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大直径老管道下穿污水管施工技术探讨
〖上海市浦东新区建设（集团）有限公司 张雨春〗
【摘 要】 城市排水管网系统是市政建设中的重要基础设施，由于大部分的雨污水管网的建设工程项目都在市区，环境比较复杂，对工程施工提出了严峻的挑战。本文结合中环线浦东段新建工程6标现状Φ1650污水压力管在复杂环境下下穿DN400污水管的施工技术，为类似工程施工积累经验。
【关键词】 污水管、压密注浆、钢筋砼外包、人工掏孔、排管、回填
1 工程概况
本工程设计DN400污水管为球墨铸铁管，南北走向，开槽埋管施工，设计深度下穿现状Φ1650污水压力管，下穿位置位于金桥路西侧加油站北出口处。目前下穿位置的北侧20＃井以及南侧21＃井均已排管完成，20＃～21＃井间距离36m。现状路面标高3.75m。
经现场开挖样沟后探明，现状Φ1650污水压力管为企口式混凝土管，90年代施工，日均污水总量10万M3/天，承担整个金桥加工区的污水排放。管下有135度混凝土坞塝，管节接口处设有水泥砂浆腰箍，管道基础厚度20cm。
由于使用时间较长，老管道结构及接口较脆弱，稍有扰动容易造成损伤，必须确保污水总管的日常运营安全，否则将影响整个服务区域的排污工作，后果不堪设想。管顶还有一根加油站的雨水连管。

现场照片 平面位置示意图

2 施工策划
针对上述实际情况，为确保DN400污水管下穿施工时现状Φ1650污水压力管的绝对安全，采用人工掏孔、穿管施工方法，同时对管道基础采取压密注浆加固、管道本身采取钢筋砼外包防护，并在施工过程中实施严密的沉降监测。
具体施工流程：
破除老路、暴露老管道→打设6m钢板桩→老管道管底及两侧各1m压密注浆→开挖沟槽→老管道钢筋砼外包→管底人工掏孔、排管→孔内回填砂、密实→沟槽回填。
3 下穿污水管施工技术
3.1地基加固（压密注浆）
由于原有老管道结构强度低，下穿管施工会对管道周围土体造成不可避免的扰动，为增强老管道在下穿处的刚度以及基础稳定性，老管道管底及两侧各1m压密注浆进行加固。
3.1.1注浆参数
1）注浆孔孔距为0.5米，钻孔直径Φ76，注浆深度3米。
2）压浆水泥材料采用P.042.5Mpa的普通硅酸盐水泥。
3）注浆压力根据现场地质情况控制在0.2-0.3Mpa之间，水泥浆液的水灰比，控制在1.0左右。
4）压浆器的出浆孔，孔径不得小6mm。出浆孔的总面积必须大于压浆竖管内的截面积。压浆器且须具有可靠的密封性及单向阀的功能，并设有阻尼环，旨在起到保护出浆孔胶皮套的有效作用。
3.1.2注浆施工
1）设搅拌桶：在施工段就近选取占地少、地势高、平坦、环境影响小、运输方便的位置设置搅拌桶。尽量减少耗费、压力损失。
2）根据注浆孔地层情况，做好浆液配比用料。检查搅拌机、注浆泵等设备运转情况，封孔情况，检查管路、接头的连接、密封质量，搅拌浆液不少于3分钟。
3）压浆管路安装：
a、为确定压浆竖管的长度，在下管之前，必须先测定成孔深度，以此由工程技术人员，确定单桩下管总长，通知制管班配备。
b、压浆竖管采用φ25mm，壁厚采用3.25mm的标准黑钢管，并具有进场管材出厂合格证明文件（也可采用同径的PE管作压浆管）。
c、压浆竖管两端采取丝扣连接，丝扣部位缠绕止水生胶带，并拧紧外接头(PE管与地面输浆管的连接需用10#铁丝绑扎牢固)。
e、压浆竖管宜高于自然地坪0.20M为宜。且管顶头部必须用丝堵拧紧，以防杂物充填管内。确保压浆时管路畅通。
f、当下压浆管遇阻时，不得强力墩冲、击下放。应查明原因，予以解决后，缓慢下放。如属坍孔、掉块造成的，责令当班机台无条件扫孔。
g、设专人现场跟踪检验记录压浆管路安装的质量情况。
4）封孔：
a、根据钻孔深度和地层情况，确定为全孔段注浆还是分段注浆，如果分段注浆，应确定第一道或第二道注浆管封孔位置及二根注浆管长度。
b、用水泥袋用铁丝牢牢绑在注浆管（或用橡胶塞）指定封孔位置，随注浆管下入孔内。可二根一起下，也可单根下。
c、分段倒入一定量的碎石砼或砂浆，进行捣鼓，封孔完成24小时后再实施压浆工作。
5）压浆：
a、压浆前应压水冲洗钻孔，将残留的岩粉及循环泥浆冲洗干净以免影响注浆果。
b、压浆,是整个工艺的关键施工工序。检查调试好压浆系统设备。布设连接好输浆管道等。压浆操作过程，必须有经验丰富的高级技术工人操泵，实行慢速压浆，以实现由渗透到挤密注浆的效果。
c、压浆前，应向现场监理工程师或项目技术组，报批核对压浆孔号、时间。
d、水泥浆液的配制和压浆技术要求：
注浆材料：采用P.O42.5Mpa普通硅酸盐水泥。要求水泥新鲜而不结块。对拌制水泥浆液的用水，宜用饮用水。每罐水泥浆液的搅拌时间不得低于3分钟。对搅拌好的水泥浆液用不大于3×3mm的双层滤网进行过滤后方可入泵注入桩内。
①注浆水灰比按1.0配制，配制水泥浆液的过程，应由现场技术人员控制。
②压浆应遵循浆液浓度由稀后浓，注浆压力由低到高，凝胶时间由长到短的原则。防止由于浆液粘度大，注浆压力小，凝胶时间短使浆液扩散距离短而影响注浆质量。
③压浆必须连续进行，中途停待时间不得超过水泥的初凝时间。
④当每孔管压浆完毕后，应立即上紧丝堵，防止管内压力释放，使浆液从孔内放出。
⑤在注浆过程中，应设专业技术人员在现场同步监管水泥浆液的配比及搅拌水泥浆液的质量控制和同步填写好单桩的注浆量及注浆的终止压力记录。
⑥遇浆液漏失严重、压力不升高、注浆速率不减或注浆压力突然降低、速率突然升高等需间歇反复压浆。
e、终止压浆的条件，当符合下列条件之一者，可终止压浆：
①注浆压力达到设计注浆终压，即0.2-0.3Mpa。
②注浆压力未达到0.2-0.3Mpa，但平均每米注浆量值已经达到设计最大值2倍。
③当出现孔周冒浆，且达到设计注浆量的60%以上时。
f、压浆结束：将压浆孔填实封闭截割孔口压浆管，留下标记备查。清理场地，去除污染。
3.2 管道防护（钢筋砼外包）
对在沟槽范围内暴露的老管道进行钢筋混凝土外包，钢筋与原有管道基础连接，混凝土采用快速混凝土（详见下图）。

