岩石段输水管道回填施工方法及效益分析.pdf

山西水利科技第 2 期（总第 228 期）Backfilling Construction Method and Benefit Analysis of Water Transmission Pipeline in Rock SectionZHANG Hai-feiAbstract:The water transmission pipeline project is located in the northwest of Guizhou Province袁in akarst landform area.The terrain where the pipeline passes through is complex袁including mountains袁plains袁etc.Most of the geological conditions involved are rock sections袁with the characteristic of 野more rocks and lesssoil冶.Based on the strict requirements for backfill materials for water pipelines and combined with the actualconstruction situation袁a feasible construction method was summarized and compared with other methods袁andthe benefits generated were analyzed.Keywords:water conveyance engineering曰rock section曰pipeline backfilling曰benefit analysis文章编号：1006-8139渊2023冤02-031-03岩石段输水管道回填施工方法及效益分析张海飞（山西省水利建筑工程局集团有限公司 山西太原 030006）摘要：输水管道工程位于贵州省西北部，处于喀斯特地貌地区，管道线路穿越的地形复杂，有山地、平原等，涉及大部分地质情况均为岩石段，具有“石多土少”的特点。基于输水管道回填材料的严格要求，结合施工实际情况，总结出一种较为可行的施工方法，并和其它方法对比，对产生的效益进行了分析。关键词：输水工程；岩石段；管道回填；效益分析中图分类号：TV672文献标识码：B1工程概况贵州省夹岩水利工程是国家重大水利工程之一，其中支渠工程的管道主要采用的是球墨铸铁管，管径 DN500耀DN1200，管道敷设方式有明敷和地埋。该输水管道工程大部分处于喀斯特地貌地区，管道线路穿越的地形复杂，有山地、平原等，涉及地质情况大部分为岩石段，具有“石多土少”的特点。基于输水管道回填材料的严格要求，结合施工实际情况，详细介绍了一种较为可行的施工方法，并和其它方法对比，对产生的效益进行了分析。管道回填断面示意图，见图 1。2岩石段输水管道回填施工方法介绍此方法是一种采用改装挖掘机式打砂机制取合格回填料的施工方法，针对输水管道为岩石段的工程，其最大特点就是有效利用开挖料、节约外运和外购材料成本、减少机械投入、不破坏周边土地，既解决了回填料不合格的问题，又节约了施工成本和加快了施工收稿日期：2023-04-12修回日期：圆园圆3原04原23作者简介：张海飞（1988-），男，2009 年毕业于山西水利职业技术学院，工程师。图 1管道回填断面示意图312023 年 5 月山西水利科技进度。岩石段管道工程施工时，首先采用挖掘机更换破碎锤进行岩石段管槽开挖，再对管槽内破碎岩石进行挖取堆放至管槽两侧，然后进行管道安装，最后采用改装挖掘机式打砂机挖取管槽两侧开挖料，并二次破碎至管槽内回填夯实，其破碎后粒径必须满足规范给水排水管道工程施工及验收规范表 4.6.3-2 要求。整个开挖、安装、回填过程主要采用反铲式挖掘机和改装挖掘机式打砂机两台配合进行施工。3施工准备3.1 施工前准备工作1）掌握设计及规范各项规定和要求。2）施工前设置征地红线范围，并完成临时拦挡。3.2 主要机械设备投入主要机械设备投入：带破碎锤反铲式挖掘机一台，挖取功能改装挖掘机式打砂机一台，打夯机两台。4施工方法4.1 施工程序测量放线寅表土剥离寅岩石段管槽破碎开挖寅管道安装寅合格回填料制取寅管道分层回填夯实。4.2 测量放线1）在施工前对原始地面进行精确测放，并做明显标志。2）测定出管轴线及边线位置。3）标出地下障碍物的边界、深度、性质。4.3 表土剥离及岩石段管槽破碎开挖先采用挖掘机进行表土剥离，剩余开挖工作主要为石方。为保证附近居民及建筑物安全，石方开挖采用非爆破方式，即更换带破碎锤反铲式挖掘机进行破碎分层开挖，开挖深度每层一般不大于 0.5 m。所有开挖料堆放至管槽两侧，不影响下一道管道安装工序。岩石段管槽破碎开挖见图 2。图 2岩石段管槽破碎开挖4.4 管道安装安装前，岩石基础铺设砂垫层，管道严格按照轴线方向进行敷设安装，管节间做到平顺流畅，缓慢对接，接口不要出现突起或者突弯的现象；承插接口推入深度要保证达到管道标记环位置；橡胶圈安装位置准确，无扭曲、外露；安装后管道内光洁平整，无垃圾杂物、油污，防腐层确保完整，无破损现象。