市政排水管道工程施工质量通病分析及处理

　　摘要：市政工程中的排水管道工程对城市人民生活产生着重要的影响，确保其施工质量至关重要。本文结合作者施工技术工作的经验及工程实例,对市政排水管道工程施工质量的通病进行了综合分析,并提出了有效的处理方案。
　　关键词：市政排水管道工程；质量通病；处理
　　城市建设离不开排水管道工程，而排水管道工程质量的优劣不仅影响城市功能的充分发挥，而且对道路完好、城市环保以及城市防洪排涝等都有直接的影响。市政排水管道建设工程由于大多项目是在市区施工，环境复杂，既有的地下管线及电缆情况不明，在确保既有工程安全的前提下，还要考虑地上交通等因素的影响，导致施工难度增加，施工质量和工期往往无法保证。因此，如何在快速又经济、文明地完成市政排水管道工程施工的同时，保证工程施工质量值得探讨。笔者结合自己的工作经验，及在某住宅小区室外排水管道配套工程施工中出现的一些质量问题，进行了综合分析，现将最常见的质量通病分为五个方面。总结其产生的原因，并提出防治措施，以指导现场施工。
　　一、管道安装标高及坡度不符合设计要求
　　1产生的原因
　　测量放线误差，施工走样．已有的建(构)筑物妨碍管线顺利通行，或是基础夯填及混凝土管枕(基)施工不合格。
　　2预防施
　　防止测量放线误差的措施：①施工前认真引入和复核设计标高水准点；②严格按照图纸设计要求和施工规范规定进行放样桩的测量与保护；③施工中要考虑当地水文地质条件，按照管线埋置深度放样，且必须进行复测检验，保证误差在允许范围之内；④施工中要严格按照样桩的标高和坐标进行施工，尤其是沟槽和管基要做好轴线和纵向坡度的事先测量，事中放样，事后检查。校核原建(构)筑物排水出口是否和设计要求相符。若和设计要求不相符，则必须采取有效措施调整原建(构)筑物排水出口平面位置标高，使之达到设计要求，以便和室外排水管线有机衔接；⑤管线若遇到建(构)筑物必须避让时，应在适当位置增加连接井．排水管道在施232中一般采用高程差降，利用水力重力自流，在水力学计算中按下式计算：
　　(米／秒)
　　V--流速；R--水力半径；I--水力坡度；n--管内壁粗糙系数。
　　由上式可以看出管道转角直接影响着自流水的水头损失，管道转角大小也影响着管道内壁粗糙系数，因此连接井处的管线转角应不小于135o，以保证排水畅通,(如图1所示)。我们在市直机关室外排水工程雨水Y22—Y23段工程施工中就采用了135o转角。保证了排水畅通；⑥基础不均匀沉降主要是地基土质不一致，或者是回填土夯碾不密实．在现场具体施工中我们采取的措施是，认真按设计要求施工，在基础开挖之时就对底基层土质及含水率进行了测定，对杂填土和含水率高的土来取换土处理，提高了基槽的承载力，确保了管道基础的强度和稳定性。
　　
　　图1
　　对于基槽底土壤被扰动或受水浸泡的部分基础，先挖除松软的土层，再用砂砾石或三七灰土回填夯打密实，使压实系数达到0.90以上。这样达到了设计要求。
　　二、管道沟槽开挖易塌方，造成施工作业不安全，并引起周边环境及建筑物不安全
　　1产生原因
