綜合整治工程中截污管道施工技術研究
——以潭頭渠為例

梁 龍

(深圳市寶安區水務技術監管中心， 廣州 深圳 518100)

潭頭渠位于深圳市西北部的寶安區松崗街道，為茅洲河一級支流沙井河的支流，屬于珠江水系[1]。潭頭渠河道水體污染，導致水生物種類、數量稀少，幾近絕跡，河道幾乎無自凈能力，生態環境非常脆弱。目前，潭頭渠流域沿線未進行系統的治理，只進行過局部的治理[2]。導致潭頭渠匯水面積內地勢東高西低，以松崗大道為界，上游地勢較高，平均高程為11.00 m。中下游地勢較低，平均高程為3.00～4.00 m[3]。上游河道與中游河道在松崗大道銜接處有高約3.0 m左右跌水。現狀潭頭渠匯水面積為3.49 km2，匯水面積呈長條狀、長約4.55 km，最寬約1.30 km[4]。現狀潭頭渠河道(含支流)總長4.48 km，下游及中游河道非常平緩，其縱坡基本為0.0007～0.0010；上游河道較陡，其縱坡可達0.006[5]。含有支流一條，長0.55 km。潭頭渠是沙井河的一級支流，是茅洲河水環境綜合整治的重要組成部分[6]。河道存在大量污水直排入河、水質黑臭，部分護岸存在安全隱患，交叉建筑物阻洪嚴重，致使河段排洪能力不足，暴雨期間經常出現漫堤及水浸現象[7]。為了滿足茅洲河水環境綜合整治工程的總體要求、改善河道水環境，本文以此工程為例對綜合整治工程中截污管道施工技術進行研究。通過分析潭頭渠排污問題以及具體綜合整治方案，在截污管道開槽支護施工中，對支護樁的搭建以及打孔處理進行細化等方式完成施工技術的設計。通過本文的研究，以期為實際的截污管道施工工作提供有價值的參考。

1 潭頭渠排污問題分析及解決方案

1.1 潭頭渠排污問題分析

潭頭渠位于寶安區松崗街道境內，始于松崗大道東側，由東向西穿過松崗大道、107國道、廣深高速，最終通過潭頭水閘匯入沙井河，干支流總長約4.48 km，總匯水面積約3.49 km2[8]。潭頭渠匯水面積內地勢東高西低，以松崗大道為界，松崗大道以東區域為上游，地勢最高，平均高程為11.00 m；松崗大道以西、107國道以東區域為中游，地勢較高，平均高程為4.00～6.00 m；107國道以西區域為下游，地勢最低，平均高程為3.30 m。流域內地勢均比洪水水位高，雨水能自流排出，一般情況下不會產生內澇。但產生內澇的成因比較復雜，一方面跟地勢與水位的高差大小有關，另一方面與片區內雨水收集管網的完善程度、片區雨水排出管、潭頭渠行洪排放能力、下游沙井河是否頂托等四個因素均有很大關系，任何一個因素達不到要求就有可能導致內澇，例如，若片區內缺少雨水收集管網，會影響雨水收集和排放，導致雨水在地面上漫流，進而形成漬水現象，嚴重時可能導致內澇災害的發生。

1.2 潭頭渠排污問題解決方案

針對潭頭渠流域內地勢高于防洪水位的區域(流域內沒有地勢低于防洪水位的區域)，需要另外安排資金完善“片區內雨水收集管網”及“片區雨水排出管”，按3 a一遇城市暴雨強度標準建設雨水收集管網及排出管，解決雨水收集和排放問題。為此，構建截污管道工程。

在對其實施的綜合整治工程中，構建的結構專業涉及樁號A0+950～ A0+985段2.0 m×5.0 m×3.0 m雙孔鋼筋混凝土箱涵、松崗大道及華美路下2.5 m×2.0 m、3.5 m×1.5 m、4.5 m×2.0 m及5.5 m×2.0 m鋼筋混凝土箱涵、廣深公路規劃立業路口U型槽、頂管工作井及接收井、截流井、限流井及相關基坑支護等設計。

2 截污管道施工技術研究

根據松崗潭頭渠綜合整治工程治理思路，針對潭頭泵站至廣深高速公路段進行截污管道施工設計。

2.1 管道開槽支護施工

考慮管道在周邊地形有足夠條件，為此采用放坡形式對管溝開挖。管道埋深小于3.00 m的管道放坡比例根據土質條件采用0.50～0.75；埋深大于3.00 m的管道放坡根據土質條件采用1.00～1.25。溝槽底寬度根據管徑確定管道直徑D≤500 mm時，溝槽底寬度為D+800 mm；D>500 mm時，溝槽底寬度為D+1000 mm。本文選用的混凝土為水下支護混凝土，對應的參數信息如表1所示。

