合槽施工技术在市政排水管网工程中的应用分析.pdf

3372023年5月工程技术与应用江西建材合槽施工技术在市政排水管网工程中的应用分析栾洪喜山西三建集团有限公司，山西长治046000摘要：文中以典型工程为例，阐述了市政排水工程合槽施工技术的应用，分析其主要优势，并针对工程实施过程中的难点及处理措施进行阐述，选用有效的技术方法消除施工隐患并提升施工效率，可为类似工程施工提供参考。关键词：合槽施工技术；排水管网；钢板桩支护中图分类号：TU74文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 5-0 337-0 3The Application of Municipal Engineering Groove ConstructionTechnology in Drainage Pipe Network EngineeringLuan HongxiShanxi Sanjian Group Co.Ltd.,Changzhi,Shanxi 046000Abstract:Through the selection of typical engineering examples,this paper expounds the application of the construction technology of themunicipal drainage project,analyzes the main advantages,and expounds the difficulties and treatment measures in the project implementationprocess.In the construction process,effective technical methods are selected to solve the construction hidden dangers and improve theconstruction efficiency,and provide certain references for other similar projects.Key words:Joint trough construction technology;Drainage network;Steel sheet pile support0引言城市的雨水、生活污水、工业废水等均需通过专门的沟管、泵站、污水处理厂等进行排放处理。排水管网工程建成后，由于实体被覆盖，无法从表面直接维修，其维护费用较高，因此，排水工程的施工质量直接影响城市功能。排水管网的传统施工技术是二次开槽，工程量大、进度慢、占地面积大，易造成交通障碍。采用合槽施工，可有效避免沟槽的二次开挖，加快施工进度，降低施工成本。由于合槽施工，沟槽整体开挖断面较大，为确保质量和安全，宜采用钢板桩支护措施。1技术简介1.1技术原理本工程经过施工现场的踏勘，周边建筑物较密集且有重要的市政构筑物，故选用内撑式支护结构，对基坑侧壁及周边进行支挡、加固与保护。通过地勘描述，得到土层地质参数，见表1，并进行计算，见图1。表1土层地质参数重度黏聚力内摩擦角与锚固体摩擦阻力层数土类名称/（k Nm-3/kPa/。/kPa1素填土18.221.015.360.02粉土18.817.512.570.03粘性土19.523.423.880.0作者简介：栾洪喜（19 8 5-），男，辽宁大连人，本科，工程师，主要研究方向为公路工程与市政工程施工。(-0.621m,7.490m)土层参数1.素填土18.2C=21.0=15.352.粉土。-18.8=17.5$=12.53.粘性土Y19.5C=23.4.3=23.8图1整体稳定性验算支护桩材料选用4 0 0 mm170mm15.5mm拉森式钢板桩，桩长为9 m；内支撑选用42610mm钢管，长度为5m，水平间距布置为6 m；围结构选用H4004001321mm型钢连接支护桩与支撑。