　　1．1影响沟槽开挖安全因素主要与当地工程地质、水文地质、周边环境和现场的施工条件，开挖深度，施工工艺等工程地质有关。沟槽工程地质条件是确定开挖方法的基本依据。工程地质是否和设计图纸提供的基本情况相符，应实地调查水文地质构成隋况、土层性质、土层参数、地层的描述等。调查清楚可能导致沟槽边坡失稳和滑塌等问题。沟槽开挖要保证不影响周围建(构)筑物，道路管线及地下设施等的使用安全周围环境决定了沟槽边坡支护的方式。要查明沟槽周围建筑物的分布状况，沟槽边线与建筑物红线的水平距离，建筑物的性质、结构形式以及对沉降差的敏感度．还要调查清楚各邻近地区地下管道的使用功能，管道和沟槽的相对位置、埋深、敷设年限，构造和结构形式等；查明周围公(铁)路的性质、类型、宽度、路面结构及交通状况．沟槽支护方案的选择首先要考虑工程场地所处地段是否对沟槽支护结构及开挖施工的噪音和震动有限制，要充分结合本地常规施工方法，施工工艺，施工设备，调查和吸收当地相似工程的施工经验和教训，保证施工方案的可行性和安全性沟槽的开挖，改变了土体内原有的应力平衡，使沟槽侧壁受侧压力作用可能导致倾覆滑塌．侧向压力包括土压还包括地面通行的人、车等动荷载所引起的侧向压力．土压力的抗倾覆和滑塌计算一般采用朗肯土压力理论．必要时可采用库仑土压力理论。
　　朗肯主动土压力计算：
　　①无粘性土：(如图2a所示)
　　
　　
　　图2a图2b
　　②粘性土：(如图2b)所示)
　　
　　ka为主动土压力系数
　　
　　则主动土压力的合力Ea为：
　　
　　朗肯被动土压力计算：
　　粘性土的被动土压力强度呈三角形分布，如图3a所示，粘性土的被动土压力强度呈梯形分布，如图3b所示，作用在单位长度挡土墙上的土压力同样可由土压力实际分布面积计算，的作用线通过士压力强度分布图的形心。
　　①无粘性土：
　　②粘性土：
　　Kp为被动土压力系数，其值为
　　
　　
　　图3a图3b
　　当水、土压力分算时，计算点土的粘聚力和内摩擦角取用有效值．土的容重，地下水位以下取有效容重(浮容重)。对粘性土，淤泥及淤泥质土，当采用水、土压力合算时，对于地下水位以下的土，采用饱和容重，土的粘聚力和内摩擦角取用土的总应力固结不排水剪(或固结快剪)强度指标。
　　当沟槽周围有附加荷载或地面不规则时，也会在支护结构上产生土压力。
　　2采取的处置措施
　　沟槽开挖施工中一般采取以下几种施工工艺和支护方式：
　　①放坡开挖；②排桩支护；③土钉墙；④锚杆；⑤地下水控制；⑥沟槽结构数据检测；
　　在本项目施工中主要采用了放坡开挖，排桩支护和沟槽结构数据检测等手段因此我们着重介绍这几种方法。
　　2．1放坡开挖即无支护开挖，通过选择合理的沟槽边坡坡度，在无加固，无支护的条件下，依靠土体自身强度保持边坡稳定，满足坑下(沟下)作业及周边环境要求的施工方法。
　　放坡开挖是沟槽开挖施工中最经济安全的方式，现场条件允许时应优先采用，但垂直开挖的深度和放坡的坡度应符合规范规定。
　　边坡稳定是指防止沟槽边坡的部分土体脱离，沿着某一个面向下滑动所需要的安全度。在放坡开挖中需要控制边坡稳定，在现实施工中针对不同的土质和挖深，选择适当的坡度。
　　边坡可以采用以下几种形式：
　　1）直线型，(一坡到顶)适用于垂直高度小于10米的一般性匀质土坡及小于15米的黄土边坡，岩石边坡亦采用直线型。
　　2)折线型，适用于边坡较高，且上下土层稳定性有差别的土质边坡。当上部土层较好时采用上陡下缓型。当上部土层较差，下部土层较好，采用上缓下陡型。
　　3)台阶型：当边坡较高或土层不均匀，应根据降雨量大小在土石分界处分段设置平台。平台上一般需设置排水明沟．平台宽度为1.5—3.0米。