以此為基礎，對于管道開槽支護施工，本文采用上部沖孔+下部回旋的方式完成基礎的打孔處理，由于鋼護筒穩定性更高，因此將其作為安裝的護筒，其內徑比樁徑大25.0 cm。在確認護筒中心軸線位于樁位中心位置后，埋設護筒。在此過程中，始終保持護筒處于豎直狀態。對于最終護筒埋設的長度，以應高出地面0.30 m，高出水位1.50 m為基準。當達到預設標準時，利用黏質土對護筒周圍進行回填處理。需要注意的是，此時的操作要進行對稱、均勻實施，在過程中逐層進行夯實處理，以此避免由于回填操作對護筒位置的影響。在完成對護筒的埋設后，需要在護筒上標記支護樁的中心位置信息。為了降低對鄰樁混凝土凝固的影響，本文在完成支護樁混凝土施工后的24 h后執行對護筒進行鉆孔處理。首先調整鉆機鉆架底座和頂端處于水平狀態，使對應的鉆桿處于垂直狀態，將鉆頭的中心與支護樁的中心重合。在鉆孔的過程中，對護筒的狀態進行觀察，包括其是否存在偏移和下沉情況，并對鉆桿的狀態進行檢查，包括其與支護樁的垂直度，當發現異常時，及時停鉆，并進行修正處理。檢測測斜和孔徑達到設計要求后，在保持孔內原有水頭高度的前提下實施清孔操作。

表1 管道開槽支護混凝土參數

2.2 管道鋼筋籠安裝施工

由于排污管道的位置特性，在安裝過程中同步實施對鋼筋籠的制作難度較大，為此，在鋼筋加工廠中制作鋼筋籠，并且以分段的方式成型，以此為基礎的安裝也采用分段吊入的方式實現。其中，單段鋼筋籠的參數信息如表2所示。

表2 鋼筋籠參數信息

按照表1所示的標準制作鋼筋籠，利用搭接焊的方式在孔口處焊接主筋，交錯布置鋼筋接頭的位置。在具體的焊接操作中，本文采用雙面焊的方式，焊接長度是主筋直徑的5倍。將汽車作為安裝實施裝置，采用吊兩點法將鋼筋籠吊裝至目標位置，并對其頂面進行固定，以此防止鋼筋籠上升或側身移動的情況出現。

2.3 管道安裝施工

在完成上述操作后，采用導管法施工實施對排污管道的安裝處理。先拆除現漿砌片石結構，再開挖整理出一個新的工作平臺，使其滿足換填處理基礎的施工工作面的要求，通過換填塊石處理，保證地基承載力；并新建鋼筋混凝土明渠，作為管道岸墻結構及渠底護砌型式。考慮到管道外尺寸和糙率系數兩個重要因素，本次設計主管材選用HDPE中空壁塑鋼纏繞管，環剛度SN8.0 kN/m2。在施工前完成對導管的拼接，并在安裝前對其進行了水密、承壓和接頭抗拉試驗，確保其滿足潭頭渠流域的水文要求。對于符合安裝要求的導管，以鋼筋籠對應的井深為基礎設置導管的長度，其標準為導管長度與孔底之間的空間距離≥15.00 cm，≤20.00 cm。施工方式如圖1所示。

圖1 管道安裝施工方式(單位：mm)

按照圖1所示的施工方式，同樣采用汽車吊裝就位，在吊入導管時，始終保持其位置居中，下放速度不超過10 m/min。之后的混凝土澆筑操作是確保管道安裝效果的關鍵。由于是在水中實施該操作，因此本文需要對孔底泥漿沉淀厚度進行檢測，得到的數據為結果為26.26 cm，大于規定要求的10.00 cm，因此進行了二次清孔處理。在實施首批混凝土澆筑時，在上文構建的支護結構處于正常狀態下，應保證導管不超過混凝土內埋深6.00 m，且不小于4.00 m。嚴禁導管露出混凝土面，并填寫水下混凝土澆筑記錄。對于混凝土的運輸，本文使用10.0 m3攪拌運輸車進行運輸，漏斗與導管連接處，用隔栓堵塞，在漏斗混凝土已灌入足量時，可提起隔栓，混凝土由漏斗連續進入導管。在首批混凝土初凝前，完成混凝土的支護。

最后就是在管道施工完成后，在其內外表面進行噴涂處理，本文采用三管注漿高壓噴涂的方式實現該操作。其中，對應的施工參數信息如表3所示。

表3 高壓三管旋噴施工參數

按照表3中的數據實施對管道表面的噴涂處理，以此提高其對滲透作用的阻抗能力，確保其使用年限可以達到預期。

3 施工效果分析

在上述基礎上，對截污管道施工效果進行分析，其結果如表4所示。

由表4數據可以看出，本文施工后的截污管道可以達到設計處理污水量標準，最大過能均超過設計要求，表明本文施工效果良好。

表4 截污管道施工效果統計

4 結 語

綜合治理是一項系統性較強的工作，其中的排污管道設置是控制水污染的重要措施之一。在具體的排污管道施工過程中，受實際施工環境以及基礎條件差異的影響，施工效果的差異性也較為明顯。在此基礎上，本文以潭頭渠為例，展開對綜合治理工程中排污管道施工技術的研究，在分析潭頭渠排污問題的基礎上，結合解決方案，對具體的排污管道施工方式進行詳細研究。實驗結果證明：施工后的排污管道達到了施工方案設計初期的應用目標。通過本文的研究，以期為相關實際管道施工工作的開展提供幫助，并且能夠助力綜合治理工程價值得到更大程度的發揮。