不同管徑、不同材質管道回填施工工藝探析

董曉澤 隋 偉 高飛飛 郎志軍 李 迅 張曉利

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004）

1 管道回填工法特點

管道回填作為一種比較常見的施工項目，往往不被重視。為了提高對管道的保護作用，一般選用砂作為回填材料，從墊層開始一直回填到設計標高。但從經濟角度考慮，選擇合適的土質資源（含水量低，強度高），可減少砂的過量使用，降低施工成本，有利于環保，因此，多采用優質土對回填方案進行優化。

本工法是以工程為對象、工藝為核心、標準圖紙為依據、試驗分析為輔助，運用系統工程原理，結合最新技術以及質量管理控制，經過大量回填試驗、數據分析而得出的一種先進、高效、可靠的技術，具有針對性強、適應范圍廣等特點。在保證工程質量和安全的前提下，達到環保、提高施工效率、降低能耗、降低工程成本等目的，本工法應用范圍廣泛，適用于不同直徑的GRP管、水泥管、給水管、HDPE管等管道的回填。

2 管道回填工藝原理

從基坑開挖開始，控制好深度和護坡角度，保證基坑安全、穩定。深基坑底層選擇級配良好的碎石作為持力層，根據地下水文條件選擇不同厚度的砂墊層作為管底部保護層。根據管道直徑不同，在中間區域攤鋪不同寬度的砂進行回填，遠離管道的基坑兩側使用回填土來代替砂，以減少砂的用量，達到節材目的。往上分層回填，除墊層外，上部所有回填均以管道縱向軸線為基準，由內至外依次回填。這樣可以保證回填砂對管道的保護效果。管頂上部應根據不同規格和材質留有足夠的回填砂，防止管道上部因受壓應力影響而發生變形甚至破裂。土必須經過篩選，不得含有淤泥、濕陷性黃土等有害土。選擇適當的檢驗方法，以保證檢驗結果的準確性。檢驗合格后，方可進行下層回填施工。

3 管道回填工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

管道回填工藝流程如圖1所示。

圖1 管道回填工藝流程

（1）冷卻塔循環水管道直徑為3.2m，采用分段施工。基層清理完畢后，鋪設600mm厚級配碎石，分兩層進行施工，級配碎石提前灑水拌和。根據天氣情況適當調整拌和水量，夏季高溫時可提高最佳用水量10%～15%，防止水分快速蒸發導致含水率偏低，造成壓實度不合格。

（2）級配碎石回填完畢，繼續進行下一層砂墊層的施工，由兩側向中間對稱施工，用滾軸壓路機由外向內依次壓實，夯實碾壓遍數要根據試驗確定，一般不少于3遍，滾軸要行行相接，輪距搭接不得少于200mm。管道中間部分不能有粒徑超過50mm的石子顆粒。砂墊層施工完畢進行標高控制，調整平整度，施工完畢后開始鋪筑管道，管道要求順直、無凸起，與砂墊層緊密接觸，不能留有空隙。防止管道受力不均而產生下沉、歪斜等現象。采用容積不小于200cm3的環刀取樣并現場測定其干密度，以不小于試驗所確定的中密狀態時的干密度值為合格，合格后進行管道分節吊裝，吊裝完成后進行管道黏接工作。黏接完成后，人工回填中粗砂，以管道縱軸線為基準，由外向內同時施工。

（3）管道定位完成后，開始下一層回填，整個溝槽內，除了上部的土和底部的級配碎石外，全部采用中粗砂回填。因此，對圖紙進行優化可以保證管道質量，減少中粗砂的過量使用，避免浪費。溝槽剖面圖呈倒梯形結構如圖2所示。

圖2 冷卻塔進水管道回填示意圖

圖2中溝槽剖面區域呈倒梯形結構，采用無大顆粒碎石的土回填。中間區域采用中粗砂回填，覆蓋整個管道，起到良好的外應力釋放和保護作用。再以管道的縱軸線為基準，到兩側護坡長度為L1、到回填材料截面處為L2，要求優化系數k值不能小于0.5，k=L2/L1。經過試驗，管頂上部k取1，管頂下部k取0.65。k值小，管道保護不充分，屬于不良設計；k值大，則不能將省材最大化。

（4）最后一層回填砂施工完畢后，上部全部采用回填土至設計標高，用雙滾軸壓實機，嚴禁使用大型壓路機，防止下部管道受擠壓而損壞，分段施工，不是一段施工完后才能繼續下一段，而是多段同時施工，工作效率大幅提高。回填土與邊坡接觸部位采用沖擊夯進行二次夯實，以進一步提高回填土與邊坡原土之間的接觸力，提高整體穩定性。

