松軟地質中河道管溝槽開挖施工技術

王元文，王 池，張良君

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

河底沉管技術是沉管技術的演變與延續，利用管道先在岸邊進行焊接成形，然后再將其掛置于河流的底表面，利用吊裝機與運輸船聯合就位，然后灌水沉淀，直到將管道沉置于底板上即可，在管道安裝后進行土方回填施工，從而取代了以往的傳統過河管道所采用的架空穿越河流及建設斷水圍堰的傳統施工工藝，也因此河底沉管截面建造技術具備了施工安全、周期短、成本低的優勢，在城市供排水管道跨河施工中應用廣泛。盡管河底沉管施工技術較為成熟，但由于河底沉管安裝好后是長期沉入河底的，維修比較困難，對沉入河底的管道的焊接質量以及安裝過程中控制鋼管撓度要求較高。對于直徑較大、跨河長度較大的河底沉管，普遍具有重量大等特點，且航道內不具備大型運輸船舶進入施工作業區，亟需解決河底沉管運輸至河道內的技術難題。另外由于河底沉管采用整體深入河底安裝工藝，如何保證鋼管安裝過程中撓度變形、就位后軸線和高程滿足設計要求以及保證下落過程中各吊點的平衡等。另外受沉管大小、水流速度、沉入深度、氣候條件等不同因素影響，在實際應用中河底沉管安裝定位、急流深河道管槽開挖回填和沉管安裝仍存在很多難點，因此需要研究一種能夠保證河底沉管快速、控制鋼管形變的方式，并配備相應的輔助設備工裝，確保河底沉管的安全快速安裝。

1 松軟地質破壞機理

軟土因為其不良的工程力學特點，對建筑工程有很大的危害，綜合分析大致有如下幾個形式：

（1）剪切損傷，由于地面抗剪強度無法承載對其上的建筑物所產生的動、靜荷載，從而引起損傷，具體表現為使鄰近的地面形成隆起。

（2）由于軟土地基的超高壓縮力，從而引起不平衡沉降現象，使建筑物的基層結構因應力集中而產生裂紋，最后使建筑物發生嚴重損傷，從而失去了其利用功能。

（3）由于軟土地基的高空隙比和超高含水量，在實際使用中引起了排水層固結，均勻下沉，使建筑物的沉降率過高，從而影響利用功能。在工程實踐運用中，因為高速公路、鐵道的基礎都是可以承載靜、動態雙向負荷，其承載力的復雜性，決定了其軟土地基出現均勻下沉的可能性很小。

2 河道管溝槽開挖處理及施工方案

對于自身濕陷性軟土基，因為基礎地面的濕陷量和濕陷變化與自身濕陷性土壤的厚薄、浸水面積相關，而與壓實土層厚薄沒關系，所以需要集中處理在基礎地面下的所有自身濕陷性軟土壤。因為管線長，工程地質要求千變萬化，同時設備、建筑材料等要求也會因地方差異而有很大差異。所以，對每一條具體線段都要加以詳細分析，并制定合理的地基管理辦法。軟土土質挖掘以及擋土結構的常用方式主要有下列幾類：（1）放坡式大開挖法；（2）松木樁護坡方法腳；（3）水泥土攪拌樁；（4）鋼板樁支護方法；（5）槽鋼管支撐。具體使用方案如下所示：

2.1 測量放線

建設之前，測量員首先要審查設計圖紙，并按照設計圖紙上已有的測量控制點、水平點和測線控制點，通過坡度尺和全站儀對工程設計圖上的管道高度作出適當方位的測定工作。埋樁撒灰線，并檢驗現場勘察情況和圖紙設計上有沒有問題。如有問題，則找施工單位處理，對全場所有管道的高度進行水準測量，并對各管道的高度，尤其是管線交叉處的高度做出計算校核工作。當管線出現事故時，原則上大氣壓流量管道應避讓重力流管道，小口徑管線應避讓大口徑管線，并及時以書面形式施工設計更改單的形狀，告知施工單位、甲方和監理。在現場，施工者應當重視對監測控制點的維護。一旦出現檢測控制點缺損，要及時告知檢測人員補測，保證檢測準確度。

2.2 溝槽開挖施工

挖掘時，施工人員必須掌握施工技術圖樣、相關的技術標準、工藝技術標準和勘探場地，必須全面熟悉已挖掘地段的土壤、地下水、建筑物構造、周圍的地面工程建筑物等施工條件，并嚴格按照施工技術圖樣和相關技術標準選擇挖掘斷面。必須正確使用施工機具，并按照需要采取必要的安全環保措施，以保證建筑施工質量、速度和安全。挖掘時必須采取措施避免地層與支護構件相撞，以保證支護構件的安全。規定挖掘機具、施工程序、機具和運輸車輛的行駛路線、地面結構和基坑排水措施以及雨季規劃，基坑的土石澆筑必須與噴錨支護和土釘支護配套建設。

2.3 管道基礎施工

基礎管道基本由地面、基底所構成。管道地基的要求：采用天然地基之后，對地面并不能引起擾動；管底有堅實地面時，應按設計規范施工，設計中無標準的，在管身下面宜敷設細砂墊層，厚薄亦應符合規范標準；當管槽底地基土有松動地面、流沙等情況時，宜與設計單位協商解決。