　　
　　(a)直线形(b)折线形
　　
　　(c)台阶形
　　2．2排桩支护
　　在本项目中还采用了内撑式排桩支护，排桩支护结构稳定性验算包括：支护桩稳定人土深度、沟槽底坑隆起稳定性、坑底渗流稳定性、沟槽边坡整体稳定性等。
　　排桩支护的构造应符合①中心距要根据排桩受力及桩间土稳定条件确定。②排桩支护的桩间上如果土质不好应采用横挡板维护土体的稳定NE．③在软弱土层或必须严格控制地表沉降的沟槽中，要通过支撑对排桩施加预应力。
　　2．3沟程数据结构监测
　　沟槽数据结构监测是对沟槽岩土性状、支护结构变化和周围环境条件的变化，进行各种观测和分析工作，并将各种观测数据结果及时反馈给各方(施工、设计、建设及监理各方)，以指导施工和适时词整支护方案。现场监测以仪器观测手段为主，并与目测相结合。
　　三、检查井等排水构筑物质量不合格不能满足使用要求
　　1产生原因
　　检查井平面坐标或者是井底标高不符合设计要求，试水渗漏、变形，铁爬梯安装位置不符合规定，影响了基础质量及使用。
　　2防治措施
　　2.1认真做好检查井底(基)层和垫层处理，在井体砌筑及流槽浇注中认真施工，严格按图纸设计要求及规范规定施工，防止井体密封I生不好和井体下沉，保证流槽流水畅通。
　　2.2检查井施212中要严格控制井底和井中心标高以及平面坐标控制，防止因井位及标高不符合设计要求而影响了管道铺设。
　　2.3检查井的井座和井盖要相互配套，厚度和强度必须满足设计要求，以保证足够的强度，确保上面车辆通行安全．同时现场安装时座浆要饱满，标高要准确控制，防止影响室外地坪施工，安装标高误差必须控制在土20mm之内。
　　2.4检查井施工工艺应合理，质量合格，水试验前凝固应完好，井壁和连接管结合处应密封密实，检查井砌筑砂浆要饱满，勾缝要全面不遗漏，抹面要清洁而光滑．抹面和勾缝应随砌筑工序一道完成，不可在土方回填以后再进行抹面及勾缝，和检查井连接处的管道外表面应先湿润且均匀刷一层水泥原浆．在座浆就位后再做好内外抹面，以防止管道和检查井接合处发生渗漏。
　　四、管线渗水、闭水试验不合格
　　1产生原因
　　原材料、管材质量较差，管道接口材料不符合设计要求，临时堵口封堵不密实等均可引起管线渗水及闭水试验不合格，该项问题在市直机关住宅小区室外水管网施工中尤为突出。
　　2防治措施
　　2.1管材质量差，存在裂缝或有砂眼，混凝土局部松散，抗渗能力差，容易产生漏水在市直机关室外工程中DN200的混凝土管这方面问题较明显，且壁厚相对大规格的混凝土管要薄一些，目前施工中大多以DN200PVC管替代DN200混凝土管，现场所用管材必须有质量检验部门提供的合格证和试验报告等资料，管材外观质量要求表面平整光滑无松散露筋和蜂窝麻面现象，用硬物轻敲管壁其响声清脆悦耳，吊装及装卸时要轻提轻放，防止碰出外伤，安装前逐个检查，对发现有质量疑问或有缺陷者应弃之不用，或经有效处理后再使用。
　　2.2管道接口材料及接口工艺方案应符合设计要求，庆阳市市直机关室外排水工程混凝土管道接口方式设计为橡胶圈柔性接口，橡胶圈柔性接口不仅施工方便，易操作，更适宜于湿陷性黄土地区排水管道接口。在湿陷性黄土地区排水管道接口如果采用刚性接口，管道基础受地表渗水或者管道渗水影响易塌陷，造成管道断裂，而柔性橡胶圈接口很好的解决了混凝土管道在使用中的这个问题，极大地改进了混凝土管道在湿陷黄土地区的使用．在具体施工中严格控制橡胶圈材质及橡胶圈规格．施工时，首先清除管道承插口处的污物，确保橡胶圈放置位置合理环形方向松紧一致，轴向位置平行，以达到密封良好，强度一致。
