建筑行业下穿规划河道倒虹吸污水管采用混凝土包封式施工工法

下穿规划河道倒虹吸污水管采用混凝土包封式施工工法前言随着国民经济和城市建设的大规模拓展，市政管网压力日趋紧张，旧城区棚户区改造成为了必然。市政管网的扩建及重新规划，使得城市市政管网发展迎来了大的契机。由于市政排水工程基本位于市区，管线众多，施工作业面狭小，交叉作业种类繁多，面临排水管网埋深加深、工期要求紧张、需要下穿河道、地质结构复杂等施工难题，污水管道下穿河道倒虹吸常规做法在部分施工过程中已经不适用。我单位施工天津市宝坻区棚户区改造基础设施配套工程EPC总承包项目中的污水管道管材为钢筋混凝土管，其中新得街下穿规划革命渠处污水管道，因规划河道底标高较低，污水管道覆土较浅，该处污水管道采用倒虹吸工艺施工。常规的做法为对于没有航运要求的河道，污水管道一般按照最小覆土1.5m，基坑开挖深度较大，我们采用钢板桩支护的方法进行沟槽开挖施工，降低对施工作业面的要求，并且调整污水管道高程，按照覆土0.15m考虑，管道采用360度混凝土包封式施工方法，克服复杂的地质，极大提高了效率，节约工期，并形成了下穿规划河道倒虹吸污水管采用混凝土包封式施工工法，在市政管道施工中具有借鉴意义。工法特点1）本工法减少的基坑深度，降低了安全风险，极大提高了施工效率，建设费用较低。2）钢板桩支护强度高、轻型、隔水性能好、耐久性强，环保效果显著，在施工中可大大减少取土量和减少机械的使用，有效保护土地资源。3）包封混凝土可以作为永久结构增加了管道的抗压强度及密闭性，解决了管道崩裂及漏水的风险。4）该工法保证了管道位于河道以下，且保证污水管道落差及倒虹吸高度为最小值。5）管道覆土浅方便后期的运营维护。适用范围适用于下穿河道的污水管道倒虹吸施工。适用于大多数的无压管道施工，并不仅仅适用于城市管网。适用于空间狭小，工期要求紧，地质结构复杂，地下水位较高且施工困难的管网施工。工艺原理在下穿河道的倒虹吸污水管道施工过程中，污水管道按照河底覆土0.15m考虑，管道采用360度包封混凝土处理。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程操作要点施工准备清表至设计要求，若开挖深度较深，可先进行一步降土，以减少钢板桩中土方开挖难度。清表过程中若发现影响钢板桩施工的混凝土块、石块、地下结构物等及时进行清除。熟悉地下管线情况，尤其是影响施工安全的电缆、影响国计民生的光缆电缆，排除其对施工的影响。钢板桩施工测量放线依据沟槽开挖设计截面宽度要求，认真放出准确的支护桩中线，测放出钢板桩打设位置线，用白石灰标示出钢板桩打设位置。施工平面图插打钢板桩钢板桩剖面示意图1）打桩前，在钢板桩的锁口内涂抹油脂，以方便钢板桩的打入、拔出。2）板桩位置精度要求不高且板桩长度较小，采用单独打入法，逐块打设，直至工程结束。其优点是施工简便、迅速、不需要其他辅助支架。其缺点是：易使板桩向一侧倾斜，且误差积累后不易纠正。3）将钢板桩从堆放处吊起，使钢板桩成垂直状态，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内填嵌黄油沥青混合料。4）在钢板桩插打过程中，随着测量监控每块桩的斜度，尤其是开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m应测量—次，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，必须拔起重打。5）密扣且保证钢板桩顺利合拢，特别是转角，用辅助措施密封好，避免由于漏水带走泥沙，造成地面塌陷。6）在钢板桩围堰的四角点及每边的跨中设置观测点，以观测钢板桩围堰的水平、竖向变形和位移。插打钢板桩钢板桩施工基坑降水及开挖钢板桩打设完毕后，进行基坑降水及开挖施工。开挖至横向支撑位置后，安装好支撑装置，然后继续进行开挖。（1）应遵循“分层、分段、分块、对称、平衡、限时”及“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则进行土方开挖。钢围檩设置于桩顶以下1.0m处，相应位置钢管支撑，水平间距5.0m。（2）机械开挖时，快挖至基础底标高，留有300mm厚的土方由人工修挖，以减少钢板桩变形。（3）机械开挖要注意挖斗等不能碰撞钢板桩及支撑。（4）在基础沟槽开挖过程中，随时观察钢板桩的变化情况，若有明显的倾覆或隆起状态，立即在倾覆或隆起的部位增加对称支撑。（5）钢板桩锁口漏水预防措施土方开挖过程中发现钢板桩由于插打不当、不慎撞击等原因致使锁口发生变形，出现渗漏。