2.4 管道的安裝

（1）在下管時，吊機所架設的地點不能危害溝坡度的穩定性，且管路須在溝地面、管基質量檢驗合格之后架設。

（2）在管子裝配時首先注意管子的軸線方向應該確保在偏差所容許區域內，然后應該確保管子接受口位置準確無誤，在管子承插口的位置設置有橡皮圈的應每節檢查一下，不得有差漏。

（3）嚴格對于金屬管材的質量要求，若出現了裂紋、保護層剝落、空鼓、接頭掉角等問題必須修復以后待檢驗合格后，方可采用。

（4）如果有砼管座的施工，在施工管座前應該先檢驗其管件基本能否達到工程設計尺寸要求，檢驗無誤后再干支管座模板，每個模板應超過所要澆混凝土的高度，澆前一定要查看模具內不留雜質，積水等。

2.5 檢查井的砌筑

（1）在砌筑水泥前先要把井位基面打掃一遍，以確定井位中點，然后畫出井位的具體位置。

（2）檢驗井所使用的砌塊宜滿足設計規范要求，在澆筑時應將砌塊浸入水中，至表面濕潤后方可使用，近幾年的檢驗井一般采用模塊式澆筑法，當采用模砌筑后，模板中間要澆注混凝土砂漿施工，澆注后使用工具振搗并嚴實直至井室周邊的混凝土完全滲透。

（3）圓形檢查井應井身體徑圓順，墻磚的砌結保證水泥質量飽和、均勻，抹灰應抹實壓光，無空鼓開裂等跡象，井中流槽應順暢。

（4）將檢查井和水管相連的區域使用水泥砂漿著重涂刷，中間有空隙的可使用瓷磚或麻絲來填充之后再用水泥砂漿涂刷。

2.6 管道的閉水試驗

管線安裝竣工檢驗合格后須對管線的嚴密性作閉水檢驗。

（1）閉水實驗應在管道填筑物前后，必須確保其實驗水井砌筑得均勻并滿足設計規格強度后，才能進行。其實驗總長不應大于1 km，試驗前必須先在管道口兩側的實驗水井內砌筑磚墻堵頭，再用水泥砂漿抹平，并確保堵頭的強度大于管中的正常水壓力，除預留進水管以外其他關口全部密封，嚴禁滲漏。閉水實驗應在實驗管灌入水后24 h后完成。對滲水量的檢測，持續時間不少于30 min。

（2）閉水測試檢查時，規定實驗區段管道中不應有漏滴水跡象，且規定時段內的管道中水平沉降應在設計規范范圍內。如漏水大于設計規范的要求則必須檢查試驗管段并進行修復，在修理完畢之后再進行做閉水測試。

2.7 回填施工

做好灌水下沉、管道安裝和檢測工作之后，進行回填施工，代替傳統的跨河管道采取的架空橫跨河道或修建斷水圍堰的施工工藝。采用環刀法、灌砂法等按國家標準中所要求的檢測頻率，對回填土的壓實率進行檢測。各層填土經試驗必須滿足設計和標準要求的壓實度后，才能完成下一級的回填。另外要加強管道的焊接質量和安裝過程中控制鋼管撓度，避免河底管道變形，并配備相應的輔助設備工裝，促進其安裝安全性和高效性。

3 文明施工措施

（1）建設工地內應有完善的給排水保護措施，并及時解決泥水，對所排的水要過濾后可進入市政管道網。

（2）現場路面要求平順、結實、流暢。重要場所應當完全硬底化，防止交通運輸中水泥散體、流物質的灑漏。車出施工之前，輪轂、車體都應當清洗一遍，并避免落土時破壞道路。

（3）施工時不要妨礙附近住戶的正常工作、生活和休閑，在夜間（晚23時至早6時）施工時，需做好相關登記手續并做好對附近住戶的告知工作，盡量不要采用超聲標準的機械施工。

（4）施工現場要設有專門的保衛人員，日夜執勤，并建立完善的施工現場保衛工作責任制，所有外來人員和各種大小機動車輛進入施工現場前都要登記，在施工時也必須聽從工作人員的調度和安排。

（5）工地要通過黑板報或者其他方式對職工開展法紀宣講教學的日常工作，讓施工現場各工作人員、了解法規，并自覺遵守和保護相關的規定、規章，以增強職工的國防觀念，并預防和減少偷盜和打架事件的發生。

（6）每個進入現場的員工都應佩戴安全帽。嚴禁員工赤膊上陣，注意人身安全和形象。標準化管理圖片應完整、清晰、實用、美觀。注重城市衛生管理，自覺保護市容市貌。加強廚房、衛生間的衛生和消防管理。辦公室要求配備衛生醫藥柜，并配備齊全的消防系統。

（7）為降低建筑施工重大安全事故引起的傷亡事故和經濟損失，使擔負危險救護的工作人員和隊伍明確負責，在工程緊急預案下救護工作有條不紊地快速進行，應該制定急救預案，設置完備的制度體系來規范施工進程。

4 結束語

綜上所述，在松軟地質中的河道管溝槽建設過程中，工作人員必須根據施工現場的實際狀況，進行統籌規劃工作，對施工中出現的各類問題全面負責。技術人員必須對于整個建筑施工過程有清醒的認識，并通過專門的施工技能，做好建筑關鍵環節管理工作，以保證建筑工作完成，在保證工程施工質量的情況下，進一步提高建筑施工效益，以達到工程建設經濟效益最優化。