摘要：在市政工程中，我们总是会碰到雨污水等管道的施工。我们应根据不同的施工条件和地质条件采取不同的施工方法。关于在狭窄地形和中砂层地质的管道施工的方法，本人将结合南沿路改造（三期）工程施工过程中的一些经验与大家一起探讨。
关键词：中砂层钢板桩沉井顶管拉森钢板桩预应力混凝土钢筒管
一、工程背景
嵊州市南沿路改造（三期）工程位于嵊州市城西区域，道路整体为东西走向，道路全长约1173m。南沿路改造三期工程雨污水管场地现状右侧紧靠澄潭江沿江江堤，左侧沿线为居民住宅。污水管中心距最近小区围墙最近为4米。雨水管中心距堤坝最近为4.6米。剡溪大桥桥下地段为K0+184(W-5-1)~K0+214(W-5-2)，左右侧分别为剡溪大桥3号桥墩和北承台。两墩台间宽度为31米，污水管中心距左侧桥墩为17米。雨水管中心距右侧桥台为10米。本工程设计雨水管道主管为DN1500，设计坡度0.1%，雨水管埋深在4.2米左右。污水管道主管为DN1200.设计坡度0.07%~0.08%，污水管埋深5.5米左右。根据地质勘查报告资料显示，本工程土质由上而下为素填土、中砂层、粉质粘土、圆砾层。素填土属上层滞水，水量不大，受季节影响大；中砂层属强透水层，为主要含水量，水量丰富。经现场试开挖孔洞查勘及结合地勘报告，在地下4米位置开始出水（地下水位标高在15.2左右）。经实测河道常水位在15.1左右。
二、施工方案
本工程施工设计图中对雨水管道施工采用钢板桩支护的基坑开挖方法，对污水管道施工采用沉井和手掘式顶管方法。在施工前对沉井和手掘式顶管方法进行了论证，专家认为沉井位于中砂层中，摩擦阻力大，经计算沉井系数为0.22，远小于规范定值1.25，按现有地质沉井靠自重很难下沉。手掘式顶管施工中不可预见的安全风险大，如降水作业后，可能造成旁边民房地基和堤坝沉降开裂，地下水或流砂涌进管道危及作业人员安全等，故本工程不宜用沉井和手掘式顶管方法，而改为机械掘进顶管方式则会大幅度提高投资成本。
后经多方探讨，由于透水性砂层，基坑底位于地下水位线以下1米左右，含水量及渗水量大，普通钢板桩无法起到隔水作用，故采用拉森钢板桩支护雨污水管同槽开挖（平面布置如下图）。
拉森钢板桩支护采用9米长SP-III型拉森钢板，钢板桩宽度40厘米，厚度13mm,理论重量60kg/m。本地段雨污管线中线位置距离为4米，雨水管底宽2.4米，污水管底宽1.94米，基坑两侧设排水沟、集水井等工作宽度各约1米，钢板桩安全距离0.5米，合计基坑（两侧钢板桩）宽9米。以路线中心线北侧4米，南侧5米打拉森钢板桩围护（距堤坝安全距离3米）后直立挖槽。雨污管线同槽开挖，挖土分三个阶段。第一阶段先挖除上表层约2米土方放坡1：1，然后打拉森钢板桩。第二阶段在支护基坑内挖至雨水管基底标高，雨水管位置做污水管施工时的施工便道。第三阶段开挖污水管至设计标高，进行污水管施工。
用拉森钢板桩施工试验时，发现钢板桩打桩速度快，从起吊到打好基本在3分钟左右，支护效果和阻水效果好，基坑内水量小，用一只水泵即可打干。此方案经水利水电勘察设计防洪影响评价分析，钢板桩稳定性安全系数为2.15，满足相关规范要求，对堤防的影响较小。
但在打拉森钢板桩过程中噪音大，有一定振动，致使桩边约3~4米范围的砂层有一定沉降，经车辆碾压后，道路出现开裂，周边群众反响强烈，认为会影响房子安全。经讨论研究，对施工方法又作了改动，采用污水管双侧普通钢板桩支护，管材采用无需砼基础的预应力混凝土钢筒管（PCCP管）。污水管施工完毕，雨水管施工时沿堤坝单侧支护雨水管基坑。污水管以每一工作段终点井位为起点逆流水方向进行挖槽安装，以开挖1节管位长度安装1米管节，回填1节的方法，边开挖边安装边回填施工，可带水作业。施工配备360挖机1台，200挖机1台，运输车2辆。1台200挖机以逆水方向倒退形式负责开挖基坑，土方部分就地堆放。1台360挖机负责从管材堆料场运输管材至施工地点并安管，安装管道完毕同时回填。按此施工过程顺利，老百姓无反对意见。
三、经验总结
1、在狭窄场地和中砂层地质中不宜用沉井和手掘式顶管方法，除非在加大投资投资情况下，并加强勘测密度，用沉井和机械掘进顶管方法。
2、用拉森钢板桩支护方式施工，还是具有一定优势，尤其在砂子含泥量少，可有效防止流砂，确保安全。但在施工前一定要对周边建筑物做好安全检测，以减少不必要纠纷，同时做好沉降观测，保证安全系数。
3、普通钢板桩支护+预应力混凝土钢筒管（PCCP管）施工方法，所需场地小，施工速度快，振动小，在地下水位不高的情况下具有很大优势，值得采用。但是此方法存在一定安全隐患，一是施工机械多、施工人员与机械混杂，易产生安全事故；二是挖机等施工机械靠砂性土承载，一旦土承载力不足易出现机械倾覆；三是一旦地下水位升高，还是会产生流砂现象，如果建筑物、人员太近易发生事故。
结束语
目前的深基坑管道施工方法多样，深基坑施工必须因地制宜制定方案，，根据安全性、经济性进行综合考虑，严格按规范按流程施工，才能确保安全、质量和进度。而本文对在狭窄形地和中砂层地质中多种施工方法的实际比较，希望对读者有所借鉴参考。
论文作者:竹森贵,袁圆,赵元晓
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/4
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