当渗水不大时，可从内侧嵌填水玻璃堵漏剂、沥青麻丝等措施堵漏。当流量较大时，采用灌浆法堵漏。当渗水量出现异常时，立即向沟槽内回填土，使内外水头平衡，经检查处理后再抽水。基坑开挖管道安装待管底下混凝土基础满足设计强度要求后，方可开始排管。本工程采用d1200mm=3\*ROMANIII级防腐蚀承插口钢筋混凝土管材，橡胶圈接口。（1）管材运至现场放置在所排井位段的一侧，根据现场的实际情况，对管材选用12t的汽车吊，卸管以及排管用的吊车地撑点落在沟槽2m以外的实地上。装卸过程中，严禁用钢丝绳穿心吊运。起吊时轻起轻落，防止碰撞损坏管端。卸管及排管用的钢丝绳吊索应用允许力大于管重5倍的相应直径。（2）成品管道运至施工现场，应按照产品标准进行逐节检验，不符合标准的不得使用并做好标志及时处理。运至沟槽边待用的管节应垂直槽边放置并垫稳。吊车卸管时应有专人指挥，操作人员集中思想，听众指挥，并遵循起重吊装安全操作规程。（3）排管时应清除基础表面污泥、杂物、积水，复核好高程样板（龙门板）的中心位置和标高。管节在沟槽内移动时，操作人员应密切配合，防止碰撞。（4）排管时，应以管内底标高为准。采用汽车吊将管材吊装至指定管位处。在检查井处排管时，应控制好检查井的内净尺寸。橡胶密封圈的物理性能、外观要求和堆放要求均应符合有关规定。（5）钢筋混凝土承插口管道采用胶圈接口，胶圈的物理性能指标符合规范要求。胶圈由管材生产厂家按规格配套供应。施工接口时应使胶圈压缩均，避免出现胶圈扭曲、接口回弹等现象。钢筋混凝土企口管采用胶圈接口。管道纵断图绑扎钢筋管道安装完成后，开始进行钢筋施工。（1）钢筋下料应以节段为单位，按设计的钢筋数量表，首先核对类型、直径和数量。然后分别对各种型号的钢筋取样下料试弯，进一步核对其下料长度，并在实施中用模具控制下料尺寸保证其下料容许偏差在要求之内，钢筋加工允许偏差和检验方法符合规范要求。（2）考虑施工效率、保证钢筋绑扎质量，钢筋绑扎前，首先在现场布置架立筋。（3）加工成形的钢筋由人工或汽车吊机起吊，装车运输到现场，现场绑扎。绑扎前应核对钢筋级别、种类、直径、形状等是否符合设计及规范要求。（4）绑扎必须扎牢，不得有滑动折断移位等现象，以防止在浇筑混凝土时松动和变形。对重点部位及易变形部位可施以一部分点焊以保证骨架的几何形状。（5）钢筋保护层垫块采用混凝土垫块，确保每平米不少于4块以确保混凝土保护层厚度。浇筑混凝土为保证混凝土顺利施工，在基坑底浇筑10cmC20混凝土，保证工作面具有一定承载力。模板采用竹胶板，并采用对拉止水螺杆进行加固，内撑外拉，保证模板不会因为混凝土的自重以及振捣产生的荷载发生变形。木模板组装要严格按照模板配板图尺寸和技术人员放线进行拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，接缝（包括底面缝隙）必须封堵严密，不得漏浆，模板与混凝土接触面必须清理干净并涂刷脱模剂，模板支架应具有足够强度、刚度、稳定性，能承受混凝土浇注时产生的施工荷载，保证结构尺寸满足设计要求。包封混凝土采用就地浇筑工艺，混凝土的入模温度不宜超过30°C，避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋以及周围环境的局部气温不超过40℃。混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。混凝土振捣采用插入式振捣器垂直点振，振捣应快插慢拔。应避免重复振捣，防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。钢板桩拔出待管道施工完毕基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和移位，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、建筑物或地下管线的安全，设法减少拔桩带土十分重要。先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，扰动土质，产生“液化”，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔，依靠附加起吊力的作用将其拔除。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。