浅析市政道路排水管道快速施工技术

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摘要:通过对塑料管道的应用现状及其优势的分析，以及施工要点的论述，可以得出在市政排水工程建设中，选择塑料排水管道具有更高的合理性与经济性。

关键词:塑料管材;排水管道;施工技术

中图分类号： S276文献标识码：A 文章编号：

0 引言

当前，我国塑料埋地排水管道已大量应用于市政工程建设中，但也还存在一些问题需要解决。因此，应该加深对塑料排水管优势及施工要点的认识与掌握，以促进塑料排水管这一先进技术的推广与应用。

1 工程概况

某市中心旧城道路整治工程全长为2 197.6 m，红线宽度为20～40 m。根据设计文件，雨水管道位于道路中心线以东 4.25 m 处，管径为 DN400～DN600;污水管道位于道路中心线以东 6.25 m 处，管径为 DN300;管道的最大埋深约为 3.5 m。上述不同管径的管道均使用 HDPE 管材，基础为砂石基础，接口采用“O”型橡胶圈柔性连接。雨、污水检查井均采用1 100 mm×1 100 mm的方形砖砌检查井，顶板和底板为C25钢筋混凝土结构。

由于施工地处市中心路段，对周边居民和沿线交通的影响极大，这对施工中的环境保护和文明施工要求极高。此外，该工程的工期十分紧张，且施工时段恰逢汛期。

2 传统施工周期分析

常规 HDPE、UPVC 等塑料排水管道施工主要包括沟槽开挖、管道基础、管道铺设、检查井砌筑和养护、闭水试验、沟槽回填等分项工程，且规范明确规定在管道闭水试验前不得进行回填。排水工程中两座检查井间距一般为30 m左右，故以30 m长度管段施工为例。按照上述施工过程全部采用机械化施工时，30 m长的管段施工周期一般为5.5 d左右(见表 1)。如果考虑到机械设备、雨季、停电、施工管理不善等不利因素的影响，施工周期还要增加。

表 130 m长管段的施工周期

由表 1 可见，由管道本身施工所占用的时间并不长，约为1.5 d，而检查井砌筑、养护和闭水试验等过程耗用了大部分的施工周期。因此，要缩短施工周期，实现管道沟槽快速回填，需要结合塑料管的材料和施工特点合理安排施工工序和对已往的施工工艺及功能性试验验收等环节进行改进。

对本工程而言，由于沟槽无法进行早日回填，沟槽和管道暴露时间较长，容易出现以下几个方面的问题:①产生扬尘，对周边环境影响大;②施工人员和沿线居民易出现坠落深沟槽事故，存在安全隐患;③沟槽支护、排水和降水的成本大大增加;④管道易受外力原因破损，成品保护难度增加;⑤遇暴雨后沟槽积水易引起管道上浮，造成返工浪费。

3 施工工艺改进的基本思路

狭槽法施工是排水管道快速施工的一种常用方法，也就是机械挖土时尽量减小开挖断面以减少挖土方量。为缩短管道施工周期，降低施工对周边环境的影响，本工程根据管道材料和施工工艺特点对常规管道的施工工艺和功能性试验验收环节进行了改进，效果明显。

3.1施工工艺调整

由施工周期分析可知，检查井砌筑和养护、闭水试验等耗用了大部分施工周期，如果能采取措施促使管道与检查井连续施工，且将管道的闭水试验与检查井的闭水试验验收分开进行，则可以大大缩短管道本身的施工周期。

由于管道铺设较快，早在检查井混凝土垫层的养护期间就已完成了检查井处的管道铺设工作。为了尽早进行管道闭水试验并回填，施工中先不对检查井中的管道部分进行截断处理，也就是说检查井砌筑在有管道横穿的状况下进行，检查井中的管道部分需待管道和检查井闭水试验均合格后截除。检查井与管道的连接如图 1 所示。

图 1 检查井与管道连接示意

3.2管道和检查井的闭水试验

在管道功能性试验验收时对连续铺设的100 管道进行闭水试验，由于此时无法带井闭水，需要设计和制作既能满足试验水压又能承受水压力要求的堵头，闭水试验示意图和堵头大样图见图 2、3。

图 2 管道闭水试验示意

图 3 堵头大样图

该工程的预制堵头为就地取材切割的 HDPE管各 60 cm 长的大、小头，采用膨胀水泥混凝土浇筑端头封堵，堵头内穿设DN100钢管，且伸出后的弯头能与观察管(注水管)的丝口相连。观察管也为DN100 钢管，弯起高度比设计闭水水头高度高20～30 cm为宜。需要说明的是，如要加快注水速度，可增大钢管直径。堵头与管道之间采用橡胶圈密封连接。