管道安装见图 3。图 3管道安装4.5 合格回填料制取在保证管槽边坡稳定安全的情况下，采用改装挖掘机式打砂机挖取管槽两侧岩石开挖料进行二次破碎，经破碎后的合格料用于管道底部砂垫层以及管道整体回填，见图 4。图 4合格回填料制取4.6 管道分层回填夯实管槽内木块和垃圾，砖、块石及其它带有棱角的坚硬杂物清理干净，管槽内不得有积水和带水回填。管道安装验收合格后及时回填至设计高程。破碎后的回填料，经现场筛分试验，粒径满足设计及规范要求后，分层进行回填，人工配合打夯机进行夯实，压实标准严格按照设计及规范要求进行，见图 5。图 5管道分层回填夯实5质量保证措施1）勤测量，随时检查管道安装轴线和管底标高是否符合设计要求。2）回填材料的控制：管道基础要求中、粗砂，管道张海飞：岩石段输水管道回填施工方法及效益分析32山西水利科技第 2 期（总第 228 期）止塌方发生，锚杆孔位的钻设要经过测量进行确定，钻设要尽量垂直岩壁。对于易破碎的围岩，可采用自进式锚杆施工。4.4 复喷混凝土1）喷射面喷射混凝土之前进行工序验收，实行准喷证制度。2）喷层厚度检查采用预埋标尺或用锚杆代替，顶部喷涂红漆，确保喷射混凝土厚度达到设计要求。5其他注意事项1）隧洞工程开挖施工前，施工人员应熟悉施工图纸及相关施工规范要求，做好施工前的技术准备工作。2）在距贯通 15m 爆破时，必须停止一边作业，撤出所有施工人员，改单头掘进。防止因一边掌子面爆破时，对另一边掌子面施工人员造成伤害，出现安全事故。3）对参加爆破作业的人员，实行持证上岗，在施工中严格执行爆破安全规程和规定，配备专职爆破工程师和专职爆破安全员。4）在每循环开挖完成后，对隧洞拱部开挖面危岩进行排险及人工清撬，确保施工安全。6总结通过采用上述开挖及初期支护多项施工控制措施，开挖过程中也根据不同围岩类别、爆破效果及进尺情况不断总结及修正爆破参数，隧洞工程开挖质量及支护效果得到了很大的提高，减少了超挖现象，保证了工程施工综合效益，这对采用光面爆破施工技术施工的隧洞工程有一定的借鉴意义。两侧及管顶以上 500 mm 范围，要求最大粒径约40 mm的中、粗砂或碎石屑。3）管道的两侧及管顶以上回填时，应做到回填料对称入槽，禁止出现集中堆放情况。4）管道回填前，检查已安装完成的管道是否有损伤或者变形，若发现有，及时进行修复或者更换。5）管内径大于 800 mm 的管道，回填施工时在管内设置竖向支撑。6）管道回填分层进行，每层虚铺厚度根据压实机具控制在 200250 mm，回填完成后，在 1224 h 内测量管道变形率，其变形率控制在 2%以内。6效益分析6.1 施工成本对比分析采用外购合格料，必须先将管槽开挖石料全部运输至指定渣场，在运输开挖弃料和合格料时，投入机械设备多，增加施工成本，对施工进度有一定影响，有时遇到山地陡坡段，运输汽车无法到达工作面，需要挖掘机进行倒运，增加施工成本，安全隐患增多，此方法每日人工投入需 8 人，机械设备需要 3 台挖掘机，4 辆自卸汽车。在同等条件下，采用改装挖掘机式打砂机制取合格回填料施工方法，每日人工投入仅 4人，机械仅需要 2 台挖掘机，人工投入和机械台时减少。成本分析：以管径为 1 200 mm 球墨铸铁管、每 100 m 回填段、项目所在地物价为依据计算费用。1）采用外购合格料的回填方法（1）每 m 管槽开挖约为 10 m3，其中土方占 3 m3，石方占 7 m3，石方需外运，土方需复耕或恢复原地貌，石方外运费 15 元/m3。弃渣外运费：100 m伊7 m3伊15 元/m3=10 500 元。（2）管道回填料每 m 约需 6 m3，合格回填料费为80 元/m3，外购当地合格回填料为直接成本费用。合格回填料购进费：100 m伊6 m3/m伊80 元/m3=48 000 元。（3）渣场维护费用：2 000 元。（4）成本费=弃渣外运费+合格回填料购进费+渣场防护费用=60 500 元。2）采用改装挖掘机式打砂机制取合格回填料施工方法（1）此方法需实施 7 d，可以满足 100 m 管道回填需要，需 3 名试验人员，回填料试验检测 1 次。其试验费用需要 2 000 元。（2）此方法 7 d 制砂约 600 m3，满足 100 m 回填需求，其中包括破碎与筛分项。挖掘机式打砂机费用=7 d伊6 000 元=42 000 元（3）此方法产生弃料较少，均用于原地貌恢复和临时道路填筑，不产生外运费用。（4）成本费=试验费+挖掘机式打砂机=44 000 元。3）两种方法费用比较采用改装挖掘机式打砂机制取合格回填料施工方法可节省：60 500-44 000=16 500 元，达到了一定的经济效益。6.2 社会效益采用改装挖掘机式打砂机制取合格回填料施工方法，既省去开挖料外运增加的弃渣场占地和对周边村民通行的影响，又省去开采合格料破坏周边土地影响；开挖料经破碎后的回填料满足规范要求，质量得到保障；施工中涉及山地陡坡段，开挖料不需要机械上下运输，安全也得到了保障，其取得了一定的社会效益，在今后类似工程施工中具有一定的推广应用价值。张海飞：岩石段输水管道回填施工方法及效益分析（上接第 30 页）33