材料与设备1、主要施工设备计划表序号机械设备名称型号规格单位数量1挖掘机CAT330/辆12挖掘机CAT200/辆23推土机小松D60-P/辆14渣土车//辆25水泵//台36打拔桩机/SH350台12、主要材料计划表序号名称规格单位数量备注1钢板桩拉森Ⅳ型t40002钢围檩双拼32b工字钢t3003钢支撑A299×12mmt1504管材D1200m35质量控制坚持“百年大计，质量第一”的方针，制定完善的工程质量管理制度，建立质量保证组织机构，针对本项目工程特点和质量目标的要求，建立工程质量保证体系。（1）管道必须按设计坡度施工，不得反坡。（2）施工中技术要求按《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008）的标准执行。沟槽回填按给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）中的4.5进行施工。（3）如交叉管线净距小于200mm时，采用碎石回填。（4）当检查井位于绿化带及非铺装路面时，应高出地表100mm。（5）排水检查井部分参见国标06MS201-3页5~6总说明。（6）道路下的检查井和阀门井井壁外0.5米范围内用碎石夯填至道路结构层，其它地方的检查井和阀门井井壁外0.5米范围内用碎石夯填至地面以下300mm。（7）在管道的弯管处设固定支墩，止推墩的受力一边应设置在原状土上，如被扰动，土壤应进行分层夯实后再做支墩。（8）施工完毕后，清除管道及检查井内的污物，以利于排水通畅。（9）当沟槽内有地下水时，必须将地下水降至槽底以下不小于0.5m，做到干槽施工。安全措施（1）严格按照“安全标准工地”实施办法建设标准化工地，进行安全施工。（2）建立健全安全生产岗位责任制，由专职人员进行安全技术监督。（3）施工现场的材料、机具堆放必须整齐，实行文明施工，对脏、乱、差的工地严肃处理。（4）定期或不定期抽查工地安全情况，发现安全隐患坚决制止。（5）定期进行安全知识教育，做好安全技术交底。（6）现场施工人员必须配戴安全帽，必须持证上岗。（7）安全用电措施1）采用通用的安全配电箱，实行一机一闸一漏电保护装置，主要配电箱均作接地以防止感应电伤人。2）机械设备移位、电器检修时必须断电操作，严禁带电作业，并挂上警示牌。移位时必须有专人指挥。专人照看电缆，防止电缆压坏损伤。3）移动电器、修理电器由专业人员进行，非专业人员严禁操作。（8）施工操作安全措施1）严格执行各种安全操作规程和安全规章制度。2）加强安全生产的宣传教育工作，做到“人人讲安全，事事计安全，时时讲安全”。3）执行岗位责任制，加强特种作业人员的上岗培训。（9）交通安全措施1）车辆出入口由专人指挥，避免施工段交通事故的发生。2）重型运输机械的施工通道要及时养护，避免车辆倾覆。（10）夜间施工安全措施1）施工作业面的照明应有足够的高度。2）施工人员安排应合理，不应过度疲劳。环保措施（1）对施工人员进行环保有关法律、法规教育，使施工人员牢固树立“环境保护”意识，自觉遵守《环境保护法》、《建筑法》及地方政府有关法规、条例。（2）施工期间不随意占用道路施工、堆放物料、搭设建筑物。施工期间的废水、泥浆须澄清后达标排放，不得随意排入河中，建筑垃圾及时清运。在施工范围内，要特别做好人身安全工作。对汽车道路要经常洒水，防止尘土飞扬，污染空气。对施工机械和运输车辆造成的噪音，应进行消除减轻，应合理安排工作人员轮流操作时间，穿插安排低噪音工作，同时注意机械保养，降低噪音的声级水平。（3）现场严格按照建筑工程“六个百分百”施工。1）施工工地周边100%围挡；2）物料堆放100%覆盖；3）出入车辆100%冲洗；4）施工现场地面100%硬化；5）工地100%湿法作业；6）渣土车辆100%密闭运输。效益分析社会效益宝坻区棚户区改造基础设施配套工程EPC总承包项目新得街涉及的排水工程是宝坻区的关键控制性工程、民生工程，将解决宝坻西部周边10余个小区、商业区等约8平方公里地块污水排放问题，该项目的早日完成工程意义重大。经济效益“下穿规划河道倒虹吸污水管采用混凝土包封式施工工法”相较与常规的明挖法施工降水优势如下：（1）减少钢板桩用量约54.16t，每吨造价约455元。减少造价约28633元。（2）减少挖土方约212m3，每方造价约8.72元。减少造价约1847元。（3）减少工期约10天，减少窝工费约30000元。（4）闸槽井节约C30钢筋混凝土5.6方，每方造价954元，节约造价约5357元。（6）增加C30包封混凝土22.17方，增加造价约21150元。（7）减少碎石量16.55方，每方造价123.2元，节约大约2039元。合计节省造价约46728元。应用实例天津市宝坻项目是中建六局在天津最大的EPC总承包市政道路项目，包