探讨市政排水管道支护技术

范祖朋

关键词：市政排水管道；支护技术；预制钢筋混凝土管道底板

由于我国经济快速发展，城市建筑的天然气、污水排放量增大，对于管道质量要求越来越高。但是目前市政道路建设过程中往往存在着多方面的问题，在进行大管径深埋排水管道施工极易出现基槽边坡失稳、支护不及时、围护结构变形不均以及变形大等一系列问题，特别是在场地土含水量过高、压缩性过高管段经常会出现基槽边坡失稳，来不及进行支护，钢板桩合槽现象，甚至在基槽底部出现隆起或涌水，在基槽内作业危险性极大，给管道安装质量控制带来很大困难。故此，市政管道施工中，必须要采取良好支护措施，然后施工过程中注意把握施工进度，为管道安装质量提供有力保障。本文针对市政道路排水工程排水管道施工过程，对大管径深埋排水管道施工工艺进行了研究，通过引入创新的技术使得排水管道施工能够保质保量、安全顺利地实施，为今后相似地区的类似排水工程建设提供实例参考，同时，也填补我国在该项施工技术领域的空白。

1.管道支护工艺流程和操作要点

1.1沟槽开挖

沟槽开挖可分层分区对称连续施工，主要分上部分和下部分两次开挖。上部分采用大开挖，按设计要求1：1.5放坡，开挖深度约为2m左右，宽度为15m左右(该宽度为沟槽两侧放坡坡脚距离，沟槽两侧各加宽5m作为施工作业平台)。下部分沟槽采用钢板桩支护直槽开挖。

1.2槽底换填处理

对于软土地区，场地土天然含水量高、压缩性高、扰动性大、土基承载力低，各项力学性能指标差，承载力和变形满足不了建筑物对地基的要求，采用软弱地基处理措施可以有效的提高地基抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的特性和动力特性。可采用抛石+换填垫层的处理方法，向沟槽底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少不均匀沉降影响。

管道基础以下先清除0.5m并对0.5m以下部分的软土进行抛石挤淤处理，直至地基承载力大于100kPa，并铺设厚度不小于100mm的粗砂垫层和通铺一层竹笆；0.5m以上部分，采用天然级配碴石并拌合粗砂分层压实整平至基底高程，每层虚铺厚度不得大于200mm，压实系数不得小于0.95。

1.3管道底板预制

管道底板预制做为本项目的关键技术之一，提前预制，施工简便，与现浇混凝土底板相比，不仅减少了浇筑及等待混凝土强度时间，预制底板还作为基坑底部横向支撑，以轴向受压为主，这样就充分利用了混凝土具有较高的抗压强度的特性，支撑两端所受压力大小近似相等、方向相反，构成了稳定的下部支撑体系。预制底板的施工将对本技术起到关键作用。

提前预制钢筋混凝土底板。以d2000管道为例，混凝土预制场布置在管道沿线，预制底板设计标号为C40，每块宽度3.2m，长度1.5m，厚度40cm。由于底板平整度直接影响后续管道安装质量，平整度控制要进行严格要求。混凝土预制底板在浇筑完成后12-18h进行湿草袋覆盖养护，在砼强度达到2.5Mpa以上，确保拆模不损坏预制块表面及边角时可拆模，拆模后集中堆放，养护不低于14天。

1.4预制管道底板安放、调平

槽底换填处理完成后，立即进行预制底板的安放。底板安放调平后，即做为横向支撑与护壁结构构成下部支撑体系，有效控制了基坑开挖挡土结构的时效变形，保证了后续施工的质量安全。

由于预制底板的轻便灵活，采用挖掘机从就近预制场吊运。预制底板间隔1m安放，安放一块即测量一块，对每个底板四个角进行高程测量，用挖掘机对底板高程进行调整，达到设计要求，保证后续管道安装质量。根据土质情况，必要时调整预制底板间距和数量，以控制基坑挡土结构的变形，确保周围建筑的安全。

1.5钢筋网片安放、底板间连接

为确保底板的连续性和整体性，需及时对预制底板间隔进行填充。间隔填充按照后浇带施工，后浇带是既可解决沉降差又可减少收缩应力的有效措施。其宽度考虑施工简便、避免应力集中，常为800-1200mm。浇捣该间隔混凝土将结构连成整体，采用微膨胀混凝土，其强度等级比预制底板强度高一级，防止新老混凝土之间出现裂缝，造成薄弱部位。