1.2技术优势合槽施工技术与传统施工技术相比，其应用优势有以下几点：（1）有利于降低施工成本。施工成本主要工程量方面，有效避免了沟槽的二次开挖及肥槽处理工程量。合槽施工的实施周期较短，从而减少了人工工资、机械租赁及材料损耗的支出 2 。（2）有利于施工质量的提升。合槽技术比传统技术质量控制更有效。合槽技术在通槽施工过程中，能够简化检验程序，对雨、338.2023年5月江西建材工程技术与应用污水管线进行有效部署，其坐落在原状土上，很大程度上减少了管道因为不均匀沉降而造成管道漏水、倒坡等质量问题。通过合槽施工，雨水管道和污水管道工作面在同一横断面，有利于现场质量监控。（3）有利于保证施工进度。采用合槽施工技术实现了施工作业面的统一，减少了用人数，机械更容易固定在同一位置连续作业，材料可以在槽台间直接周转，提高了施工效率，缩短了工期。表2 传统技术与合槽技术对比项目传统技术合槽技术两次开挖，增大开挖工程量一次开挖，减少开挖工程量，施工成本及肥槽处理量，施工效率依据本工程支护形式，无肥较低。槽处理，施工效率提升。简化报验程序，便于过程检基底多次检验重复报验。两查及优化处理，有效保证土施工质量次开挖对土体结构扰动较体结构的稳定，管线在原状大，易产生不均匀沉降。土上，不会发生不均匀沉降。施工机械多次移动，材料周两条管线同时进行时，人工施工进度转多次损耗较高，增加用工与机械工作位置固定，减少成本，效率较低。材料转移次数，提升效率。2工程概况长治市屯留区羿神街雨污水改造工程位于长治市屯留区羿神大街，项目起点为禹王路口及东外环路口，由东西双向汇至建设路口，向南排至现状污水处理厂及雨水明渠。本工程铺设雨、污水主管，共计约59 0 0 m，本项目主线管道材料选用级钢筋混凝土承插管，橡胶圈接口，主线管道直径为8001500mm。雨污水采用合槽施工，开挖成型后为阶梯状，管道埋设深度为5.3m，开挖断面宽为5m，雨水管道部分坐落于污水管道上方。沟槽基底为粉质黏土，承载力16 0 kPa，地下水距离基槽底部最近距离为7.2 8 m。3施工技术3.1工艺流程合槽施工顺序一般为先主管后支管、先污水主管后雨水主管 3。在雨、污水管道安装前，首先应进行排水检查井的施工，从上游确定起始位置，以井管一井一管依次循环进行。在排水管网施工过程中，具有决定性因素的是污水管线的施工。由于污水管道埋深较大，施工难度系数高，需进行闭水试验，沟槽的晾晒时间过长，会导致基底土体结构发生变化、基槽变形等，故污水管线必须尽早回填，污水管线回填有利于雨水主线及支线的施工。3.2施工要点排水管道合槽施工除了要充分考虑工程地质、水文条件及各类人材机等要素外，还需考虑开挖断面宽度是否能保证工作面宽度、地下管线与地上构筑物的安全、两条排水管道安装的条件。工程技术人员应依据施工图纸，结合施工现场条件，计算合槽施工的技术参数，并在施工现场与操作人员完成验证，确保开挖断面在施工过程中得到有效控制，保障成槽质量。施工过程中，开挖断面须保证两条排水管线能同时成槽。3.3断面形式及支护方式本工程排水管网合槽施工中，依据管道雨污水管道直径及中线距离，该项目具备合槽开挖的施工条件。沟槽开挖选用机械挖土与人工清底相结合的方法。首先，利用机械开挖至沟槽基底标高以上15 30 cm土层处，然后采用人工挖掘，保证沟槽基底土体结构不被破坏或超挖 4 。为保障合槽施工的安全和质量，施工时，应控制好沟槽开挖深度和开挖基底宽度，同时应保障沟槽基底承载力满足设计要求，立即进行管道平基的施工，避免沟槽基底暴露时间过久。若基底土壤结构受到了扰动或超挖，必须选用灰土对基底进行换填处理。路面路面原状路面结构恢复原状土分层回填2 0 cm，压实度9 5%UHW中粗砂每层回填2 0 cm，E压实度9 0%中粗砂对称回填每层20cm,压实度9 5%钢板压实度9 0%B钢板桩中粗砂每层回填20cm，压实度9 0%K混凝土图2合槽施工开挖断面图按照图2 所示开挖断面，雨污水管道开挖深度3.0 mH5.3m。