　　2.3试水段封口因常常设置在检查井内并容易被忽视，一般在现场实际操作中利用砖砌墙封堵，这时应注意砌堵前把管口50cm距离范围内的管内壁清洗干净．除刷水泥原浆外，同时也要把所用的砖头润湿备用，砌砖要采用标号MU10以上，砂浆标号M7．5以上，且稠度适宜。勾缝和抹面用的水泥砂浆标号不低于M15，管径较大时应采用外墙面抹面及勾缝，抹面施工工艺按防水5层施工做法施工，条件许可的情况下尽可能地在检查井内进行堵口封堵以保证质量。
　　2.4闭水试验不仅是对施工质量全面检查的有效手段，同时也检验了原材料的合格性，在现场试验操作时，期间也有出现了一、二次试水不合格现象，这时应在渗漏处一一做好明显的标记，在管内水排干后认真处理，对细小的缝隙或麻面渗漏处可以采用“水不漏”，“水泥沙浆”涂刷或其它防水材料涂刷．较为严重的应进行返工处理油膏接口可采用喷灯进行表面处理，一般可达到预期的目的。较为严重的渗漏除了更换管道，重新填塞堵口外，还要请专业技术人员进行技术分析，制定科学的处理方案，处理后再做闭水试验，如此反复直至闭水试验合格。
　　2.5混凝土管道安装施工是一个综合工序的结合，有管材运输、吊装、安装、试水，还有土建工程的配合等工序，因此在施工中要防止碰击而损坏，防止混凝土管道在未被管基(枕)固定之前发生位移，出现接口错位或位置偏移而渗水。
　　五、混凝土管道安装完毕后，侧壁回填土沉陷
　　1产生的原因
　　压实工艺不合理，压实机具不合适，回填土质量欠佳，虚铺厚度过厚，含水量未达到最佳。
　　2预防昔施
　　管槽回填时必须根据回填的部位和施工条件选择合适的回填材料(土)和压实机具，如在市直机关室外排水工程施工中主干管道的排水等坑槽回填中采用了原土回填，在距离检查井及出水口1.0m之内采用三七灰土夯填，压实系数为0.82,在管槽回填中还应注意在距离管顶垂直高度30cm之内不能直接用打夯机、压路机直接强夯，防止压裂管道，并在管子轴向左右两侧建议用人工夯实，以保护好混凝土管不受损伤，不同的填料，不同的填筑厚度，应采用不同的压机具，以达到最佳的压实效果。淤泥、树根、建筑垃圾，这些材料均不能做填料，以免引起回填层沉陷，在回填中还要控制填料含水量，遇到有地下水或雨后施工，应先排干水再分层回填，杜绝带水回填或水夯法回填．并在回填施工中注意控制每次虚铺土厚度不得大于30cm，以保证压实效果。
　　3处治措施
　　根据沉降破坏程度应采取相应的处治措施，进行沉陷处治．①不影响其它建(构)筑物的少量沉降可以不做处理或只做表面处理在沥青路面上可采取局部填补以免积水②如果造成其它建(构)筑物基础脱空破坏的，可采用泵压水泥浆法进行填充处理。③如果有可能引起严重后果的，还得进行重新TI=挖，重新回填．④如果填料不符合回填要求的，还需要更换稳定性好的填料，重新回填然后再恢复受损的建(构)筑物。
　　六、结束语
　　排水管道工程因施工环境和工程地质水文地质条件千差万别，质量问题也各异同。在施工工程中要努力克服各种通病，确保整体工程施工质量，在施工的各个环节采取相应的控制手段和预防措施。