（5）檢查回填土內有無雜物、粒徑是否符合國家有關規定，然后確定回填土中的含水量是否在控制范圍內。如果含水量偏高，可以采取翻松、晾曬或均勻摻入干土等措施；如果含水量偏低，優先采用預先灑水潤濕等措施。回填土應分層鋪攤，根據土質、密實度要求和機具性能確定每層的鋪土厚度，一般震動打夯機每層鋪土厚度為200～250mm，人工打夯要小于200mm，每層至少夯實3遍，打夯應做到行行相接、行行相連，縱橫交叉為宜。

（6）深淺兩基坑相連時，應先填夯深基礎，填至與淺基坑標高一致后，再與淺基礎一起填夯。如需分段填夯，為了保證回填的整體穩定性，交接處應填成階梯形，一般以梯形高寬比1∶2為宜，注意上下層錯縫間距不得小于1m，道基坑回填應四周同時進行，較長的管溝墻內應采取內部加支撐措施，然后在外側回填土方，回填砂應按規定進行環刀取樣，回填土按規定進行灌砂法取樣，測出干回填料含水率，計算壓實度；達到要求后，進行上一層的鋪土，填土完成后，再進行表面的拉線找平，如果有超過標準高程的地方，要及時依線鏟平，并補土夯實。

3.2 操作要點

3.2.1 深溝槽施工要點

深溝槽現場采用循環水管道，包括汽輪機至水塔管道、水塔至循環水泵房、水泵房至汽輪機和取水系統至監控水池。定位完成后開挖溝槽，深溝槽要分層開挖，分層高度不超過2.5m，溝槽底部開挖寬度符合設計要求，現場最粗的管道為汽輪機至水塔東側，項目采用17臺機動冷卻塔，循環水管徑由東3 200mm向西逐漸變為1 600mm，管道之間采用黏接方式，深度5m以內的溝槽邊坡放坡坡度按照表1確定，當挖至溝槽底部250mm時，可采用人工開挖。管道轉角部分應加大開挖寬度，為后續施工留出足夠空間。

表1 深度5m以內溝槽邊坡坡度

循環水管道采用玻璃鋼管，冷卻水塔進水設計壓力為0.54MPa，管道間采用粘接方式連接，管道與設備之間采用法蘭連接。施工前要對管材進行檢測，確保管材質量符合要求，接口完好無損、無附著物。現場需要將標準長度管材或管道切開時，切割尺寸誤差不得超過2mm。回填中心管溝時，應在管道兩側同時進行人工填砂，直至管頂0.5m以上，在不損壞管道的情況下，使用蛙式打夯機夯實。在抹帶接口處回填細粒料，地下水位高于溝槽基坑底面施工應采取排水等措施，使基坑保持無水狀態。

3.2.2 淺溝槽施工要點

淺溝槽開挖主要包括給水管道、含油廢水管道、海水補給水管道、生活飲用水管道、生活污水管道、各構筑物之間的連接管道等，根據設計要求，管道底部采用回填砂作為墊層。溝槽開挖后，平整溝槽底部，檢驗管道底部地基承載力，要求不小于100kPa。溝槽開挖、基礎施工、管道安裝、回填作業均采用現場作業。管道安裝完成后立即回填，管道縱軸向1m范圍內采用中粗砂回填，砂中不能含有石塊、磚頭、土壤硬塊等，管中心兩側壓實系數不小于95%，回填土時注意保護管道，管頂以下回填必須兩側對稱分層施工，防止浮管或偏移。根據現場實際情況調整走向和標高，原則上是有壓管道避讓無壓管道，小管避讓大管。

3.2.3 管涵鎮墩施工要點

管道穿越道路，采用混凝土管作為保護管，混凝土護管與管道之間用中粗砂填充，夯實工具無法施工作業，采用灌水法密實。根據圖紙設計要求，不同鎮墩基礎對應不同的持力層，相應承載力也不同，管涵不符合要求的地方用級配砂石換填，如果遇到不良地層，應全部挖出并用級配砂石換填，基坑需要驗槽，確保持力層為設計地層。基礎施工完畢后，兩側改用回填土壓實，壓實系數不能小于0.95，基礎周圍回填應與管道回填同時進行，不便同時進行時，要留有臺階形接茬。回填要兩側同時對稱進行，不得漏夯。回填土壓實后與基礎邊貼緊，回填寬度不宜小于400mm，對邊角打夯不得遺漏。

4 結語

本工法主要從環境友好型角度出發，遵循可持續發展，綠色施工，采用環保工藝，控制噪音、粉塵、廢料污染，嚴格依照管道安裝的整體流程，結合實際工作情況選擇優質的管道原材料，明確安裝原則，能夠利用事先設計好的安裝方案，合理開展施工工作，以便各個環節的施工安裝工藝都能夠順利且穩定開展，使管道可以有序地進行安裝調整，提高管道安裝的整體質量，具有很強的推廣作用。