提前制作钢筋网片，以d2000管道为例，钢筋网片长度1m，宽度4米。预制底板就位调平后，立即进行钢筋网片的安放和混凝土浇筑，采用强度等级比预制底板强度高一级混凝土，由于底板平整度将直接影响后续管道安装质量，所以对混凝土平整度进行严格控制。

1.6管道安装

做好工序交接验收，前方预制底板安放完毕，底板间连接混凝土强度到设计标准值80%以上后，立即进行管道安装。

2.技术效果

2.1构成稳定支护体系

采用预制管道底板作管道沟槽开挖拉森钢板桩支护体系的底部横支撑：①当沟槽完成护壁挡土结构，进行土方开挖时，沟槽两侧的土体必然产生近似水平向的侧压力作用于沟槽的护壁结构上，其大小取决于不同土质的压力值。②上部支撑体系：水平侧压力通过护壁结构传递给上部腰梁，通过腰梁再把力集中到上部水平横支撑上。③下部支撑体系：从力学角度分析可知，水平侧压力通过护壁结构直接作用到下部预制钢筋混凝土管道底板上，预制底板做下部横向支撑以轴向受压为主，这样就充分利用了混凝土具有较高的抗压强度的特性，支撑两端所受压力大小近似相等、方向相反，构成了稳定的下部支撑体系。

2.2有效发挥材料特性深基坑支护结构施工中，挡土结构水平侧压力较大，钢筋混凝土水平横向支撑以水平受压为主。钢筋砼支撑与钢支撑相比，在其两端加压时横向变形较小，加之采取了配筋与加大支撑截面的方法，可有效增强钢筋砼支撑的承压能力。采用预制管道底板做深基坑支撑是市政工程排水管道基坑支护技术的新形式，使钢筋混凝土结构受压时刚度大、变形小、承压能力强的特性得到了充分发挥，有效控制了基坑开挖挡土结构的时效变形，保证了管道施工的质量安全，减小了对周围建筑物、邻近现状道路及地下管道等设施基础稳定的影响。

2.3可及时对支护结构形成有效支撑

在软土深基坑施工中使用预制钢筋砼支撑，由于它的轻便灵活，挖掘机即可进行吊装安放，可做到边挖边安放，从而节省了现场施做钢支撑的时间，能对支护结构形成及时有效的支撑。同时，可根据地层土质情况变化，调整预制钢筋砼支撑的间距和数量，控制基坑挡土结构的变形。

2.4可对管道基础底部进行防腐处理

采用预制底板做管道基础，很好地解决了常规现浇基础无法对底部接触土体侧进行涂层防腐处理的难题，确保了基础混凝土的耐久性，延长使用年限。

2.5易于组织施工，缩短工期

基坑内可形成较大的无支撑工作面，可分段同时开挖，有助于多台挖土机同时作业，同时易于基坑排降水、管道安装、止水带施做、管道包管以及检查井施工等作业，可有效缩短管道施工工期。

2.6降低施工成本

采用预制钢筋混凝土管道底板做深基坑支撑，既可作为管道基础，也可作为基坑横向支撑。相比其它支撑结构形式(如钢结构)，钢筋砼结构的原材价格相对便宜，同时又节省了对临时支撑结构的一次性投入，大大降低了施工成本，能收到明显的经济效益。

3、结语

综上，对市政道路排水工程排水管道施工过程，对大管径深埋排水管道施工工艺进行了研究，通过引入创新的技术使得排水管道施工能够保质保量、安全顺利地实施。采用预制钢筋混凝土管道底板作深基坑下部支撑，预制底板既可作为管道基础，也可有效替代基坑下部的钢支撑，节省了安装第二道支撑的时间，对围护结构可进行及时有效的支撑，可确保基槽内管道施工的作业安全。同时也节省了管道基础浇筑养护时间，大大缩短管道施工周期。

参考文献：

[1]应俊.关于排水管道工程基坑支护技术探讨[J].中国市政工程,2014(3):38-39,45.

[2]查湘义.市政排水管道施工质量控制[J].科技风,2018,第19期

[3]应俊.关于排水管道工程基坑支护技术探讨[J].中国市政工程,2014,第3期