在管道和堵头连接好后，可立即向管端观察管注水，注水由一端观察管管口注入，在注满水达到上游管顶2 m以上时停止注水。

为防止堵头被管道内的水压力(D300堵头受到的压力约为1.48 kN)冲出，需要在堵头外侧设置足够的支撑，并在注水过程中密切注意堵头处的渗漏水现象。

按照规范，注水完成养水24 h后才能开始进行闭水观测。每30 min为一个恒压观测时间段，观测期间不断地向观察管内补水以保持试验水头恒定，记录恒压时间内的补水量。由于观测管直径均匀，且口径比一般井筒小很多，因此测量数据精确度也能提高很多。连续观测3个时间段，计算得出平均实测渗水量。如果此时管道的外观质量和折合平均实测渗水量小于允许渗水量，则可判断闭水试验合格。闭水试验合格后，应及时抽干管内水并拆除封堵，对沟槽早日回填。

检查井施工和养护一般耗时3 d左右，可单独进行检查井闭水试验。检查井养护完成后不截除井内管道进行闭水，此时检查井与管道不连通，因此检查井闭水试验是单一的工作井闭水。由于注入水量少，注水排水时间大大缩短，且与其他工序的相互影响减小，因此闭水试验速度较快。同时，对检查井进行单独闭水可以提高检查井的质量，有效地杜绝了检查井渗漏水的质量通病，这在粉砂土地区显得尤为关键。检查井闭水检验标准应符合《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB 50141—2008)中构筑物的满水试验要求。

4 改进工艺的优点和注意事项

按照改进后的工艺进行施工，管道一次施工段可以加大到3个井段，长约100 m。以100 m长度的排水管道施工为例，表 2为改进后工艺的施工周期。

表 2 工艺改进后 100 m 长管段的施工周期

由表 2可知，管道施工周期可缩短至2.5 d，而检查井施工周期约为5 d。

表 2工艺改进后100 m长管段的施工周期

从绝对时间看，表 2与表 1的总历时相差不多，这主要是由于检查井砌筑和养护等施工工艺所决定的。但应用改进工艺后，实现了管道部分(除检查井位置)的早日快速回填，约比常规施工提前了 2.5d，由此带来了十分明显的社会效益和经济效益。

对塑料管道施工和功能性试验环节进行改进后，实现了沟槽的快速回填施工，具有如下优点:

①管道施工速度快，有利于管道的快速回填。应用此工艺施工，可使100 m管道从开槽到回填只需3 d左右。剩余的检查井部位由于施工范围小，易于做好周边环境保护工作。

②缩短了管道的暴露时间，有利于做好塑料管材成品的保护。

③检查井单独闭水，确保了检查井的砌筑质量，避免了检查井的渗漏水问题。

④沟槽及时回填有利于施工安全管理。

⑤由于管道沟槽及时回填，用于沟槽支护及降水费用大大降低。按照市场价计算，采用6 m钢板桩支护的沟槽，100 m沟槽需要使用约4 800 m的钢板桩，按0.2 元/(m·d)租金计算，每天租金为960元，相同长度管道一个施工周期内可节约8 000元。若为粉土需考虑井点降水费用，100 m 沟槽需要使用4 套井点，每套使用费用为 320 元/d，相同长度管道一个施工周期可节约 10 666.7 元。由此可见，经济效益十分明显。

但在管道施工中，需要注意以下几方面的问题:

①管道与检查井的连接处理质量。由于该处先安管后砌筑检查井，连接处易出现渗漏水，这也是管道工程的质量通病之一，建议在该处用细石混凝土环包管道，待混凝土达到一定强度后才能截除井内管道(见图 4)。

图 4 管道与检查井的连接处理方式

②检查井周围土体回填质量。检查井处的土体回填一般难以夯实，容易产生土层和道路沉降，建议采用级配砂石或三合土分层回填夯实。

③由于闭水试验堵头要承受 20～ 30 kPa 的水压，为防止堵头弹出，需要在堵头后面设置相应支撑力的后座。堵头和支撑体系的设计加工建议经过多次实践后确定。

④建议实现检查井装配化施工，如采用预制钢筋混凝土井可加快管道的施工速度。

5 结论

塑料管道常规施工的周期较长，易给周边居民生活及城市交通造成较大影响。结合某具体工程对管道施工和功能性试验验收等环节进行了改进，从而实现沟槽快速回填。一方面减少了场地堆土时间和对交通的影响，同时也有利于做好管道成品保护和沟槽的安全生产管理工作。此外，沟槽早日回填可以大大降低沟槽支护及降水费用。因而，所提出的塑料管道的快速施工方法具有一定的借鉴价值，可供相关单位参考。

参考文献:

［1］ 段卫民，李淑清，杨和义，等.市政排水中的塑料管道施工新技术［J］.中国给水排水，2006，22(6):92 －94.

［2］ GB 50268—2008，给水排水管道工程施工及验收规范［S］.