管外壁钢筋砼外包及植筋详图
1）首先对老管道顶的加油站雨水连管进行改接，确保加油站内排水通畅；
2）人工开挖管节，沿管道走向东西各开挖1m，开挖深度至原有管道基础底面，将管道外泥浆灰尘清理干净；
3） 在管道基础侧面用手枪钻打眼，并用环氧树脂植筋，保证植筋深度20cm；
4）按方案（如上图）绑扎钢筋，安装外包模板，并处理好模板与老管道管身之间的接缝；
5） 经监理验收后，浇筑C30快速混凝土，并用50型小振捣棒分层振捣密实，施工过程中避免振捣棒碰撞老管道。
3.3 人工掏孔、排管
1）包管混凝土养护三天后开挖老管道基础以下的土体，采用人工掏孔，控制好设计管道轴线及管内底标高，掏孔直径50cm。（按DN400球墨管大头尺寸控制）
2）人工掏孔完成后，将一根DN400球墨管平放在沟槽内，用挖掘机缓慢将管道推过下穿部位。
3）设计管道排管到位后，孔内空隙回填中粗砂，并冲水密实。

3.4 施工监测
1）监测项目：监测管道的位移和沉降值，采用全站仪和水准仪配合监测。
2）监测点布置：变形观测点布设在管道上方，观测点的具体位置根据沟槽的实际情况进行布设，在最有可能发生变形对工程施工与运行安全影响最大的部位均应布设观测点。
3）监测频率：
（1）监测初始值测定
监测点首次的观测值不少于2次，取各观测值的平均值作为监测的初始值。
（2）施工监测频率
施工期间每半小时观测1次；当遇大雨等特殊情况时，适当加密观测次数；当测量的位移值逐渐减少时，适当减少观测次数，每天监测1次，直至测量数值稳定。
4）报警指标
沉降和位移报警值为2mm，如超过报警值应向甲方、设计反映，并及时采取补充注浆等措施。
4 结 语
管道下穿施工过程中在每一个环节要严格按照技术要求进行，对可能存在的问题，在施工前做到早预防。中环6标段内现状Φ1650污水总管下穿DN400球墨铸铁管施工的顺利完成，为整个工程进度的推进创造了有力条件，同时对于类似工程的施工具有一定的借鉴价值。

参考文献：
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[2] 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. 2006(12)
[3] 孙慧修.排水工程（上）.中国建筑工业出版社.1999(12).

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