝土封堵，管頂5cm 以上采用中粗砂填實。該方案對老路路基基本無擾動，施工工藝簡單，工程造價低，但是施工速度慢，管道內灌沙密實度較難控制。

方案四，非開挖注漿廢除方案：將擬廢除的排水管道兩端采用磚墻封堵，在管道頂部每隔5m 打設一個φ50mm 注漿孔，注漿孔大小和灌注嘴大小一致，逆管道水流方向，由低到高，依次從注漿孔注入水泥砂漿（含10%的粉煤灰）將廢除排水管道填充密實，部分填充不密實的部位，采取二次注漿處理[3]。檢查井位于道路新結構層部分予以拆除，然后按道路結構層施工。該方案對老路路基擾動小，施工質量易控制，但施工工藝較復雜，工程造價相對較低。

經上述比較，同時結合本項目實際情況，項目距瀏陽河約200m，地下水位較高，道路改造方案需對老路路面進行保留利用（路面龜裂、車轍部位進行銑刨修補），為了節約工程造價和避免管道開挖影響道路路基質量，最終確定本項目現狀排水管道廢除采用非開挖注漿廢除方案。

6 結語

在進行類似工程項目設計時，應結合工程地質及道路改造方案，再進行現狀排水管道廢除方案的選擇。當道路改造方案需對老路路面結構進行保留利用時，現狀排水管道的廢除方案應結合管道平面位置進行選擇，當現狀管道位于機動車道下時，建議采用非開挖注漿廢除方案；當現狀管道位于機動車道以外時，可采用非開挖灌沙廢除方案。當道路改造方案需對老路路面結構進行挖除時，現狀排水管道的廢除方案應結合管道埋深選擇，當管道埋深≤道路挖深加1.5m 時，建議采用放坡開挖廢除；當管道埋深＞道路挖深加1.5m 時，可采用鋼板樁支護開挖廢除方案。