依据GB50268一2 0 0 8 给水排水管道工程施工及验收规范，确定沟槽底部开挖宽度，计算公式如下。B=D。+2(b +b,+b,)(1)式中：B表示管道沟槽底部的开挖宽度；D。表示管外径；b1表示管道一侧的工作面宽度，可按下表3取值；bz表示有支撑要求时，管道一侧的支撑厚度，取值为150 2 0 0 mm；b 3表示现场浇筑混凝土或钢筋混凝土管渠一侧模板的厚度。式中单位均为mm。表3管道一侧的工作面宽度管道一侧的工作面宽度b,/mm管道的外径D0/mm混凝土类管道刚性接口400Do500柔性接口300刚性接口500500D。10 0 0柔性接口400刚性接口6001000D。150 0柔性接口5004施工难点及控制措施4.1沟槽横断面检查井施工沟槽合槽开挖时，依据施工设计施工要求，须保证污水检查井位置与雨水检查井位置相互错开，但错开位置不大于5m，以便雨污水检查井井室能够独立施工并保证支线的同槽施工。当遇到检查井室扩大时，为保证雨污水就检查井施工有足够的施工工作面，经过调整开挖断面尺寸，增加沟槽基底宽度，通过地上标注圈出范围，确定该区域施工面积，4.2管道主线与支线交叉部位的处理在排水管道施工过程中，经常遇到主线管、支线管及连接管相互交叉的情况，其在施工过程中相互干扰，增加了处理成本，降低了施工效率，导致工期延误。（1）污水主线与雨水支线交叉。因为污水管道高程较低，埋置深度较大，易形成较大安全隐患，施工难度大。遇到此种情况，先施工污水主线，待污水主线施工完毕后，进行污水主线的（下转第34 1页）341上接第338 页）-2023年5月江西建材工程技术与应用分析本文变形控制技术后，该地铁隧道不同施工阶段时上行线与下行线的沉降值，分析结果如表3所示，上行线允许的最大沉降值为10 mm，下行线允许的最大沉降值为14 mm。表3大直径盾构下穿地铁隧道各施工阶段的沉降值分析结果施工阶段时间/d上行线沉降值/mm下行线沉降值/mm10.0010.003第一阶段20.0030.01530.0050.01841.5232.357第二阶段52.5864.62964.2375.11875.1198.364第三阶段87.5439.35198.22110.228由表1可知，随着下穿施工时间的延长，上行线的沉降值不断增加。其中，第一阶段地铁隧道上行线的并未出现下沉问题，最大沉降值仅有0.0 0 5mm；第二阶段地铁隧道上行线开始出现下沉问题，最大沉降值为4.2 37 mm；第三阶段，随着盾尾的离开，地铁隧道上行线的下沉问题较为明显，最大沉降值为8.2 2 1mm。随着大直径盾构机下穿施工时间的延长，地铁隧道下行线的沉降值不断增加，且不同施工阶段，地铁隧道下行线的沉降值均大于上行线的沉降值。其中，第一阶段地铁隧道下行线也基本无下沉问题，最大沉降值仅有0.0 18 mm；第二阶段地铁隧道下行线也开始出现下沉问题，最大沉降值为回填，回填至雨水支线标高底，再进行雨水支线的施工。为了防止雨水支线管道的下沉，应保证污水主线回填压实度符合9 5%的要求，采用灰土或者混凝土处理肥槽部分。（2）雨水主线与污水支线交叉。首先依据设计施工图纸，判断设计是否合理，确定是否存在交又现象，雨水主线与污水支线两者位置的高低位置。若污水支线安装位置低于雨水主线，可优先进行雨水主线的施工，再进行污水支线的施工。当进行污水支线施工时，先利用砖砌结构对雨水主线进行支护，再在下方进行掏洞安装污水支线，污水支线采用18 0 混凝土基础，约束支管，避免管道产生位移 5。待污水支管施工完成后，洞内采用混凝土进行填充，为避免混凝土与雨水主线在外力挤压下破损，填充混凝土与雨水主线间留设一道0.0 5m的缝隙，用中粗砂进行灌缝，处理长度依据施工条件，在管道基础宽度上增加0.3 0.5m。4.3排水管道高程控制施工的测量工作贯穿于工程始末，是决定排水管网是否发挥作用的重要工作。在排水管网施工过程中，雨污水的纵向坡度及管材直径是发生变化的。故在项目施工过程中，要求技术人员及测量人员依据测量控制点位，针对设计施工图，在各个施工段落设置导线点，建立控制网6 。在整个测量过程中，首先明确管材断面发生变化的位置，并绘制该位置的横断面和纵断面图，确定其中线桩位，提前计算出控制高程。然后，在施工过程中，重点控制该位置的井室高程，在地上做好中桩及边桩，做好观测工作，在开挖过程中留出人工清理的工作面。随着管材管径的变化，检查井的井室高度会发生改变。5.118mm；第三阶段，随着盾尾的离开，地铁隧道下行线的下沉问题也较为明显，最大沉降值为10.2 2 8 mm。对于地铁隧道上行线与下行线来说，最大沉降值均控制在允许的最大沉降值以内，说明该变形控制技术应用效果较好。3结语文中以该地铁隧道工程为研究对象，研究了大直径盾构下穿地铁隧道施工变形控制技术，最大限度地降低地铁隧道变形量。结果表明：大直径盾构下穿过程中，地铁隧道下行线的变形量，略高于上行线的变形量，应用本文变形控制技术后，地铁隧道上行线的最大沉降值为8.2 2 1mm，下行线的最大沉降值为10.228mm，均未超过允许的最大沉降值，说明应用本文变形控制技术后，地铁隧道的变形控制效果较好。参考文献1 张海超.大直径盾构下穿运营地铁隧道施工变形控制技术【J：现代隧道技术，2 0 2 2，59（S1）：9 34-9 4 0.2 杨芝璐，张孟喜，肖晓春，等.超大直径盾构不同角度下穿对既有地铁隧道的影响分析J】：铁道标准设计，2 0 2 1，6 5（3）：112-118.3高利宏.双线盾构隧道近接下穿既有隧道结构沉降变形与施工节点控制分析J】.现代隧道技术，2 0 2 1，58（4）：19 4-2 0 2.4高始军地铁隧道近距离下穿高铁大直径盾构隧道施工变形特征分析J】.铁道勘察，2 0 2 2,4 8（3）：113-117,12 2.5江杰，龙逸航，欧孝夺，等.新建曲线地铁盾构隧道下穿施工引起的既有隧道沉降分析J.工程科学与技术，2 0 2 3，55（1）：313-324.【6 晃飞洋.盾构穿越地铁隧道与地下道路合建段施工技术研究J.国防交通工程与技术，2 0 2 1，19（6）：4 4-4 8，12.依据图集0 6 MS201一3排水检查井进行计算。污水检查井的室高度为该管材直径加1.8 m。依据雨水检查井的材料管径不同，确定井室高度。当雨水管道直径D1350mm时，雨水检查井的井室净高为1.8 m，当D1350mm雨水检查井的井室高，计算公式如下。H,=D+t+360(2)H,=D+t+360式中：H为检查井井室高（mm）；D 为管材管径（mm）；t为管材壁厚（mm）。5结语综上所述，排水管网的合槽施工技术应用相较于传统施工技术，在工程质量、工程成本和工程进度上具备了一定的优势。合槽施工要充分结合当地的水文地质条件、周边环境等要素对开槽断面及支护模式的影响，严格把控钢板桩支护施工质量，确保施工安全，解决好主线与支线交又的施工，确保合槽质量。参考文献【1黄伟杰.对市政工程排水管道合槽施工技术的分析J】.科技信息，2 0 10（17）：2 52,4 0 0.2郑海东.市政雨、污水管道合槽施工技术的应用【J.黑龙江科技，2 0 18，4 1（8）：37-38.3陈广旭.市政雨、污水管道合槽施工技术的应用【J.建材与装饰，2 0 18（17）：11-12.4林发飞.实例探析市政排水管道合槽施工及钢板桩支护技术J.福建建材，2 0 18（12）：9 1-9 3.5黄树旺，陈昌盛，薛鹏.市政雨、污水管道合槽施工技术的应用J】，中国给水排水，2 0 0 6（12）：10 2-10 4【6】罗淑娟.市政工程中合槽施工技术在污水管道工程中的应用J】。中华民居，2 0 11，34（6）：9 1-9 2.